■ 沈陽機床股份有限公司 （遼寧 110141） 苗 松

1. 背景介紹

為了提高數控機床的定位精度和加工精度，在加工中心和龍門式數控機床等大中型數控設備上，往往需要增加光柵尺或者編碼器等第二測量系統(tǒng)，來進行全閉環(huán)位置檢測。隨著機床的使用，往往會遇到光柵尺及讀數頭污染損壞，或者反饋電纜被拉伸脫開甚至斷裂的情況，導致全閉環(huán)位置檢測環(huán)節(jié)出現故障，機床不能正常工作。為了查明原因解決問題，往往需要講數控系統(tǒng)由全閉環(huán)控制改為半閉環(huán)控制，即從第二測量系統(tǒng)切換到電動機內編碼器的第一測量系統(tǒng)。這樣的切換操作既可以方便維修人員查找故障原因，又可以在短期內無法更換損壞電氣原件的情況下，保障設備的繼續(xù)運行。因此，切換全閉環(huán)和半閉環(huán)檢測系統(tǒng)，是維修人員最常用的一種查找問題的手段。

對于FANUC數控系統(tǒng)來說，由于并未區(qū)分全閉環(huán)檢測系統(tǒng)和半閉環(huán)檢測系統(tǒng)的參數，所以在進行切換時需要維修人員自行手動更改相應參數，這對維修人員的業(yè)務水平有了一定的要求。另外由于檢測系統(tǒng)的參數設定取決于設備本身的機械結構，這樣就需要維修人員了解設備的傳動機構構成，電動機和移動部件之間的傳動比，第二測量系統(tǒng)的硬件構成，第二測量系統(tǒng)和測量對象之間的傳動比等信息。由于需要了解的信息種類較多，當出現維修人員交替或者資料丟失等情況后，由于對設備情況較為陌生，往往不能迅速的正確切換全閉環(huán)與半閉環(huán)檢測系統(tǒng)，甚至有可能造成其他誤操作導致設備的二次損壞。為了解決這個問題，筆者設計了相應的全閉環(huán)與半閉環(huán)檢測系統(tǒng)切換指令，通過使用PMC的窗口功能來改寫系統(tǒng)參數。需要時維修人員只要在MDI方式下執(zhí)行相應程序指令，PMC程序會自動讀取預先保存好的正確數據將其寫入機床參數內，避免了人為操作可能造成的錯誤。

2. 具體樣例

下面以一臺臥式加工中心的X軸為例來介紹相應方法。HMC63E臥式加工中心，X軸為絲杠傳動結構，電動機和絲杠為1:1直連，絲杠為單導程，螺距為12mm，安裝了HEIDENHAIN的LC 195F絕對光柵尺，分辨率為±5μm，機床的檢測單位和最小移動單位均為1μm。

由機床的結構計算出相應參數，全閉環(huán)時參數見表1，半閉環(huán)時參數見表2。

PMC程序共分為激活指令、計數分配、改寫參數和完成指令四部分。

建立M35指令激活全閉環(huán)測量系統(tǒng)參數，M36指令為激活半閉環(huán)測量系統(tǒng)參數，并配合R9091.6時間脈沖信號，使激活指令每500ms發(fā)出一次，如圖1所示。

將激活指令引入計數器，使計數器的計數每500ms增加1，用來建立不同的標識碼1,2,3…識別碼的個數等于需要更改的參數個數。在本例中需要更改5個參數，因此設置D720=5，并將D720轉換為BCD代碼R550,如圖2所示。

每發(fā)出一個標識碼，進行一次改寫參數操作，避免同時更改多個參數。當D720為1時，R550為00000001，此時進行更改第一個參數1815的操作，需要寫入的參數值為25 + 21 =34，預先被計算好并且保存在D800中，如圖3所示。

計數器計數達到最大值后，發(fā)出M指令完成信號結束程序。此時維修人員需要按照系統(tǒng)提示進行重啟操作，如果執(zhí)行M35激活全閉環(huán)測量系統(tǒng)，還需要手動將伺服軸移動至機床機械零點處，設置參數1815的第四位APZ為1，然后根據提示信息進行系統(tǒng)重啟，再次啟動系統(tǒng)后即可使用設備進行加工操作了。如果是執(zhí)行M36進行激活半閉環(huán)測量系統(tǒng)的操作，在系統(tǒng)重啟后需要讓機床回參考點。

3. 結語

經過上述步驟的處理，可以實現自動切換全閉環(huán)與半閉環(huán)測量系統(tǒng)，避免了因維修人員的更替或是機床信息的缺失帶來的維修工作不便，在維修一些較為老舊的數控設備或是特殊定制的設備時更加便于快捷的查找解決故障。

表1 全閉環(huán)參數表

表2 半閉環(huán)參數表

圖 1

圖 2

圖 3

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[1] 羅敏. FANUC數控系統(tǒng)PMC編程技術 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2013.

[2] 劉江，盧鵬程，許朝山. FANUC數控系統(tǒng)PMC編程 [M]. 北京：高等教育出版社, 2011.