功能指令在數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)中的應(yīng)用

李文,高健

(青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院海爾學(xué)院,山東青島 266555)

0 引言

數(shù)控機(jī)床參考點(diǎn)是數(shù)控機(jī)床廠家在進(jìn)給伺服軸上建立的一個(gè)相對穩(wěn)定不變的物理位置。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床大多采用增量編碼器作為位置反饋檢測裝置，機(jī)床每次開機(jī)后，需要進(jìn)行回參考點(diǎn)操作，通過行程開關(guān)和擋塊，建立機(jī)床坐標(biāo)系參考點(diǎn)（即機(jī)床原點(diǎn)，兩點(diǎn)的距離通過系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置）。數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)操作時(shí)，機(jī)床的動(dòng)作過程如下：

【選擇回零方式】→【選擇回零軸】→【PMC接收輸入指令】→【PMC狀態(tài)輸出到NC】→【NC發(fā)信號到放大器】→【驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行】→【碰上擋塊】→【PMC向NC發(fā)出減速信號】→【NC開始尋找零脈沖信號】→【找到零脈沖信號后偏移一段距離】→【NC發(fā)出回零結(jié)束】。

由此可見，上述任一環(huán)節(jié)出了問題，機(jī)床都不能實(shí)現(xiàn)正確回參考點(diǎn)。執(zhí)行返回參考點(diǎn)操作時(shí)，經(jīng)常會(huì)由于機(jī)床工作臺(tái)距離參考點(diǎn)過近，而造成NC無法正常獲取減速信號，導(dǎo)致機(jī)床出現(xiàn)超程報(bào)警，機(jī)床操作者需要按下操作面板上的【超程解除】鍵，反向手動(dòng)移動(dòng)工作臺(tái)離開參考點(diǎn)減速區(qū)后，重新回參考點(diǎn)，機(jī)床才能正常工作。因此，文中以FANUC-OiD系統(tǒng)為例，探討通過窗口數(shù)據(jù)讀取命令等功能指令，實(shí)現(xiàn)機(jī)床處于參考點(diǎn)減速區(qū)內(nèi)能正常回零的方法。

1 數(shù)控機(jī)床回零分析與功能指令

1.1 數(shù)控機(jī)床回零原理

目前，數(shù)控機(jī)床主要采用正方向有擋塊回零方式建立機(jī)床原點(diǎn)。首先將CNC裝置處于“回零”工作方式（PMC地址G43值決定），按下各坐標(biāo)軸正向運(yùn)動(dòng)鍵（例如+Z，由分配好輸入地址信號X發(fā)出），機(jī)床以系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定好的“回參考點(diǎn)快移速度”移動(dòng)，當(dāng)機(jī)床參考點(diǎn)減速擋塊壓上行程開關(guān)時(shí)，機(jī)床降低速度繼續(xù)前移，當(dāng)機(jī)床行程開關(guān)釋放后，機(jī)床繼續(xù)前進(jìn)并尋找編碼器零脈沖信號，找到該信號后，機(jī)床停止或偏移一個(gè)“參考點(diǎn)偏移量”后，該點(diǎn)為機(jī)床原點(diǎn)。

1.2 功能指令

FANUC數(shù)控系統(tǒng) PMC提供定時(shí)器指令、計(jì)數(shù)器指令、數(shù)據(jù)傳遞指令、數(shù)據(jù)比較指令、數(shù)據(jù)處理指令、代碼轉(zhuǎn)換指令、運(yùn)算指令等功能指令。

1）CNC窗口數(shù)據(jù)讀取指令（SUB51/WINDR）可讀取機(jī)械坐標(biāo)位置、電機(jī)負(fù)載電流、機(jī)床報(bào)警狀態(tài)或刀具信息等CNC信息，能使PMC和CNC更好的進(jìn)行數(shù)據(jù)采集傳遞交換。讀取機(jī)械坐標(biāo)控制數(shù)據(jù)塊如表1所示。

表1 控制數(shù)據(jù)地址表

2）二進(jìn)制數(shù)據(jù)比較指令（SUB32/COMPB）對1B、2B、4B的二進(jìn)制代碼進(jìn)行比較，比較參考數(shù)據(jù)是否不小于比較數(shù)據(jù)，輸出到R9000寄存器，R9000.1=1輸入數(shù)據(jù)＜比較數(shù)據(jù)，R9000.0=1輸入數(shù)據(jù)＝比較數(shù)據(jù)。

2 FANUC PMC功能指令應(yīng)用

通過CNC窗口讀取數(shù)控機(jī)床Z軸的機(jī)械坐標(biāo)值，并實(shí)時(shí)與機(jī)床減速區(qū)位置進(jìn)行比較，以判斷機(jī)床移動(dòng)方向。若機(jī)床當(dāng)前位置在回零減速區(qū)內(nèi)，Z軸負(fù)向移動(dòng)，離開減速區(qū)后，經(jīng)延時(shí)，正向回機(jī)床回參考點(diǎn)，若機(jī)床不在回零減速區(qū)內(nèi)，Z軸正向移動(dòng)直接回參考點(diǎn)。具體PMC程序如圖1所示（以Z軸為例）。

圖1 PMC程序

3 結(jié) 語

數(shù)控機(jī)床返回參考點(diǎn)的故障通常有找不到參考點(diǎn)和找不準(zhǔn)參考點(diǎn)兩種現(xiàn)象，對于找不到參考點(diǎn)故障的出現(xiàn)主要由于返回參考點(diǎn)減速的減速信號或零脈沖信號失效所致，通過PMC程序和輸入信號狀態(tài)（X9.0-X9.2），可以快速確定出現(xiàn)故障的部位，也可通過PMC程序設(shè)計(jì)避免有些故障的出現(xiàn)。

FANUC數(shù)控系統(tǒng)PMC的功能指令很多，機(jī)床用戶使用窗口數(shù)據(jù)讀取指令獲取機(jī)床當(dāng)前機(jī)械坐標(biāo)位置，通過數(shù)據(jù)比較指令的判斷結(jié)果（機(jī)床當(dāng)前位置是否處于參考點(diǎn)減速區(qū)內(nèi)）控制機(jī)床自動(dòng)移出參考點(diǎn)減速區(qū)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床可靠回零操作。機(jī)床用戶也可使用相關(guān)功能指令實(shí)現(xiàn)刀具自動(dòng)補(bǔ)償功能、自動(dòng)報(bào)警、零件計(jì)數(shù)等機(jī)床輔助功能，便于用戶操作，提高生產(chǎn)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] 董曉嵐.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修(FANUC)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2013.