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基于 FANUC IO LINK 軸的伺服刀庫(kù)分度控制
2024-5-10  來(lái)源: 通用技術(shù)集團(tuán)大連機(jī)床有限責(zé)任公司  作者:童文利

  
     摘要:刀庫(kù)一般采用減速開(kāi)關(guān)和定位開(kāi)關(guān)組合的方法進(jìn)行刀套定位,這種控制方法有故障點(diǎn)較多、定位速度不高的缺陷。而伺服電機(jī)具有較高的轉(zhuǎn)速和精確定位的特點(diǎn),采用 FANUC I/O LINK 軸的 ATC/ 轉(zhuǎn)臺(tái)控制功能,不需外部開(kāi)關(guān),僅用電機(jī)內(nèi)部編碼器就可以精確定位指令刀套,并且不占用 NC 控制軸數(shù),所以基于 FANUC IO LINK 軸的伺服刀庫(kù)分度控制是一種高速、高精度、高可靠性、高性價(jià)比的刀庫(kù)分度控制方法。
  
     關(guān)鍵詞:FANUC I/O LINK 軸;刀庫(kù)分度;ATC/ 轉(zhuǎn)臺(tái)控制功能;特殊的柔性齒輪比設(shè)定;

     FANUC  I/O  LINK 軸功能具有不占用 NC 控制軸數(shù)、控簡(jiǎn)便、定位快捷準(zhǔn)確的特點(diǎn),常用于伺服刀庫(kù)分度控制,它不需外部設(shè)置計(jì)數(shù)、定位、原點(diǎn)開(kāi)關(guān),減少了發(fā)生故障的環(huán)節(jié)。本文以 MDH 系列臥式加工中心的鏈?zhǔn)降稁?kù)為例,敘述了I/O LINK 軸刀庫(kù)的分度原理以及實(shí)際工程應(yīng)用。
  
     1、刀庫(kù)結(jié)構(gòu)與基本配置
  
     MDH 系列臥式加工中心的鏈?zhǔn)降稁?kù)(見(jiàn)圖 1)采用 I/O  LINK i 型 βi SV20 伺服放大器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī) βis8,通過(guò)減速器帶動(dòng)刀庫(kù)撥盤撥動(dòng)刀套旋轉(zhuǎn),撥盤每旋轉(zhuǎn)一周撥動(dòng) 10 個(gè)刀位,減速器減速比為 1:120。伺服放大器接受到 T 指令,指令刀套以最近路徑旋轉(zhuǎn)定位到刀庫(kù)當(dāng)前位置,電機(jī)編碼器反饋刀庫(kù)當(dāng)前位置。
 
  

圖 1  刀庫(kù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
  
     2、基本參數(shù)設(shè)置
 
     MDH 系列臥式加工中心的鏈?zhǔn)降稁?kù)采用不同于以往常規(guī)方法的柔性齒輪比(N/M)的設(shè)置。
  
     為了便于觀察和處理,需要每旋轉(zhuǎn)一個(gè)刀位顯示坐標(biāo)為 10°,對(duì)于 60 把刀庫(kù),刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)一周則為 600°,那么,設(shè)定 PMM 刀位數(shù)量 No.68=60,旋轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)移動(dòng)量參數(shù)No.141=60×10° / 檢測(cè)單位 =600000。
 
       
   
     基本參數(shù)設(shè)定數(shù)據(jù)見(jiàn)表 1。
  
  表 1  基本參數(shù)表

  

     這 種 柔 性 齒 輪 比 設(shè) 置 方 法, 使 刀 具 號(hào) 顯 示 比 較 直觀,在更換同型號(hào) 40 把刀庫(kù)時(shí)只需修改參數(shù) No.68=40 和No.141=400000 即可,不需重新伺服初始化,對(duì)于調(diào)試非常方便。

     3、PLC 程序
  
     對(duì)于刀庫(kù)分度動(dòng)作,采用 ATC\ 轉(zhuǎn)臺(tái)功能和快捷方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。設(shè)置 I/O  LINK 軸的首地址為 X29/Y29,Y31 的高四位為功能代碼,低四位為指令數(shù)據(jù) 1,Y32 雙字(指令數(shù)據(jù) 2)賦值目標(biāo)刀套號(hào),Y29.0-Y29.2 為模式選擇信號(hào),Y29.7 為起動(dòng)信號(hào)。

     如圖 2 所示,當(dāng)起動(dòng)信號(hào)置 1 時(shí),設(shè)置自動(dòng)模式、功能代碼、指令數(shù)據(jù) 1、指令數(shù)據(jù) 2。Y31 字節(jié)的高四位 =(2)HEX=(0010)BIN,Y31 字節(jié)的低四位 =(1)HEX=(0001)BIN,所以直接賦值 Y31=(00100001)BIN=(33)HEX。Y32 為指令數(shù)據(jù) 2等于指令刀套號(hào) D1770。當(dāng)執(zhí)行 T7 指令時(shí),旋轉(zhuǎn) 7 號(hào)刀套以最近路徑快速定位到刀庫(kù)當(dāng)前位,刀庫(kù)絕對(duì)坐標(biāo)顯示 70000(圖 3),刀庫(kù)分度結(jié)束。
 
  

圖 2  PLC 程序
 
  
  
圖 3  刀庫(kù)絕對(duì)坐標(biāo)

     4、結(jié)語(yǔ)

     采用 I/O  LINK 軸外部設(shè)備控制信號(hào)的分度功能控制可以實(shí)現(xiàn)高速、高精度的刀庫(kù)分度,不需要額外增加計(jì)數(shù)、定位和原點(diǎn)開(kāi)關(guān),減少了故障環(huán)節(jié),增加了刀庫(kù)控制的穩(wěn)定性,被廣泛采用伺服刀庫(kù)分度控制上。此外,I/O LINK 軸還可以應(yīng)用在托板庫(kù)、轉(zhuǎn)臺(tái)的圓周分度和上下料等簡(jiǎn)易定位設(shè)備的直線位移,是一種性價(jià)比較高的運(yùn)動(dòng)控制方式。














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