李清

（中國重汽集團大同齒輪公司設備動能部，山西 大同 037000）

引言

滾齒機的主要功能是刀軸與工件軸的絕對同步，不同的速比會加工出不同齒數(shù)模數(shù)的齒輪。在加工過程中刀軸與工件軸必須始終保持恒定的速比，以確保各種齒輪的加工，否則將會出現(xiàn)亂齒，嚴重時會造成刀具的損壞，給公司帶來嚴重的經(jīng)濟損失。

隨著數(shù)控技術的發(fā)展，數(shù)控滾齒機已非常普及。四軸以上的數(shù)控滾通過軟件控制實現(xiàn)刀具與工件的EGB同步，由編來實現(xiàn)齒輪的各種工藝要求，提高了自動化生產(chǎn)水平及生產(chǎn)效率。實際使用中有的數(shù)控滾齒機存在打刀的現(xiàn)象?，F(xiàn)場勘察分析發(fā)現(xiàn)，在滾齒過程中，工件軸失去了與刀具軸同步功能的控制，轉速下降甚至工件軸停轉，而刀具軸不停造成工件廢損及刀具損壞。鑒于這種情況的，我們提出增加并完善刀具急退功能，即在工件軸轉速降低時，刀軸緊急后退至安全位置，以保護刀具，同時也可減少工件的廢損，保障半成品齒輪的二次加工。

1 原理分析

工件軸速度設定門檻值（標準值），實際轉速高于門檻值時，即認為電子齒輪同步功能仍然存在，低于門檻值時，則認為同步功能已經(jīng)喪失，機床自動退刀于一個安全位置。以FANUC 0i—MC系統(tǒng)為例，說明實現(xiàn)該功能的具體思路與技術方法。

通過系統(tǒng)的窗口功能讀取工件軸轉速的實際值，PMC實時監(jiān)控工件軸實際轉速與標準速度值的差值，在工件實際轉速低于標準值時，給系統(tǒng)發(fā)出一個中斷信號，系統(tǒng)在接收到中斷信號后，調用一個中斷宏程序，將刀具進給軸退到安全位置，并使系統(tǒng)產(chǎn)生報警。

2 工件軸速度實際值的獲取

系統(tǒng)PMC提供了很多窗口功能，利用讀取各軸實際速度值的代碼為26的窗口功能，來實現(xiàn)工件軸實際速度值的讀取，并存儲于指定的D地址中，再通過PMC各種指令對實際值進行比較，以輸出中斷信號。

PMC讀取各軸實際速度值的窗口功能應用如圖1：

輸入數(shù)據(jù)構成：

圖1 讀取各軸實際速度值功能輸入數(shù)據(jù)構成

設定軸實際速度值的控制數(shù)據(jù)地址為D100，則實際速度值的存儲地址為D110-D113，自動運行信號為F0.5，主軸速度到達信號為F45.3，則PMC控制梯形圖編制如圖2：

圖2 讀取各軸速度值功能的PMC控制程序

說明：

1）在程序自動運行以及主軸（刀具軸）速度到達后開啟讀取功能；

2）定義窗口功能為讀取各軸實際速度值功能，功能序號為26，并確定實際值D數(shù)據(jù)操作區(qū)的首地址為D100；

3）定義結束代碼（可以不設定）；

4）定義數(shù)據(jù)長度工資L=4，4個字節(jié)；

5）定義數(shù)據(jù)屬性n=4，n為控制軸，4為C軸；

6）執(zhí)行各軸速度實際值讀取功能，讀取結束信號為R150.2，并將數(shù)據(jù)存于D110-D113中；

7）存儲數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)進行比較；

8）實際轉速低于標準值時，R9000.1置1，產(chǎn)生中斷信號及報警信號。

3 中斷型用戶宏程序功能的應用

見圖3，在執(zhí)行程序時，來自機床的中斷輸入信號（uint）可以調用另一個程序。該功能稱為中斷型用戶宏程序功能。

中斷型用戶宏程序功能允許在程序執(zhí)行期間在任一程序段調用另一個程序。這就可使程序根據(jù)隨時變化的條件實時地運行。

1）當檢測到刀具的異常狀態(tài)時，用外部信號啟動異常過程的處理；

2）加工運行的順序由另一個加工操作中斷而不取消現(xiàn)在的運行；

3）以固定的間隔，讀取與現(xiàn)在加工有關的信息。

以上所敘為中斷型用戶宏程序功能中的適應控制應用。

轉而執(zhí)行由P××××指令的程序。在M97指定后，中斷信號（UINT，在圖中用*標記）的輸入被忽略。并且，在中斷程序執(zhí)行期間，不得輸入中斷信號。

FANUC系統(tǒng)應用設定：

1）中斷型用戶宏程序功能格式指定中斷指令：

M96 P0000；用戶宏程序中斷有效

M97；用戶宏程序中斷無效

2）用戶宏程序中斷控制的M代碼

在一般情況下，用戶宏程序中斷由M96和M9控制。但是，這些代碼可能已被某些機床制造廠用于其它用途（例如，M功能或宏程序M代碼調用）。由于這個原因，可用MPR（參數(shù)6 003的4位）設定用戶宏程序中斷控制的M代碼。

當設定該參數(shù)指定用M代碼調用中斷型宏程序時，應將M代碼設在參數(shù)6 033和6 034中：在參數(shù)6 033中設定使用戶宏程序中斷有效的M代碼，而在參數(shù)6 034中設定使用戶宏程序中斷無效的M代碼。

3）對用戶宏程序的中斷信號unit《G53.3》進行處理，如圖4所示。

圖4 用戶宏程序的中斷信號

其中R0.0是內(nèi)部繼電器，我們可以通過外部按鈕信息變量及報警信息等系列情況，來觸發(fā)R0.0線圈，從而使中斷信號G53.3在所需要的條件下得以實現(xiàn)。

4）對用戶宏程序的參數(shù)設定

主要設定參數(shù)：MUS、MCY、MSB、MPR、TSE、MIN及MSK等。

4 中斷程序在主程序中的應用

在主程序中，首先定義電子齒輪同步參數(shù)，并啟動刀具主軸。當主軸速度到達后開啟中斷控制功能，實時監(jiān)控工件軸的實際速度。當工藝程序執(zhí)行完畢后取消中斷功能。主程序及中斷宏程序編制如下：

主程序O1001；

G90M98G80；

G00X180.0Z315.0;

G81T37Q4.375L1P0;

M03S200;

M96P0051;

滾齒程序；

M97;

回原點及輔助功能結束；

M02;

中斷宏程序O9011；

G91G00X-20;

#1100=1;

M99;

5 結語

在對兩臺經(jīng)常發(fā)生打刀的YK3132CNC4型四軸數(shù)控滾齒機的控制LADDAR程序及加工程序進行了急退功能完善實施后，通過三個月的使用監(jiān)控，在工件軸速度異常時，刀具軸能夠急退至安全位置，有效地保障了刀具避免廢損，效果良好，可以再同類機型中推廣。