實訓項目4 進給軸運動調試與維護

任務目標                                                  

通過獨立設定軸參數,，學生獲得機床進給軸運動控制的基本知識和技能，并能調試和維護機床軸運動,。

任務描述                                                 

要求學生完成數控機床進給軸運動調試與維護（配置FANUC 0i Mate-D系統）。具體要求如下：

?  機床進給軸運動方向正確,；

?  機床進給軸定位正確,；

?  機床進給軸能以指定的運動速度移動。

實訓設備                                                 

YL-569型FANUC 0i Mate-TD或MD數控車床或銑床實訓設備（浙江亞龍教育裝備股份有限公司提供）

配置如下：

（1）數控系統的型號：FANUC 0i Mate-TD系列或MD系列,。

（2）伺服電動機的型號,、規(guī)格：βis4/4000（X軸），βis4/4000（Y軸）,，βis4/4000（Z軸）,。

（3）電動機內裝的脈沖編碼器的型號、規(guī)格：β128iA串行脈沖編碼器,。

（4）車床X軸帶光柵尺,，可實現全閉環(huán)控制；車床Z軸無直接測量裝置,，實現半閉環(huán)控制,。

（5）車床伺服電動機每轉對應的機床移動量：5mm/轉。

（6）車床絲杠行程：280mm,。

（7）車床伺服放大器型號：βi SV 20（X軸）,，βi SV 20（Z軸）。

（8）車床主軸驅動器型號：OMRON SYSDRIVE通用變頻器3G3JZ-A4004,。

工具量具                                                

搖手柄,，游標卡尺，鋼尺或帶數顯（DRO）的直線光柵尺,，記號筆

安全事項                                                 

• 防止觸電和機械碰撞,。

• 務必檢查直流母線充電指示燈已滅，才可做有關操作,。忽視這個檢查可能導致電擊事故,。

• 操作時眼睛始終盯著機床移動部件。

• 工具量具物品等擺放整齊，嚴禁將物品置于放大器散熱口處,。

• 注意人身安全和環(huán)境保護,。

成果報告                                                

1. 軸運動正常的機床

2. 機床控制系統基本數據

3. 伺服設定表

4. 基本軸參數設定表

5. 備忘錄

操作指導                                                

4.1 基本操作

4.1.1  參數寫入允許和禁止

參數寫入允許和禁止的步驟如下:

1. 選擇MDI方式或處于急停狀態(tài)；

2. 按功能鍵 OFS/SET,；

3. 按軟功能鍵【SETTING】,，出現如圖4-1所示的設定畫面；

4. 移動光標至“PARAMETER WRITE（參數寫入）”,；

5. 按【OPRT】和【1：ON】將“PARAMETER WRITE（參數寫入）”改成1. 這使得參數可以被修改,，這時數控系統屏幕顯示SW0100報警信息“PARAMETER WRITE ENABLE（參數寫入開關處于打開）”。

圖4-1 參數寫入允許/禁止設定畫面

所有的參數設定完畢后,，請回到設定畫面,，移動光標至“參數寫入”，并且按【OPRT】和【0：OFF】,。

SW0100 報警信息可通過同時按下 RESET和 CANCEL清除,。

4.1.2  伺服設定畫面顯示

FANUC 0i Mate-D 系統顯示伺服設定畫面的步驟如下:

1. 按功能鍵 SYSTEM數次；

2. 移動光標至“伺服設定”,；

3. 依次按軟功能鍵【操作】,、【選擇】、【?】和【切換】,，出現如圖4-2所示的第1和第2軸的伺服設定畫面,；

4. 按 PAGE DOWN鍵顯示第3軸的伺服設定畫面（SERVO SETTING）。

圖4-2 伺服設定畫面

4.1.3  基本軸參數設定

有兩種類型的軸參數: 字位型參數和數值型參數,，如圖4-3所示,。

（a）字位型參數示例

（b）數值型參數示例

圖4-3 參數顯示和設定畫面

參數設定操作步驟如下:

1. 按功能鍵 SYSTEM；

2. 輸入參數號（如1420）,，按軟鍵[號搜索（NO. SRH）]搜索待設定的參數,。屏幕如圖4-3所示；

3. 選擇MDI 方式,，鍵入正確的參數值,，然后按 INPUT鍵。如果參數寫入是禁止的（ 即PWE=0）,，則屏幕閃爍信息 “寫保護”,。如果CNC不在MDI方式，屏幕左下角將閃爍“方式錯誤”的信息,。

4.2 軸運動調試的步驟  

   在初始化數字伺服前,，應首先確認以下基本數據：

• 數控系統的型號。                                                                                  

• 伺服電動機的型號,、規(guī)格,、電動機代碼,。                                        

• 電動機內裝的脈沖編碼器的型號、規(guī)格,。                                        

• 伺服系統是否使用外部位置檢測器件,，需確認其規(guī)格型號。            

• 電動機每轉對應的機床移動量,。                                                          

• 機床的檢測單位,。                                                                                  

• CNC的指令單位。                                                                                

      4.2.1  測量機床各軸滾珠絲杠螺距并計算F·FG和參考計數器

1. 絲杠螺距測量

用卡尺測量時,，一般測量一個螺距不容易測量準確,，可以用卡尺一次卡10個螺距測量，如圖4-4所示,。也可以把卡尺定在40mm,，去卡螺距，看看在40mm內有幾個螺紋,。螺距一般是整數,。

2. F·FG計算

F·FG計算方法如下式:

3. 參考計數器設定

參考計數器的設定值是使電機轉一轉所需的位置反饋脈沖數。

4.2.2  確定電機方向

確定 DIRECTION SET的值時,，首先要明確機床坐標系及其正方向所在。規(guī)定：坐標軸正向移動時,，從脈沖編碼器端看電機轉向,，順時針設為111，逆時針設為-111,。

一般可這樣操作,，在斷電情況下，用手柄轉動絲杠,，記錄坐標軸正方向運動時電機的轉向（從脈沖編碼器端看）,，如，當X 軸正向運動時,，發(fā)現伺服電機逆時針旋轉,，則此時X軸電動機方向設定-111，其他軸亦然,。

但是,，上述做法只適合水平軸。對于垂直軸,，不管是斷電還是通電狀態(tài)軸總是處于自鎖狀態(tài),，因此，只能先設后驗證,，再作調整,。

警告：不正確的方向設定可能導致機床超程或損壞。在電機方向確定之前，操作者必須以較低的手動倍率移動機床,，時刻觀察移動部件的運動,，防止機床超程。

4.2.3 調出 SERVO SETTING 畫面

要顯示伺服設定畫面,，按上述4.1.2“伺服設定畫面顯示”中描述的步驟操作,。伺服設定的各項參數也稱為初始化參數。

4.2.4  將初始化設定位設為0

選擇MDI工作方式,，將初始化設定位（bit 1）設為0,，系統將出現000#報警，待全部參數設定完畢關機重啟后,，該位將自動變?yōu)?/span>1,。

注意：若對SERVO SETTING畫面之任一項參數作修改，必須先將初始化設定位（bit 1）（INITIAL SET BITS）設為0,。

4.2.5  逐項設定初始化參數

設定如表4-1所示的各項參數,。在MDI方式，輸入伺服設定各個條目的正確的參數值,。對于電機ID代碼,，參考表 4-2。

說明：現在多采用HRV2,，部分電機的第二行代碼表示帶抱閘的電機（如用于垂直軸）,。

    4.2.6  關機重啟CNC

  按圖4-6中的紅色按鈕將CNC控制單元關機再按綠色按鈕開機，此時,，伺服設定完成,。若有參數設定不合理，比如,，超過了允許的設定范圍,，或者伺服軟件內部計算時發(fā)生數據溢出，系統會發(fā)出無效設定報警,。如,，466號（電機與放大器組合不對）或456號等報警，466號報警表示放大器的額定電流與電機的額定電流不匹配,，請檢查電機代碼,。

注意：關機與開機間隔5秒左右。

4.2.7  逐項設定基本軸參數

按4.1.3 “基本軸參數設定”中描述的步驟,，設定如表4-3中所示的參數,。

表4-3  基本軸參數設定表

4.2.8 JOG運行

JOG方式下，按住圖4-7所示的JOG方向鍵,，軸連續(xù)運動直到手指移開方向鍵,。