如何在FANUC OI數控系統里設定參數實(shí)現剛性攻牙

FANUC是一種人民常用的高端數控系統，攻絲是數控機床加工過(guò)程中經(jīng)常使用的遇到的工序。如何使用FANUC數控系統正確的設定剛性攻絲參數呢？以下我們就為您詳細講述。

1、兩種攻絲方式的比較

以前的加工中心為了攻絲，一般都是根據所選用的絲錐和工藝要求，在加工程序中編入一個(gè)主軸轉速和正/反轉指令，然后再編人 G84/G74 固定循環(huán)，在固定循環(huán)中給出有關(guān)的數據，其中Z軸的進(jìn)給速度是根據F=絲錐螺距×主軸轉速得出，這樣才能加工出需要的螺孔來(lái)。

雖然從表面上看主軸轉速與進(jìn)給速度是根據螺距配合運行的，但是主軸的轉動(dòng)角度是不受控的，而且主軸的角度位置與Z軸的進(jìn)給沒(méi)有任何同步關(guān)系，僅僅依靠恒定的主軸轉速與進(jìn)給速度的配合是不夠的。主軸的轉速在攻絲的過(guò)程中需要經(jīng)歷一個(gè)停止 －正轉 － 停止 － 反轉 － 停止的過(guò)程，主軸要加速－制動(dòng)－加速－制動(dòng)，再加上在切削過(guò)程中由于工件材質(zhì)的不均勻，主軸負載波動(dòng)都會(huì )使主軸速度不可能恒定不變。

對于進(jìn)給Z軸，它的進(jìn)給速度和主軸也是相似的，速度不會(huì )恒定，所以?xún)烧卟豢赡芘浜系锰煲聼o(wú)縫。這也就是當采用這種方式攻絲時(shí)，必須配用帶有彈簧伸縮裝置的夾頭，用它來(lái)補償Z軸進(jìn)給與主軸轉角運動(dòng)產(chǎn)生的螺距誤差。如果我們仔細觀(guān)察上述攻絲過(guò)程，就會(huì )明顯地看到，當攻絲到底，Z軸停止了而主軸沒(méi)有立即停?。☉T量），攻絲彈簧夾頭被壓縮一段距離，而當Z軸反向進(jìn)給時(shí)，主軸正在加速，彈簧夾頭被拉伸，這種補償彌補了控制方式不足造成的缺陷，完成了攻絲的加工。

對于精度要求不高的螺紋孔用這種方法加工尚可以滿(mǎn)足要求，但對于螺紋精度要求較高，6H 或以上的螺紋以及被加工件的材質(zhì)較軟（銅或鋁）時(shí)，螺紋精度將不能得到保證。還有一點(diǎn)要注意的是，當攻絲時(shí)主軸轉速越高，Z軸進(jìn)給與螺距累積量之間的誤差就越大，彈簧夾頭的伸縮范圍也必須足夠大，由于夾頭機械結構的限制，用這種方式攻絲時(shí)，主軸轉速只能限制在 600r/min 以下。

剛性攻絲就是針對上述方式的不足而提出的，它在主軸上加裝了位置編碼器，把主軸旋轉的角度位置反饋給技控系統形成位置閉環(huán)，同時(shí)與Z軸進(jìn)給建立同步關(guān)系，這樣就嚴格保證了主軸旋轉角度和Z軸進(jìn)給尺寸的線(xiàn)生比例關(guān)系。因為有了這種同步關(guān)系，即使由于慣量、加減速時(shí)間常數不同、負載波動(dòng)而造成的主軸轉動(dòng)的角度或Z軸移動(dòng)的位置變化也不影響加工精度，因為主軸轉角與Z軸進(jìn)給是同步的，在攻絲中不論任何一方受干擾發(fā)生變化，則另一方也會(huì )相應變化，并永遠維持線(xiàn)性比例關(guān)系。

如果我們用剛性攻絲加工螺紋孔，可以很清楚地看到，當Z軸攻絲到達位置時(shí)，主軸轉動(dòng)與Z軸進(jìn)給是同時(shí)減速并同時(shí)停止的，主軸反轉與Z軸反向進(jìn)給同樣 保持一致。正是有了同步關(guān)系，絲錐夾頭就用普通的鉆夾頭或更簡(jiǎn)單的專(zhuān)用夾頭就可以了，而且剛性攻絲時(shí)，只要刀具（絲錐）強度允許，主軸的轉速能提高很多，4000r/min 的主軸速度已經(jīng)不在話(huà)下。加工效率提高5倍以上，螺紋精度還得到保證，目前已經(jīng)成為加工中心不可缺少的一項主要功能。

2、剛性攻絲功能的實(shí)現

從電氣控制的角度來(lái)看，數控系統只要具有主軸角度位置控制和同步功能，機床就能進(jìn)行剛性攻絲，當然還需在機床上加裝反饋主軸角度的位置編碼器。要正確地反映主軸的角度位置，最好把編碼器與主軸同軸聯(lián)接，如果限于機械結構必需通過(guò)傳動(dòng)鏈聯(lián)接時(shí)，要堅持 1:1 的傳動(dòng)比，若用皮帶，則非同步帶不可。還有一種可能，那就是機床主軸和主軸電動(dòng)機之間是直連，可以借用主軸電動(dòng)機本身帶的內部編碼器作主軸位置反饋，節省二項開(kāi)支。

除去安裝必要的硬件外，主要的工作是梯形圖控制程序的設計調試。市面上有多種數控系統，由于廠(chǎng)家不同，習慣各異，對剛性攻絲的信號安排和處理是完全不一樣的。我們曾經(jīng)設計和調試過(guò)幾種常用數控系統的剛性攻絲控制程序，都比較繁瑣。調試人員不易理解梯形圖控制程序，特別是第一臺樣機調試周期長(cháng)，不利于推廣和使用。盡管如此，加工中心有了該項功能，擴大了加工范圍，受到用戶(hù)的青睞。

3、不用設計梯形圖實(shí)現剛性攻絲

在FANUC Oi數控系統里，參數 N0.5200#0 如果被設定為 0，那么剛性攻絲就需要用 M 代碼指定。一般情況下，我們都使用 M29，而在梯形圖中也必須設計與之相對應的順序程序，這對初次嘗試者來(lái)說(shuō)還有一定的困難。正常的情況下，沒(méi)有特殊要求時(shí)，主軸參數初始化后把參數 No.5200#0 設定為1，其它有關(guān)參數基本不動(dòng)，也不用增加任何新的控制程序，這樣就簡(jiǎn)單多了。在運行調試中要根據機床本身的機械特性設置剛性攻絲必須的一組參數（見(jiàn)表1）。參數設置好后就可以直接使用固定循環(huán) G84/G74 指令編程，其格式舉例如下：

表 1 剛性攻絲參數表

(1) 每分鐘進(jìn)給編程 

　　右螺紋 

　　G94;　　　　　　　Z軸每分鐘進(jìn)給 

　　M3　　Sl000;　　　主軸正轉(1000r/min) 

　　G9O G84　X-300.Y-250.Z-150.R-120. P300 F1000;右螺紋攻絲，螺距 lmm 

　　左螺紋 

　　G94;　　　　　　　Z軸每分鐘進(jìn)給 

　　M4　Sl000; 　　　 主軸反轉 (1000r/min) 

　　G9O G74　X-300.Y-250.Zl50.R-120.P300 F1000;左螺紋攻絲，螺距 lmm 

(2) 每轉（主軸）進(jìn)給編程 

　　右螺紋 

　　G95; 　　　　　　 Z軸進(jìn)給/主軸每轉 

　　M3　S1000; 　　　 主軸正轉 (1000r/min) 

　　G9O G84　X-300.Y-250.Z-150.R-120. P300 F1.0;右螺紋攻絲，螺距 1mm 

　　右螺紋 

　　G95;　　　　　　　Z軸進(jìn)給/主軸每轉 

　　M4　S1000;　　　　主軸反轉 (1000r/min) 

　　G90 G74 X-300.Y-250.Z150.R-120. P300 F1.0;左螺紋攻絲，螺距 lmm

以上剛性攻絲編程由于將參數 No.5200#0 設置為 1, 固定循環(huán) G84/成為剛性攻絲的指令 , 所以它的編程格式就完全與原固定循環(huán) G84/G74 普通攻絲是一樣的。根據用戶(hù)的使用調查 , 剛性攻絲性能大大優(yōu)于普通攻絲。

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