刚性攻丝是数控系统中应用非常广泛的功能,上一期我们通过实验测试,解决了刚性攻丝前馈会导致主轴同期误差的问题。本期我们来介绍模拟(第三方)主轴刚性攻丝的调试过程,供读者参考。

1原理分析

(以某品牌的IMS-S主轴系列伺服控制器为例)
CNC通过JA40的5脚(ES)和7角(SVC)连接主轴变频器端ANO和GND,提供-10-10V的模拟电压,通过JA41连接变频器上的反馈输入JEOUT,得到位置信息。
①JA40 连线
②JA41连线,引脚定义
③编码器侧
④变频器侧连接
电机准停X1,电机正转X2,电机反转X3,刚性攻丝X7均接入IO模块上,FANUC数控系统发送及接收的IO信号均为高电平信号,变频器输入信号选用高电平有效的情况下,无需继电器转信号,选用-NP机型,输出信号也无需继电器转(高电平有效还是低电平有效,由变频器上JP2决定)。

2方案选择

①检查基本的硬件连接
放大器24V电源未接入,指示灯不亮,报SV5136;伺服电机反馈线未接好,报警SV0368;过热报警,Z轴SV0436报警,后发现是Z轴抱闸所致;SP9042无位置编码器一转信号,最后发现是客户未连接0V线所致。
②模拟主轴的刚性攻丝参数设定
伺服驱动器参数
系统侧参数

3解决过程

①调试过程
首先正确接线并调节伺服驱动器参数、调整相序,使主轴可以正常转动。
在FANUC 系统默认参数情况下,首先调节3730 及3731
FANUC 系统所发模拟量区别于其他种类数控系统,若是在 3730 与3731 没有与驱动器匹配的情况下,其发出的模拟量,将不是线性增加,所以,这两个参数,必须在接线固定了的情况下,按标准方法调节:
(1) 初始化 3730,3731,即3730 设为 1000,3731 设为 0;
(2) 确保模拟电压输出的线路已连接至伺服驱动器上,执行 M03 S0,即让电机转 0 速(此时电机其实会转起来,是正常的);
(3) 万用表打至量程为直流 2V,在伺服驱动器一端,测量 AN0 与GND 间电压,注意,此时 AN0、GND 一定要是连接在伺服驱动器上的。
(4) 3731 设定值=8191×偏执电压(V)÷12.5例:所测量电压为 0.082 至0.084(只要用线和接线按之上标准化了,电压波动不会超过 0.003)则设定值=8191×0.084÷12.5=55.043,即将 3731 设定为 55
(5) 3731 设定为 55 之后,继续执行 M03 S0,观察其主轴是否完全不转了,完全不转即设定正常,还略微有转速则尝试将其改成 54、56 试试,在用线及接线标准化情况下,55±1 一定会使主轴完全不转
(6) 在3731 调节成功,使S0 情况下主轴完全不转了的基础上,调节 3730,让主轴转最高转速,例如最高转 3000,则M03 S3000
(7) 万用表打至量程为直流 20V,在伺服驱动器一端,测量 AN0 与GND 间电压,注意,此时 AN0、GND 一定要是连接在伺服驱动器上的。
(8) 3730 设定值=10÷测量电压(V)×1000。例:所测电压为 10.03,则设定值=10÷10.03×1000=997.0089,即3730 设定 997
(9) 3730 设为 997 后,继续让主轴转最高转速,看其是否能无误差,若还有误差,则再调节 3730,一般在计算值±30 以内,可以调节到误差 1 转以内。
调节完成 3730 和3731 之后,调节伺服驱动器 U09 号参数,使其与 FANUC 系统 3742 对应。
使用正确的梯形图与 G 代码,控制刚性攻丝转动。
若是报警 SP741、SP740,则要确认参数是否正确,尤其是 5300、5301、5310、5311、5312、5313。若是报警 SP742,则主要怀疑是运转方向反了,或者系统识别方向反了。转方向反,则调换伺服驱动器的 1A+/1A-以及 U/V;系统识别反了,则调换编码器的 A+/A-。
部分梯形图
在刚性攻丝动作及方向正确后,调节 FANUC 系统的 3706#6 及#7 来使 M03 与M04 的运 转方向正确。
②遇到的问题
1. 干扰问题
干扰现象表现为刚性攻丝时正转可以攻丝到底,但是反转停留在底部不动,检查参数以及诊断0没有发现异常,断电重启后偶尔可以执行完一次刚性攻丝,判断为干扰问题,将GND处接地后正常。
2. SP742报警
指令刚性攻丝指令,主轴出现正反转现象,随后出现SP742报警,调换第三方编码器的 A+/A-后此现象消除。

4调试结果

顺利完成模拟主轴刚性攻丝测试。
基于 FANUC 数控系统的模拟主轴的参数设置与调试
0 引言
主轴是机床上带动工件或刀具运动的轴,主轴控制的效果将直接影响零件的加工精度。