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        基于FANUC 0i-TF系統(tǒng)實現(xiàn)快速自動對刀新方法

        2018-03-26 09:37:19無錫機床股份有限公司江蘇214000
        金屬加工(冷加工) 2018年3期
        關(guān)鍵詞:手輪砂輪數(shù)控系統(tǒng)

        ■ 無錫機床股份有限公司 (江蘇 214000) 李 毅

        隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,用戶對機床的要求也越來越高。評定機床性能的指標不僅僅是在加工精度方面和人性化的操作方面,特別是更換砂輪或零件后,快速可靠的對刀方式也是評定一臺機床好壞的重要考量標準。

        MK1050A-CHL機床是一種氣門桿加工專用數(shù)控磨床,各項加工精度指標均已達到設(shè)計要求,但是用戶還希望能夠提供一種更加快速可靠的自動對刀方式,盡可能地減少人工干預(yù),提高工作效率,減少失誤。通過多方案對比研究,決定試用日本FANUC公司最新推出的、擁有能夠進行納米單位精密運算的新一代先進數(shù)控系統(tǒng),結(jié)果表明,基于FANUC 0i-TF數(shù)控系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了自動快速對刀功能,定位精度高,而且針對不同用戶的要求,二次開發(fā)的空間也很大。

        1. 自動對刀方法

        (1)原機床磨削動作分解。MK1050A-CHL機床的磨削進給動作分為快靠、快趨、粗磨1、粗磨2、精磨1、精磨2和光磨7個動作,其中光磨屬于無進給磨削。當機床從磨削起始位開始磨削,根據(jù)加工工藝要求依次執(zhí)行以上磨削動作,即可加工出合格尺寸的零件。快靠量、快趨量、粗磨1量、粗磨2量、精磨1量以及精磨2量的量值總和稱為磨削進給總量。

        (2)自動對刀法的工作方式。同用戶充分研討后,針對用戶的操作習慣,設(shè)計了如下快速自動對刀法。

        MK1050A-CHL機床設(shè)計成分別是調(diào)整、自動、手輪和編輯四個工作方式。調(diào)整方式時機床可以進行各種調(diào)整動作,也可以通過面板上的軸操作鍵,控制各軸運動。自動方式時一般執(zhí)行全自動動作。手輪方式即通過電子手輪控制各軸運動,用戶一般習慣于在此方式下對刀。編輯方式則主要用于程序修改。

        (3)操作步驟首先是將數(shù)控系統(tǒng)切換到“手輪方式”。啟動砂輪及導(dǎo)輪后,通過手輪調(diào)整砂輪進給前后位置,直至磨削出尺寸合格的產(chǎn)品。這個位置一般稱為“磨削終點位”。長按在操作面板上新增的“自動對刀”鍵,數(shù)控系統(tǒng)自動以磨削終點位為基準向后走一個磨削進給總量,再把當前位置讀出來,作為C軸磨削起始位。以后所有的磨削動作都以這個位置作為磨削起始點。完成對刀。

        2. 自動對刀方法的設(shè)計

        (1)人機界面的定義與開發(fā)。FANUC 0i-TF數(shù)控系統(tǒng)針對不同用戶的要求,對操作界面可以進行二次開發(fā)。首先制作OEM操作界面(見圖1)。在畫面中定義“C軸磨削起始位”,對應(yīng)的宏變量地址位#515(見圖2)。

        NC程序的設(shè)計如下:

        N01 IF[#1005EQ1]GOTO912//NC程序中的快速口#1005,對應(yīng)PMC程序中的地址位G54.5程序開始部分,判斷快速口1005是否為1,是則跳轉(zhuǎn)到912句。

        N912

        #160=#600+#601+#602+#603

        +#604+#605

        //將快靠量、快趨量、粗磨1量、粗磨2量、精磨1量、精磨2量的量值總和傳入磨削進給總量#160。

        N913 G54G91G01C-#160F#613//以粗磨1速反向走一個磨削進給總量#160。

        G31//跳轉(zhuǎn),起緩沖功能。

        N914 #515=#5041

        //讀出當前進給軸的實際絕對坐標位置值#5041到。#515)

        N920 M61

        //對應(yīng)于PMC程序的位R13.1通。

        M02

        //程序執(zhí)行結(jié)束。

        (2)PMC程序的設(shè)計。

        圖1 FANUC系統(tǒng)OEM操作界面

        圖2 參數(shù)定義

        值得一提的是,F(xiàn)A N U C 0i-TF數(shù)控系統(tǒng)要求所有自動執(zhí)行的動作都必須在自動方式下執(zhí)行,而用戶又習慣于在手輪方式下對刀,這就必須使用一些特殊的程序處理方法,將操作方式自動切入自動方式,執(zhí)行完自動對刀動作后,再自動切換到手輪方式(見圖3)。

        當FANUC 0i-TF數(shù)控系統(tǒng)在手輪方式下,面板上的手輪方式指示燈亮起,系統(tǒng)內(nèi)部地址位R911.0通(方式狀態(tài)指示燈的通斷程序編寫不展開描述)。通過手輪調(diào)整砂輪進給前后位置,磨削出尺寸合格的產(chǎn)品,確定磨削終點位。按操作面板上“自動對刀”鍵,地址位R900.4通。為了防止誤操作,此鍵必須長按10s,然后才能觸發(fā)位R650.1,正式起動快速自動對刀功能。

        取R 6 5 1.1的上升沿信號R650.2。R655.0為R650.2的自鎖信號,直到R651.1信號通,自鎖解除。從PMC程序的編寫可以看出,動作執(zhí)行的時序上一定是R650.2先通,切換工作狀態(tài)置自動狀態(tài)。然后再位R651.1通,觸發(fā)NC程序的啟動位G7.2,執(zhí)行自動狀態(tài)下的NC程序。

        在位R650.1通的同時,自鎖信號G54.5,直到R13.1通,即NC程序中的M61執(zhí)行。PMC程序中的G54.5通,對應(yīng)于通道1的快速口#1005等于1。NC程序在執(zhí)行時,可以以此快速口的狀態(tài)判斷是否要跳轉(zhuǎn)執(zhí)行相關(guān)快速對刀程序。

        當NC程序執(zhí)行到M61,PMC程序中對應(yīng)的位R13.1通。R650.3為R13.1的自鎖信號,直到R650.5信號通,也就是200ms后,自鎖解除。位R650.4是用于切換工作狀態(tài)的。為了保證NC程序已經(jīng)執(zhí)行完,再切換工作狀態(tài),PMC程序特意編寫,在NC程序執(zhí)行M61動作后100ms,位R650.4才通(見圖4)。

        圖 3

        圖 4

        位R650.2通,執(zhí)行方式切換動作。首先觸發(fā)位R200.7,解除原先工作方式的選定。然后觸發(fā)G43.1和G1043.1通,G43.1是通道1的MD1位,G1043.1是通道2的MD1位。工作方式即可切換到自動方式(見圖5)。工作方式與MD位之間的關(guān)系如附表所示。

        圖 5

        工作方式與MD位之間的關(guān)系表

        同樣道理,位R650.4通,觸發(fā)位R200.7,解除原先工作方式的選定。然后觸發(fā)G43.2和G1043.2通,G43.2是通道1的MD4位,G1043.2是通道2的MD4位。工作方式即可切換到手輪方式。

        工作方式 MD4 MD3 MD1編輯方式 0 1 1手輪方式 1 0 0調(diào)整方式 1 0 1自動方式 0 0 1

        3. 結(jié)語

        通過對原機床磨削動作分解和設(shè)計快速自動對刀工作方式的分析,結(jié)合用戶習慣性的手輪方式對刀,使用了一些特殊的程序處理方法,將操作方式自動切入自動方式,執(zhí)行完自動對刀動作后,再自動切換到手輪方式,獲得成功。

        新一代FANUC 0i-TF數(shù)控系統(tǒng),能夠滿足定位精度高、實現(xiàn)快速可靠的自動對刀功能。快速可靠自動對刀方式的實現(xiàn),減少了人工干預(yù)失誤,提高了工作效率。

        [1] 宋松,李兵. FANUC 0i系列數(shù)控系統(tǒng)連接調(diào)試與維修診斷 [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010.

        [2] 譚曉軍. M1050A磨床的PLC改造 [J]. 機床電器,2012,39(4):46-48.

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