论FANUC系统主轴定向功能的实现
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论FANUC系统主轴定向功能的实现
主要介绍FANUC 0i-TD系统串行伺服主轴利用主轴位置编码器或电机内置编码器实现主轴定向的方法及应用。
标签：
FANUC系统;串行伺服主轴;定向;位置编码器
0 引言
主轴定向是使主轴停止在某一位置的功能。
随着数控车床的普遍使用，为了满足机床自动换刀或特殊加工工艺的要求，经常需要主轴具有定向功能。
主轴定向是FANUC数控系统的一项基本功能，可以通过主轴位置编码器或电机内置编码器来实现，其控制是由硬件连接，参数设定和PMC梯形图组成。
1 硬件连接
1.1 使用位置编码器时的硬件连接
如图1所示。
有主轴位置编码器时，主电机用Mi内置传感器，不需要电机一转信号。
1.2 使用主轴电机内置编码器时的硬件连接。
如图2所示。
3729#00/1在串行主轴中，是否执行基于位置编码器的停止位置外部设定型主轴定向功能
40310~4096主轴定向停止位置。
用主轴编码器进行主轴定向时，使用此参数设定停止位置。
若使用主轴定向停止位置外部设定功能（SHA00～SHA11）,则此参数无效。
40380（0~32767）主轴定向速度
4077-4095~4095位置编码器方式定向停止位置偏移量
8135#40/1主轴串行输出时，是否使用主轴定向
串行主轴使用位置编码器作为定向位置信号时，有两种定向停止位置设定方法，一种是参数设定停止位置，另一种是用PMC信号指定停止位置；选用哪一
种定向停止位置设定方法可用参数3729#0（在串行主轴中，是否执行基于位置编码器的停止位置外部设定型主轴定向功能）选择，用参数设定停止位置时，该参数设为0，用PMC信号指定停止位置时，该参数设为1。
用参数设定时只能设定一个停止位置，需要调整停止位置时只能修改停止位置参数4077的值，计算公式为：偏移量=设定值/4095*360°；用PMC信号指定停止位置时，只要改变PMC信号的输入，就可以改变定向停止位置。
3 梯形图的编制
（1）相关信号。
G70.6：主轴定向控制信号；
F45.7：主轴定向完成信号；
F45.1：主轴停止检测信号；
G78，G79.0-G79.3：主轴定向停止位置外部设定信号。
F22：主轴功能代码信号；
（2）基本梯形图。
首先通过M代码译码M19（定向指令）到R11.0（可自行定义）。
再通过R地址把定向指令输入到G70.6（主轴定向信号），并形成自锁。
最后，把定向完成信号F45.7输出给G4.3，完成M代码的执行。
在主轴定向正确完成后，因为有G70.6的自锁，主轴会带使能停留在一个固定的位置，外力不能使主轴移动，可方便工件的装卡。
复位、或者转动主轴可断开这一自锁。
（3）多点定位的应用。
对于需要多点定位的应用，用PMC控制来实现比较方便。
G78，G79.0-G79.3（SHA00-SHA11）是一个12位的控制信号设定值的范围为0～4095，换算成角度的计算公式如下：
S=X×360+4096。
S为偏移的角度，X为PMC信号设定的值。
下图为梯图的编制。
梯图仅供参考，需要进行M代码的译码和应答信号的处理。
上例中使用了F22信号为G78赋值，所以在程序中可执行M101，SXX来指定主轴偏移量。
执
行M19将0赋予给G78，则主轴的偏移量为NO.4077中的值。
执行M101将SXX 的值赋予给G78，则主轴的偏移量为NO.4077+SXX。
执行M102将1024赋予给G78，则主轴的偏移量为NO.4077+90°。
综上所述可通过修改赋予G78，G79的值来实现多个固定角度的定位。
4 参数的调整
以应用主轴位置编码器为例，具体说明调试中可能遇到的问题。
（1）正常情况下，主轴编码器已经安装，则将参数4002#1置1，参数4038设一个合适的值，根据主轴各档位传动比设定参数4056到4059为合适的值，即可实现主轴准停。
（2）若设定参数后不能实现主轴准停，则首先更改参数4001#4，改变编码器安装方向的设置，再根据参数说明检查相关参数的设定，断电后再执行主轴定向。
（3）若经过上一条所说方法仍不能实现主轴定向。
则可能是个别参数调整后与主轴不匹配造成的，这时应该根据主电机型号设定参数4019#7和4133，重新生成主轴参数。
断一次电后按照上述第一条和第二条方法调整参数，即可实现主轴定向，否则应检查编码器的好坏和编码器的接线。
（4）主轴定向速度不能过低，否则无法找到停止位置。
一般来说，定向时主轴转速应在10转到25转之间，因为主轴定向时并不检查卡盘卡紧信号，故在能够实现主轴定向的前提下，定向速度尽量低一些，以免造成危险。
5 结语
FANUC系列串行伺服主轴使用编码器实现定向停止，能够快速准确定位。
此项功能可满足自动换刀及加工工艺的要求，在实际应用中具有重要的作用。
参考文献
［1］FANUC系列0i-D连接说明书（功能篇）.
［2］FANUC系列0i-D参数说明书.
［3］FANUC PMC梯形图语言编程说明书.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
