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基于 FANUC IO LINK 軸的伺服刀庫分度控制

2022-2-15 來源：通用技術集團大連機床有限責任公司作者：童文利

摘要：刀庫一般采用減速開關和定位開關組合的方法進行刀套定位，這種控制方法有故障點較多、定位速度不高的缺陷。而伺服電機具有較高的轉速和精確定位的特點，采用 FANUC I/O LINK 軸的 ATC/ 轉臺控制功能，不需外部開關，僅用電機內(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 軸的伺服刀庫分度控制是一種高速、高精度、高可靠性、高性價比的刀庫分度控制方法。

關鍵詞：FANUC I/O LINK 軸；刀庫分度；ATC/ 轉臺控制功能；特殊的柔性齒輪比設定；

FANUC I/O LINK 軸功能具有不占用 NC 控制軸數(shù)、控制簡便、定位快捷準確的特點，常用于伺服刀庫分度控制，它不需外部設置計數(shù)、定位、原點開關，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式刀庫為例，敘述了I/O LINK 軸刀庫的分度原理以及實際工程應用。

1、刀庫結構與基本配置

MDH 系列臥式加工中心的鏈式刀庫（見圖 1）采用 I/O LINK i 型 βiSV20 伺服放大器驅動伺服電機 βis8，通過減速器帶動刀庫撥盤撥動刀套旋轉，撥盤每旋轉一周撥動 10 個刀位，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定位到刀庫當前位置，電機編碼器反饋刀庫當前位置。

圖 1 刀庫結構簡圖

2、基本參數(shù)設置

MDH 系列臥式加工中心的鏈式刀庫采用不同于以往常規(guī)方法的柔性齒輪比（N/M）的設置。

為了便于觀察和處理，需要每旋轉一個刀位顯示坐標為 10°，對于 60 把刀庫，刀庫旋轉一周則為 600°，那么，設定 PMM 刀位數(shù)量 No.68=60，旋轉軸每轉移動量參數(shù)No.141=60×10° / 檢測單位 =600000。

基本參數(shù)設定數(shù)據(jù)見表 1。

這種柔性齒輪比設置方法，使刀具號顯示比較直觀，在更換同型號 40 把刀庫時只需修改參數(shù) No.68=40 和No.141=400000 即可，不需重新伺服初始化，對于調(diào)試非常方便。

表 1 基本參數(shù)表

3、PLC 程序

對于刀庫分度動作，采用 ATC\ 轉臺功能和快捷方式來實現(xiàn)。設置 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）賦值目標刀套號，Y29.0-Y29.2 為模式選擇信號，Y29.7 為起動信號。

圖 2 PLC 程序

如圖 2 所示，當起動信號置 1 時，設置自動模式、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 D1770。當執(zhí)行 T7 指令時，旋轉 7 號刀套以最近路徑快速定位到刀庫當前位，刀庫絕對坐標顯示 70000（圖 3），刀庫分度結束。

圖 3 刀庫絕對坐標

4、結語

采用 I/O LINK 軸外部設備控制信號的分度功能控制可以實現(xiàn)高速、高精度的刀庫分度，不需要額外增加計數(shù)、定位和原點開關，減少了故障環(huán)節(jié)，增加了刀庫控制的穩(wěn)定性，被廣泛采用伺服刀庫分度控制上。此外，I/O LINK 軸還可以應用在托板庫、轉臺的圓周分度和上下料等簡易定位設備的直線位移，是一種性價比較高的運動控制方式。

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