刚性攻丝功能.docx
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刚性攻丝功能
1.概要
2.系统的配置
3.刚性攻丝相关的控制信号
4.刚性攻丝控制的时序
5.刚性攻丝PMC的梯形图的实现
6.刚性攻丝的有关参数
7.诊断维修和调试
1.
概要
在刚性攻丝时，主轴旋转一转所对应钻孔轴的进给量必须和攻丝的螺距相等，即必须满足如下的条件：
P=F/S,
P：
攻丝的螺距（mm）
F：
钻孔轴的进给量（mm/min）
S：
主轴的速度（rpm）
在攻丝循环时G74/G84（M系列）,G84/G88（T系列），主轴的旋转和Z轴的进给量是分别控制的，主轴和进给轴的加/减速也是独立处理的，所以不能够严格地满足以上的条件，特别是攻丝到达孔的底部时，主轴和进给轴减速到停止，之后又加速反向旋转过程时，满足以上的条件将更加困难。
所以，一般情况下，攻丝是通过在刀套内安装柔性弹簧补偿进给轴的进给来改善攻丝的精度的。
而刚性攻丝循环时，主轴的旋转和进给轴的进给之间总是保持同步。
也就是说，在刚性攻丝时，主轴的旋转不仅要实现速度控制，而且要实行位置的控制。
主轴的旋转和钻孔轴的进给要实现直线插补，在孔底加工时的加/减速仍要满足以下的条件以提高刚性攻丝的精度。
P=F/S
攻丝的螺距可以直接指定。
刚性攻丝可以通过以下的任何一种指令完成：
_M29S_____刚性攻丝指令在G74/G84（Mseries）或G84/G88（Tseries）之前指定
_M29S_____刚性攻丝指令与攻丝指令G74/G84（Mseries）或G84/G88（Tseries）在同一程序段
_G74/G84（Mseries）或G84/G88（Tseries）作为刚性攻丝指令（使用G74/G84（G84/G88）作为刚性攻丝指令，还是作为普通的攻丝指令可通过参数指定）
G84X_Y_Z_R_P_F_K_；为标准攻丝循环指令
G74X_Y_Z_R_P_F_K_；为反螺纹攻丝循环指令
2.系统的配置
刚性攻丝功能是使用FANUC的串行主轴控制实现的，由于机床结构和所采用的主轴电机的不同，系统的配置也不尽相同，按照反馈的类型不同可分为如下几种结构。
（1）使用Alpha系列主轴电机时
1）使用主轴位置编码器构成的结构
2）使用内装MZ传感器的主轴电机（包括使用内装主轴电机的场合）
（2）使用AlphaC系列主轴电机时
（3）当使用双主轴控制时
3.刚性攻丝相关的控制信号
（1）信号地址
1）输入信号（PMC→CNC）
#7
#6
#5
#4
#3
#2
#1
#0
G027
*SSTP2
*SSTP1
SWS2
SWS1
G028
PC2SLC
GR2
GR1
G029
GR21
G061
RGTSP2
RGSP1
RGTAP
G062
RTNT
G070
SFRA
CTH1A
CTH2A
2）输出信号（CNC→PMC）
#7
#6
#5
#4
#3
#2
#1
#0
F001
ENB
F007
SF
F034
GR3O
GR2O
GR1O
F038
ENB2
F065
RGSPM
RGSPP
F066
RTPT
F076
RTAP
（2）信号的意义
1）刚性攻丝信号RGTAP<输入信号>
2）主轴旋转方向信号RGSPM，RGSPP
3）刚性攻丝处理中信号RTAP
4）齿轮选择信号GR3O，GR2O，GR1O
5）齿轮选择信号GR2，GR1
6）齿轮选择信号GR21（T系列）
7）刚性攻丝主轴选择信号（RGTSP2，RGTSP1）
4．刚性攻丝控制的时序
由于各种机床的结构和编程方法的不同，所以指令刚性攻丝方式和实现刚性攻丝的时序也不相同，总体上可以分为如下几种情况：
编程的指令方式
换档
铣床
车床
1
在G84（G74）之前指定M29
齿轮切换
〇
〇
2
有齿轮切换
〇
〇
3
M29和G84（G74）指定在同一程序段
齿轮切换
〇
〇
4
有齿轮切换
〇
〇
5
利用参数指定G84（G74）刚性攻丝方式
齿轮切换
〇
〇
6
有齿轮切换
〇
〇
上不同的时序要求可以参考FANUC的连接说明书功能手册（B-63503C-01）的471-482页。
5．刚性攻丝PMC的梯形图的实现
6.刚性攻丝的有关参数
参数号
符号
说明
必设
参考
备注
5200#0
G84
指定刚性攻丝的方法
0
5200#1
VGR
在刚性攻丝方式时，是否使用主轴和位置编码器之间的任意齿轮比
0
当主轴与位置编码器有特殊变比时
5200#2
CRG
刚性攻丝方式，刚性攻丝取消指令的方式
0
5200#3
SIG
刚性攻丝方式，齿轮切换是否使用SIND
0
5200#4
DOV
在刚性攻丝回退时，倍率是否有效
0
5200#5（M）
PCP
刚性攻丝时，是否使用是否高速排削攻丝循环
0
5200#6
FHD
在刚性攻丝中，进给保持和单程序段信号是否有效
0
5200#7（T）
SRS
在多主轴控制时，用于选择刚性攻丝的主轴选择信号
0
5201#0（M）
NIZ
刚性攻丝时，是否使用平滑控制
0
5201#2（T）
TDR
刚性攻丝时，切削时间常数的选择
0
5202#0（M）
ORI
启动攻丝攻丝时，是否执行主轴准停
0
5204#0
DGN
在诊断画面中，攻丝同步误差/主轴与攻丝轴的差值
1
5210
攻丝方式的M代码（255以下时）
0
5211
在刚性攻丝返回时的倍率值
0
5212
攻丝方式的M代码（255以上时）
0
5213（M）
在高速排削攻丝循环时，回退值
0
5214
刚性攻丝同步误差范围设定
○
5221
刚性攻丝主轴侧的齿数（一档）
5222
刚性攻丝主轴侧的齿数（二档）
5223
刚性攻丝主轴侧的齿数（三档）
5224
刚性攻丝主轴侧的齿数（四档）
5231
刚性攻丝位置编码器侧的齿数（一档）
5232
刚性攻丝位置编码器侧的齿数（二档）
5233
刚性攻丝位置编码器侧的齿数（三档）
5234
刚性攻丝位置编码器侧的齿数（四档）
5241
刚性攻丝主轴的最高转速（一档）
○
5242
刚性攻丝主轴的最高转速（二档）
○
5243
刚性攻丝主轴的最高转速（三档）
○
5244
刚性攻丝主轴的最高转速（四档）
○
5261
刚性攻丝加/减速时间常数（一档）
5262
刚性攻丝加/减速时间常数（二档）
5263
刚性攻丝加/减速时间常数（三档）
5264
刚性攻丝加/减速时间常数（四档）
5271
刚性攻丝回退加/减速时间常数（一档）
5272
刚性攻丝回退加/减速时间常数（二档）
5273
刚性攻丝回退加/减速时间常数（三档）
5274
刚性攻丝回退加/减速时间常数（四档）
5280
刚性攻丝时，主轴和攻丝轴的位置环增益（公共参数）
○
5281
刚性攻丝时，主轴和攻丝轴的位置环增益（一档）
5282
刚性攻丝时，主轴和攻丝轴的位置环增益（二档）
5283
刚性攻丝时，主轴和攻丝轴的位置环增益（三档）
5284
刚性攻丝时，主轴和攻丝轴的位置环增益（四档）
5291
刚性攻丝时，主轴环增益倍乘比（一档）
5292
刚性攻丝时，主轴环增益倍乘比（二档）
5293
刚性攻丝时，主轴环增益倍乘比（三档）
5294
刚性攻丝时，主轴环增益倍乘比（四档）
5300
刚性攻丝时，攻丝轴的在位宽度
○
1
5301
刚性攻丝时，主轴的在位宽度
○
5310
刚性攻丝时，攻丝轴运动中的位置偏差极限值
○
5311
刚性攻丝时，主轴在运动中的位置偏差极限值
○
5312
刚性攻丝时，攻丝轴停止时的位置偏差极限值
○
5313
刚性攻丝时，主轴在停止时的位置偏差极限值
○
5314
刚性攻丝时，攻丝轴运动位置偏差值的极限值
○
5321（T）
5321（M）
刚性攻丝时，主轴的反向间隙（一档）
刚性攻丝时，主轴的反向间隙
5322（T）
刚性攻丝时，主轴的反向间隙（二档）
5323（T）
刚性攻丝时，主轴的反向间隙（三档）
5324（T）
刚性攻丝时，主轴的反向间隙（四档）
3707#0
3707#1
P21
P22
主轴和编码器之间的齿轮比
○
★
依机床而定
4000#0
ROTA1
主轴和主轴电机之间的安装方向
○
★
依机床而定
4000#2
POSC1
主轴和位置编码器之间的方向
○
★
依机床而定
4001#2
POSC2
位置编码器是否使用
○
1
4003#7,
4003#6
4003#5
4003#4
PCPL2
PCPL1
PCPL0
PCTYPE
编码器的类型
○
★
依电机和反馈元件而定
4006#7
BLTRGD
使用内装传感器（MZSensor）进行刚性攻丝时,使用任意齿轮比
★
★
依电机和反馈元件而定
4056
主轴和主轴电机之间的齿轮比（高）CTH1A=0,CTH2A=0
○
★
依机床而定
4057
主轴和主轴电机之间的齿轮比（中高）CTH1A=0,CTH2A=1
○
★
依机床而定
4058
主轴和主轴电机之间的齿轮比（中低）CTH1A=1,CTH2A=0
○
★
依机床而定
4059
主轴和主轴电机之间的齿轮比（低）CTH1A=1,CTH2A=1
○
★
依机床而定
4044
伺服控制/同步控制时速度环比例增益（高档齿）CTH1A=0
◎
☆
4045
伺服控制/同步控制时速度环比例增益（低档齿）CTH1A=1
◎
☆
4052
伺服控制/同步控制时速度环积分增益（高档齿）CTH1A=0
◎
☆
4053
伺服控制/同步控制时速度环积分增益（低档齿）CTH1A=1
◎
☆
4085
伺服控制/同步控制时电机电压的设定
◎
☆
4137
伺服控制/同步控制时电机电压的设定（低速）
◎
☆
4099
刚性攻丝时,电机激磁稳定的延迟时间
◎
0
○:
必须设定
◎:
自动设定
☆:
自动设定
★:
根据不同的条件设定
7.诊断维修和调试
因为刚性攻丝功能是通过串行主轴功能实现的，所以，该功能的调试之前，必须能够实现主轴的正常运行（如主轴的正转，反转和停止）。
主轴的正/反转的控制和刚性攻丝控制都是通过PMC控制而实现的，在调试该功能之前，必须仔细检查所设计的梯形图是否正确。
由于各个厂家的机床的结构不同，调试刚性攻丝的相关参数也不尽相同，这一点，在调试时都要特别注意。
[调试步骤]
1）检查主轴的正常操作
主轴正转（M03）
MDI方式下执行M03S100主轴能够正向旋转
主轴反转（M04）
MDI方式下执行M04S100主轴能够反向旋转
MDI方式下主轴在旋转时执行M05主轴能够停止
2）检查主轴和刚性攻丝的梯形图
参考本报告书的第3部分，仔细检查，确保无误
3）按照系统的不同配置设定有关的检测参数
使用Alpha系列主轴位置编码器时（图2-
（1）-1））所示
a）主轴/主轴电机的安装方向（ROTA1）
在不同的连接情况下，观察主轴电机和主轴的旋转方向
按如上所示的示意图观察主轴和主轴电机的旋转方向，设定ROTA1，
即：
ROTA1=0；主轴和主轴电机的旋转方向相同
ROTA1=1；主轴和主轴电机的旋转方向相反
b）主轴与位置编码器的安装方向
在不同的连接情况下，观察主轴和主轴位置编码器的旋转方向
按如上所示的示意图观察主轴和主轴电机的旋转方向，设定ROTA1，
即：
POSC1=0；主轴和主轴位置编码器的旋转方向相同
POSC1=1；主轴和主轴位置编码器的旋转方向相反
c）指定使用位置编码器信号
指定PRM4001#2POSC2=1
d）设定主轴和电机的齿轮比
根据机床的主轴和电机的齿轮比设定如下参数
参数
设定值
CTH2A
CTH1A
PRM4056
M1*100
0
0
PRM4057
M2*100
1
0
PRM4058
M3*100
0
1
PRM4059
M4*100
1
1
M：
主轴一转时对主轴电机的转数
有CTH2A/CTH1A选择主轴和电机的齿轮比
e）设定主轴和位置编码器的齿轮比
主轴与位置编码器之间的机械结构大多是1：
1连接的，一般即使有变比，一般也处理为主轴与位置编码器的比例为1，2，4，8（主轴转数/编码器转数）。
该参数的设定方法如下：
#7
#6
#5
#4
#3
#2
#1
#0
PRM3707
P22
P21
倍数
PG22
PG21
倍数=
主轴转数/位置编码器的转数
×1
0
0
×2
0
1
×4
1
0
×8
1
1
当主轴和位置编码器的机械结构不是如上结构时，就必须使用任意齿轮比进行设定，具体的设定方法如下：
5200#1
VGR
在刚性攻丝方式时，是否使用主轴和位置编码器之间的任意齿轮比
PRM5200#1（VGR）=1时，以下参数有效
参数
内容
5221
刚性攻丝主轴侧的齿数（一档）
5222
刚性攻丝主轴侧的齿数（二档）
5223
刚性攻丝主轴侧的齿数（三档）
5224
刚性攻丝主轴侧的齿数（四档）
5231
刚性攻丝位置编码器侧的齿数（一档）
5232
刚性攻丝位置编码器侧的齿数（二档）
5233
刚性攻丝位置编码器侧的齿数（三档）
5234
刚性攻丝位置编码器侧的齿数（四档）
以上每个参数的选择是根据系统的齿轮选择信号来确定的，请参考下表：
M系列（标准系统）
档位
齿轮选择信号
主轴侧
参数号
编码器侧
参数号
GR3O
F152.2
GR2O
F152.1
GR1O
F152.0
第1档
0
0
1
齿数1
5221
齿数1
5231
第2档
0
1
0
齿数2
5222
齿数2
5232
第3档
1
0
0
齿数3
5223
齿数3
5233
T/TT系列或M系列（表面恒速控制）
档位
齿轮选择信号
主轴侧
参数号
编码器侧
参数号
GR21
G29#0
GR2
G28#2
GR1
G28#1
T/TT
M
T/TT
M
第1档
0
0
0
齿数1
5221
齿数1
5231
第2档
1
0
1
齿数2
5222
齿数2
5232
第3档
-
1
0
齿数3
5223
齿数3
5233
第4档
-
1
1
齿数4
5224
5223
齿数4
5234
5233
f）最大主轴旋转速度
M系列（标准系统）
档位
齿轮选择信号
参数
GR3O
F152.2
GR2O
F152.1
GR1O
F152.0
第1档
0
0
1
5241
第2档
0
1
0
5242
第3档
1
0
0
5243
T/TT系列或M系列（表面恒速控制）
档位
齿轮选择信号
最大主轴速度参数
GR21
G29#0
GR2
G28#2
GR1
G28#1
车床
（T/TT）
铣床
（M）
第1档
0
0
0
5241
5241
第2档
1
0
1
5242
5242
第3档
-
1
0
5243
5243
第4档
-
1
1
5244
-
g）刚性攻丝时的加减速时间常数的设定
5201#2
TDR
在刚性攻丝方式时，切削时间常数的选择
TDR=0：
切削方式，攻入和退出（回退）的时间常数相同
TDR=1：
切削方式，攻入和退出（回退）的时间常数不同
攻入：
PRM5261~5264
退出：
PRM5271~5274
M系列（标准系统）
档位
齿轮选择信号
参数
GR3O
F152.2
GR2O
F152.1
GR1O
F152.0
时间常数
（攻入）
时间常数
（退出）
第1档
0
0
1
5261
5271
第2档
0
1
0
5262
5272
第3档
1
0
0
5263
5273
T/TT系列或M系列（表面恒速控制）
档位
齿轮选择信号
参数
GR21
G29#0
GR2
G28#2
GR1
G28#1
时间常数
（攻入）
时间常数
（退出）
第1档
0
0
0
5261
5271
第2档
1
0
1
5262
5272
第3档
-
1
0
5263
5273
第4档
-
1
1
5264（*1）
5274（*1）
h）刚性攻丝时，位置环的增益
M系列（标准系统）
档位
齿轮选择信号
参数号
GR3O
F152.2
GR2O
F152.1
GR1O
F152.0
5280（*1）
第1档
0
0
1
5281
第2档
0
1
0
5282
第3档
1
0
0
5283
T/TT系列或M系列（表面恒速控制）
档位
齿轮选择信号
参数
GR21
G29#0
GR2
G28#2
GR1
G28#1
T/TT
M
5280（*1）
第1档
0
0
0
5271
第2档
1
0
1
5272
第3档
-
1
0
5273
第4档
-
1
1
5284
5283
i）刚性攻丝主轴环增益倍乘比
该参数在模拟主轴控制时有效，该参数对攻丝的精度会又影响。
j）刚性攻丝时，攻丝轴/主轴在位宽度
5300
在刚性攻丝方式时，攻丝轴的在位宽度
该参数一般设定值位20
5301
在刚性攻丝方式时，主轴的在位宽度
该参数一般设定值位20
k）刚性攻丝时，位置偏差极限值的设定
5310
在刚性攻丝方式时，攻丝轴运动中的偏差极限值
该参数一般设定值位8000
5311
在刚性攻丝方式时，主轴在运动中的偏差极限值
该参数一般设定值位8000
5312
在刚性攻丝方式时，攻丝轴停止时的偏差极限值
该参数一般设定值位200
5313
在刚性攻丝方式时，主轴在停止时的偏差极限值
该参数一般设定值位200
g）刚性攻丝时，主轴的反间隙设定
[铣床系列]
档位
齿轮选择信号
参数号
GR3O
F152.2
GR2O
F152.1
GR1O
F152.0
第1档
0
0
1
5321
第2档
0
1
0
第3档
1
0
0
[车床系列]
档位
齿轮选择信号
参数
GR21
G29#0
GR2
G28#2
GR1
G28#1
T
第1档
0
0
0
5321
第2档
1
0
1
5322
第3档
-
1
0
5323
第4档
-
1
1
5342
使用内装（MZSenser）时（图2-
（1）-2））所示
a）主轴/主轴电机的安装方向（ROTA1）
与使用位置编码器的设定相同，该参数会影响主轴的攻丝旋转方向。
b）主轴位置编码器的安装方向（POSC1）
因此种连接方式，主轴的位置反馈采用的是安装在电机尾部的MZSensor，所以，该参数设定PRM4000#2（POSC1）=0
c）指定使用位置编码器
PRM4001#2（POSC2）=1
d）指定使用内装传感器（MZ或BZSensor）方式反馈
PRM4003#1（PCCNCT）=1
e）其他有关刚性攻丝的参数与位置编码器的相同
[相关报警]
报警号
显示内容
说明
200
非法S代码指令
刚性攻丝时，S指令超出给定的范围或没有指令。
S代码的最大值由参数No:
5241~5242设定。
发生报警时请检查该参数的设定值
201
无进给速度
程序中未制定Fxxxx值，请修改程序
202
位置LSI溢出
主轴分配的值
升级会员 