FANUC0iD系统数控机床串行主轴调试.pdf

FANUC0iD系统数控机床串行主轴调试雷楠南【摘要】分析了FANUC0iD系统数控机床串行主轴硬件连接方法、主轴系统参数配置,探讨了主轴启动、停止控制,正、反转控制,速度倍率信号处理的PMC梯形图程序编制.【期刊名称】《黄河水利职业技术学院学报》【年(卷),期】2019(031)001【总页数】6页(P32-37)【关键词】FANUC0iD系统;串行主轴;主轴调试;参数配置;PMC梯形图;程序编制【作者】雷楠南【作者单位】三门峡职业技术学院,河南三门峡472000【正文语种】中文【中图分类】TH150引言FANUC0iD系统串行主轴是指采用串行总线控制的交流主轴驱动系统，属于感应电机变频调速系统范畴。由于其主电机采用的是驱动器生产厂家配套的专用感应电机，所以可根据精确的数学模型，通过闭环矢量控制实现大范围、精确调速和转矩、位置控制［1］。FANUC0iD系统的串行主轴采用I／OLink总线和协议，同时接受数控系统（简称CNC）和可编程机床控制器（简称PMC）的控制。FANUC串行主轴有6种控制运行方式，分别为速度控制、主轴定向、同步控制、刚性攻螺纹、主轴Cs轮廓控制、主轴定位控制［2］。速度控制运行方式是串行主轴的基本运行方式，其他5种运行方式均是基于速度控制方式进行，且都需要主轴电机或主轴位置检测反馈。FANUC串行主轴调试，主要是通过参数设置及PMC程序编制调试进行的。因此，了解串行主轴的控制方式、结构配置，对于主轴调试时确定、设置相关参数具有重要意义。笔者试从串行主轴的硬件连接、结构配置方式、相关参数设置以及串行主轴控制的PMC梯形图程序编制等几方面探讨FANUC0iD系统串行主轴的调试，以期为广大一线技术人员提供参考。1FANUC0iD系统串行主轴硬件连接与调试参数设置1．1FANUC0iD系统串行主轴硬件连接FANUC串行主轴系统主要包括主轴驱动装置、主轴电机、主轴传动机构及速度／位置检测装置等。对于FANUC0iD系列数控系统，CNC系统与主轴放大器之间采用串行通信。串行主轴控制连接主要及与涉CNC系统、电源模块（简称PSM）和主轴电机的连接［3］。主轴放大器与CNC的连接总线不同于高速串行总线（简称FSSB），它有独立的I／OLink串行总线，一端连接在主轴放大器侧的JA7B接口，另一端连接在CNC侧的JA41接口，串行主轴连接如图1所示。在多主轴控制的场合，第二串行主轴放大器的JA7B接口通过串行总线连接在第一串行主轴放大器的JA7A接口。主轴放大器的参数和控制信号可以在CNC上设定和处理，并通过串行总线传送到主轴放大器。对于FANUC0imateD系列数控系统，只能控制一个串行主轴，所以无需考虑第二串行主轴。图1串行主轴硬件连接图Fig.1Serialspindlehardwareconnection1．2FANUC0iD系统串行主轴调试相关参数设置一般根据主轴系统结构、驱动器及电机类型，设置相应的参数，即电机匹配参数、结构配置参数、功能参数。电机匹配参数是根据电机特性设定驱动器电压、电流、转速、滤波控制和调节参数。该参数已经保存在CNC中，可直接通过串行主轴引导操作进行自动设定。结构配置参数是用来选择硬件，并使之生效的，如位置编码器类型与连接形式、减速齿轮、电机转向等，必须根据主轴控制系统的结构进行设定。功能参数用来选择主轴系统功能，如速度控制、定向准停、主轴定位等，应根据实际要求和主轴系统结构、CNC选择功能配置等进行设定。2FANUC0iD系统串行主轴参数设定2．1FANUC0iD串行主轴系统结构及结构参数配置FANUC串行主轴控制系统一般选用主轴位置编码器或电动机内置编码器作为位置检测信号。主轴电机内置编码器常用的有Mi型与MZi型两种，前者可检测并反馈电机转速，不能实现位置控制，后者则可实现电机转速与位置检测［3］。该系统主要有速度控制型、接近开关定向型及位置控制型3种结构类型［4］。速度控制型主轴系统通常采用主轴电机内置Mi型传感器作为速度检测反馈元件，只能实现速度控制，不能实现位置控制，其结构如图2所示。接近开关定向型主轴系统是在速度控制型系统基础上增加接近开关的方式来实现主轴定向准停功能，结构如图3所示。位置控制型主轴系统结构取决于位置控制要求和机械传动形式，主要分为使用内置编码器和外置编码器两种，常用的系统结构如图4和图5所示。使用内置编码器时，若主轴电机与主轴的连接方式为直接连接或1∶1连接情况，通常使用主电机内置的带零脉冲输出的MZi型磁性编码器作为位置检测元件。使用外置编码器时，在主轴电机与主轴的连接方式不是直接连接或1∶1连接情况下，主轴位置检测一般需要安装与主轴1∶1连接的外置编码器。外置编码器可以是带零脉冲的BZi、CZi型或αS系列磁性编码器。因为串行主轴系统结构不同、编码器