刚性攻丝功能.docx

1、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，

2、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：_ M29 S _ 刚性攻丝指令在G74/G84 (M series) 或 G84/G88 (T series)之前指定_ M29 S _ 刚性攻丝

3、指令与攻丝指令G74/G84(M series) 或 G84/G88 (T series)在同一程序段_ G74/G84 (M series) 或 G84/G88 (T series) 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

4、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Alpha C 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#0G027*SSTP2*SSTP1SWS2SWS1G028PC2SLCGR2GR1G029GR21G061RGTSP2RGSP1RGTAPG062RTNTG070SFRACTH1ACTH2A2) 输出信号(CNC PMC)#7#6#5#4#3#2#1#0F001ENBF007SFF034GR3OGR2OGR1OF03

5、8ENB2F065RGSPMRGSPPF066RTPTF076RTAP(2) 信号的意义1) 刚性攻丝信号 RGTAP 2) 主轴旋转方向信号 RGSPM，RGSPP3) 刚性攻丝处理中信号 RTAP4) 齿轮选择信号 GR3O，GR2O，GR1O5) 齿轮选择信号 GR2，GR16) 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2有齿轮切换3M

6、29和G84(G74)指定在同一程序段齿轮切换4有齿轮切换5利用参数指定G84(G74)刚性攻丝方式齿轮切换6有齿轮切换 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#0G84指定刚性攻丝的方法05200#1VGR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#2CRG刚性攻丝方式，刚性攻丝取消指令的方式05200#3SIG刚性攻丝方式，齿轮切换是否使用SIND05200#4DOV在刚性攻丝回退

7、时，倍率是否有效05200#5 (M)PCP刚性攻丝时，是否使用是否高速排削攻丝循环05200#6 FHD在刚性攻丝中，进给保持和单程序段信号是否有效05200#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05201#0 (M)NIZ刚性攻丝时，是否使用平滑控制05201#2 (T)TDR刚性攻丝时，切削时间常数的选择05202#0 (M)ORI启动攻丝攻丝时，是否执行主轴准停05204#0 DGN在诊断画面中，攻丝同步误差/主轴与攻丝轴的差值15210攻丝方式的M代码（255以下时）05211在刚性攻丝返回时的倍率值05212攻丝方式的M代码（255以上时）05213 (M

8、)在高速排削攻丝循环时，回退值05214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

9、(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

10、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15301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）

11、5324（T）刚性攻丝时，主轴的反向间隙（四档）3707#03707#1P21P22主轴和编码器之间的齿轮比依机床而定4000#0ROTA1主轴和主轴电机之间的安装方向依机床而定4000#2POSC1主轴和位置编码器之间的方向依机床而定4001#2POSC2位置编码器是否使用14003#7,4003#64003#54003#4PCPL2PCPL1PCPL0PCTYPE编码器的类型依电机和反馈元件而定4006#7BLTRGD使用内装传感器(MZ Sensor)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405

12、7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=04045伺服控制/同步控制时速度环比例增益(低档齿) CTH1A=14052伺服控制/同步控制时速度环积分增益(高档齿) CTH1A=04053伺服控制/同步控制时速度环积分增益(低档齿) CTH1A=14085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

13、(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 M03 S100 主轴能够正向旋转 主轴反转（M04） M

14、DI方式下 执行M04 S100 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

15、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#2 POSC2=1d) 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CTH2ACTH1APRM4056M1*10000PRM4057M2*10010PRM4058M3*10001PRM4059M4*10011M：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

16、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#0PRM3707P22P21倍数PG22PG21倍数=主轴转数/位置编码器的转数100201410811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#1VGR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

17、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GR3OF152.2GR2OF152.1GR1OF152.0第1档001齿数15221齿数15231第2档010齿数25222齿数25232第3档100齿数35223齿数35233T/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

18、编码器侧参数号GR21G29#0GR2G28#2GR1G28#1T/TTMT/TTM第1档000齿数15221齿数15231第2档101齿数25222齿数25232第3档-10齿数35223齿数35233第4档-11齿数452245223齿数452345233f) 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GR3OF152.2GR2OF152.1GR1OF152.0第1档0015241第2档0105242第3档1005243T/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GR21G29#0GR2G28#2GR1G28#1车床(T/TT)铣床(M)第1档000

19、52415241第2档10152425242第3档-1052435243第4档-115244- g) 刚性攻丝时的加减速时间常数的设定5201#2TDR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：PRM52615264 退出：PRM52715274M系列 (标准系统)档位齿轮选择信号参数GR3OF152.2GR2OF152.1GR1OF152.0时间常数（攻入）时间常数（退出）第1档00152615271第2档01052625272第3档10052635273T/TT系列或M系列 (表面

20、恒速控制)档位齿轮选择信号参数GR21G29#0GR2G28#2GR1G28#1时间常数（攻入）时间常数（退出）第1档00052615271第2档10152625272第3档-1052635273第4档-115264（*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GR3OF152.2GR2OF152.1GR1OF152.05280（*1）第1档0015281第2档0105282第3档1005283T/TT系列或M系列 (表面恒速控制)档位齿轮选择信号参数GR21G29#0GR2G28#2GR1G28#1T/TTM5280（*1）第1档000527

21、1第2档1015272第3档-105273第4档-1152845283i) 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205301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80005311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80005312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2005313

22、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200g) 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GR3OF152.2GR2OF152.1GR1OF152.0第1档0015321第2档010第3档100车床系列档位齿轮选择信号参数GR21G29#0GR2G28#2GR1G28#1T第1档0005321第2档1015322第3档-105323第4档-115342 使用内装（MZ Senser）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)

23、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MZ Sensor， 所以，该参数设定PRM4000#2（POSC1）=0c) 指定使用位置编码器PRM 4001#2 （POSC2）=1d) 指定使用内装传感器（MZ 或 BZ Sensor ）方式反馈PRM 4003#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:52415242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