FANUC设定参数实现刚性攻丝
FANUC设定参数实现刚性攻丝
(大连机床集团有限责任公司黄贤鸿)
1 两种攻丝方式的比较
以前的加工中心为了攻丝, 一般都是根据所选用的丝锥和工艺要求, 在加工程序中编入一个主轴转速和正/ 反转指令, 然后再编人G84 ／G74 固定循环, 在固定循环中给出有关的数据, 其中Z 轴的进给速度是根据F=丝锥螺距×主轴转速得出, 这样才能加工出需要的螺孔来。虽然从表面上看主轴转速与进给速度是根据螺距配合运行的, 但是主轴的转动角度是不受控的, 而且主轴的角度位置与Z 轴的进给没有任何同步关系, 仅仅依靠恒定的主轴转速与进给速度的配合是不够的。主轴的转速在攻丝的过程中需要经历一个停止－正转－停止－反转－停止的过程, 主轴要加速－制动－加速－制动, 再加上在切削过程中由于工件材质的不均匀, 主轴负载波动都会使主轴速度不可能恒定不变。对于进给Z 轴, 它的进给速度和主轴也是相似的, 速度不会恒定, 所以两者不可能配合得天衣无缝。这也就是当采用这种方式攻丝时, 必须配用带有弹簧伸缩装置的夹头, 用它来补偿Z 轴进给与主轴转角运动产生的螺距误差。如果我们仔细观察上述攻丝过程, 就会明显地看到, 当攻丝到底,Z 轴停止了而主轴没有立即停住(惯量), 攻丝弹簧夹头被压缩一段距离, 而当Z 轴反向进给时, 主轴正在加速, 弹簧夹头被拉伸, 这种补偿弥补了控制方式不足造成的缺陷, 完成了攻丝的加工。对于精度要求不高的螺纹孔用这种方法加工尚可以满足要求, 但对于螺纹精度要求较高,6H 或以上的螺纹以
及被加工件的材质较软(铜或铝) 时, 螺纹精度将不能得到保证。还有一点要注意的是, 当攻丝时主轴转速越高,Z 轴进给与螺距累积量之间的误差就越大, 弹簧夹头的伸缩范围也必须足够大, 由于夹头机械结构的限制, 用这种方式攻丝时, 主轴转速只能限制在600r/min 以下。
刚性攻丝就是针对上述方式的不足而提出的, 它在主轴上加装了位置编码器, 把主轴旋转的角度位置反馈给技控系统形成位置闭环, 同时与Z 轴进给建立同步关系, 这样就严格保证了主轴旋转角度和Z 轴进给尺寸的线生比例关系。因为有了这种同步关系, 即使由于惯量、加减速时间常数不同、负载波动而造成的主轴转动的角度或Z 轴移动的位置变化也不影响加工精度, 因为主轴转角与Z 轴进给是同步的, 在攻丝中不论任何一方受干扰发生变化, 则另一方也会相应变化, 并永远维持线性比例关系。如果我们用刚性攻丝加工螺纹孔, 可以很清楚地看到, 当Z 轴攻丝到达位置时, 主轴转动与Z 轴进给是同时减速并同时停止的, 主轴反转与Z 轴反向进给同样保持一致。正是有了同步关系, 丝锥夹头就用普通的钻夹头或更简单的专用夹头就可以了, 而且刚性攻丝时, 只要刀具(丝锥)强度允许,主轴的转速能提高很多,4000r/min 的主轴速度已经不在话下。加工效率提高 5 倍以上,螺纹精度还得到保证, 目前已经成为加工中心不可缺少的一项主要功能。
2 刚性攻丝功能的实现
从电气控制的角度来看, 数控系统只要具有主轴角度位置控制和同
步功能, 机床就能进行刚性攻丝, 当然还需在机床上加装反馈主轴角度的位置编码器。要正确地反映主轴的角度位置, 最好把编码器与主轴同轴联接, 如果限于机械结构必需通过传动链联接时, 要坚持1:1 的传动比, 若用皮带, 则非同步带不可。还有一种可能, 那就是机床主轴和主轴电动机之间是直连, 可以借用主轴电动机本身带的内部编码器作主轴位置反馈, 节省二项开支。除去安装必要的硬件外, 主要的工作是梯形图控制程序的设计调试。市面上有多种数控系统, 由于厂家不同, 习惯各异, 对刚性攻丝的信号安排和处理是完全不一样的。我们曾经设计和调试过几种常用数控系统的刚性攻丝控制程序, 都比较繁琐。调试人员不易理解梯形图控制程序, 特别是第一台样机调试周期长, 不利于推广和使用。尽管如此, 加工中心有了该项功能, 扩大了加工范围, 受到用户的青睐。
3 不用设计梯形图实现刚性攻丝
在FANUC 0i 数控系统里, 参数N0.5200#0如果被设定为0, 那么刚性攻丝就需要用M代码指定。一般情况下, 我们都使用M29,而在梯形图中也必须设计与之相对应的顺序程序, 这对初次尝试者来说还有一定的困难。正常的情况下, 没有特殊要求时, 主轴参数初始化后把参数No.5200#0 设定为1, 其它有关参数基本不动, 也不用增加任何新的控制程序,这样就简单多了。在运行调试中要根据机床本身的机械特性设置刚性攻丝必须的一组参数(见表l) 。参数设置好后就可以直接使用固定循环G84/G74 指令编程, 其格式举例如下:
表1 刚性攻丝参数表
功能参数
攻丝最高主轴转速No.5241-N0.5244
主轴与攻丝轴的时间常数No.5261-No.5264
刚性攻丝轴回路增益No.5280-N0.5284
刚性攻丝时攻丝轴移动位置偏差量的极限值No.5310
刚性攻丝时主轴移动位置偏差量的极限值No.5311
刚性攻丝时的攻丝轴停止时的位置偏差量极限值No.5312
刚性攻丝时的主轴停止时的位置偏差量极限值No.5313
(1)每分钟进给编程
右螺纹
G94; Z 轴每分钟进给
M3 S1000; 主轴正转（1000r/min）
G90G84 X-300.Y-250.Z-150.R-120.P300F1000; 右螺纹攻丝, 螺距1mm
左螺纹
G94; Z 轴每分钟进给
M4 Sl000; 主轴反转（1000r/min）
G90G74 X-300.Y-250.Zl50.R-120.P300F1000;左螺纹攻丝, 螺距1mm
(2)每转(主轴)进给编程
右螺纹
G95; Z 轴进给/ 主轴每转
M3 S1000; 主轴正转(1000r/min)
G90G84 X-300.Y-250.Z-150.R-120.P300F1.0;右螺纹攻丝, 螺距1mm
右螺纹
G95; Z 轴进给/ 主轴每转
M4 S1000; 主轴反转(1000r/min)
G90G74X-300.Y-250.Z150.R-120.P300F1.0;左螺纹攻丝, 螺距1mm
以上刚性攻丝编程由于将参数No.5200#0设置为1, 固定循环G84/成为刚性攻丝的指令, 所以它的编程格式就完全与原固定循环G84/G74 普通攻丝是一样的。
根据用户的使用调查, 刚性攻丝性能大大优于普通攻丝。
刚性攻丝
设定参数实现刚性攻丝 一般都是根据所选用的丝锥和工艺要求, 在加工程序中编入一个主轴转速和正/反转指令, 然后再编人G84／G74 固定循环, 在固定循环中给出有关的数据, 其中Z 轴的进给速度是根据 F =丝锥螺距×主轴转速得出, 这样才能加工出需要的螺孔来。虽然从表面上看主轴转速与进给速度是根据螺距配合运行的, 但是主轴的转动角度是不受控的, 而且主轴的角度位置与Z 轴的进给没有任何同步关系, 仅仅依靠恒定的主轴转速与进给速度的配合是不够的。主轴的转速在攻丝的过程中需要经历一个停止－正转－停止－反转－停止的过程, 主轴要加速－制动－加速－制动, 再加上在切削过程中由于工件材质的不均匀, 主轴负载波动都会使主轴速度不可能恒定不变。对于进给Z 轴, 它的进给速度和主轴也是相似的, 速度不会恒定, 所以两者不可能配合得天衣无缝。这也就是当采用这种方式攻丝时, 必须配用带有弹簧伸缩装置的夹头, 用它来补偿Z 轴进给与主轴转角运动产生的螺距误差。如果我们仔细观察上述攻丝过程, 就会明显地看到, 当攻丝到底,Z 轴停止了而主轴没有立即停住( 惯量), 攻丝弹簧夹头被压缩一段距离, 而当Z 轴反向进给时, 主轴正在加速, 弹簧夹头被拉伸, 这种补偿弥补了控制方式不足造成的缺陷, 完成了攻丝的加工。对于精度要求不高的螺纹孔用这种方法加工尚可以满足要求, 但对于螺纹精度要求较高,6H 或以上的螺纹以及被加工件的材质较软( 铜或铝) 时, 螺纹精度将不能得到保证。还有一点要注意的是,
当攻丝时主轴转速越高,Z 轴进给与螺距累积量之间的误差就越大, 弹簧夹头的伸缩范围也必须足够大, 由于夹头机械结构的限制, 用这种方式攻丝时, 主轴转速只能限制在600r/min 以下。 刚性攻丝就是针对上述方式的不足而提出的, 它在主轴上加装了位置编码器, 把主轴旋转的角度位置反馈给技控系统形成位置闭环, 同时与Z 轴进给建立同步关系, 这样就严格保证了主轴旋转角度和Z 轴进给尺寸的线生比例关系。因为有了这种同步关系, 即使由于惯量、加减速时间常数不同、负载波动而造成的主轴转动的角度或Z 轴移动的位置变化也不影响加工精度, 因为主轴转角与Z 轴进给是同步的, 在攻丝中不论任何一方受干扰发生变化, 则另一方也会相应变化, 并永远维持线性比例关系。如果我们用刚性攻丝加工螺纹孔, 可以很清楚地看到, 当Z 轴攻丝到达位置时, 主轴转动与Z 轴进给是同时减速并同时停止的, 主轴反转与Z 轴反向进给同样保持一致。正是有了同步关系, 丝锥夹头就用普通的钻夹头或更简单的专用夹头就可以了, 而且刚性攻丝时, 只要刀具( 丝锥) 强度允许, 主轴的转速能提高很多,4 000r/min 的主轴速度已经不在话下。加工效率提高 5 倍以上, 螺纹精度还得到保证, 目前已经成为加工中心不可缺少的一项主要功能。 2 刚性攻丝功能的实现 从电气控制的角度来看, 数控系统只要具有主轴角度位置控制和同步功能, 机床就能进行刚性攻丝, 当然还需在机床上加装反馈主轴角度的位置编码器。要正确地反映主轴的角度位置, 最好把
FANUC 0I常用参数
FANUC-0iA 常用的参数[post] 參數型號意義 0.0TVONTV 檢查 0.1ISO傳輸碼為ISO/EIA 0.2INI輸入單位為mm(毫米)/inch(英吋) 0.5SEQ序號自動插入 1.1FVC紙帶格式 12.0MIX鏡像 20I/ORS-232 通訊頻道 傳輸(I/O=0) 參數型號意義 101.0SB2設定STOP 位元為1或2 101.3ASI設定ASCII 碼 102傳輸設備設定 103傳輸速率 傳輸(I/O=1) 參數型號意義 111.0SB2設定STOP 位元為1或2 111.3ASI設定ASCII 碼 112傳輸設備設定 113傳輸速率 傳輸(I/O=2) 參數型號意義 121.0SB2設定STOP 位元為1或2 121.3ASI設定ASCII 碼 122傳輸設備設定 123傳輸速率 行程限制 參數型號意義 1320各軸第一行程正方向限制 1321各軸第一行程負方向限制 1322各軸第二行程正方向限制 1323各軸第二行程負方向限制 進給率 參數型號意義 1420各軸快速移動進給率 1410空跑(dry run)速度 1422所有軸切削最大進給率 1430各軸切削最大進給率 1431先行控制所有軸切削最大進給率 1432先行控制各軸切削最大進給率 1425原點復歸減速後FL速度 1421快速移動FO速度 1423各軸JOG模式進給速度 1424各軸快速移動進給速度 加減速控制 參數型號意義 1620各軸快速移動加減速時間常數 1622切削進給加減速時間常數(指數型) 1622補間後加減速時間常數 1621鍾型加減速時間常數 1623切削進給FL速率(指數型) 1624補間後加減速時間常數(指數型) 1625JOG 進給FL速率(指數型) 伺服 參數型號意義 1800.1當VRDY在PRDY之前輸出伺服 1800.4切削和快速進給背隙補正量分開設 1815.1分離式檢出器使用有效/無效 1815.5絕對式檢出器使用有效/無效 1816.4DMR 1820CMR 1821各軸參考點容量 1825各軸伺服迴路增益 1826INPOSITION 寬度 1827切削進給INPOSITION 寬度 1828移動中位置偏差量限制 1829停止間位置偏差量限制 1836原點復歸時伺服誤差量 1850各軸柵格點偏移量 1851背隙補正量(切削) 1852背隙補正量(快速進給) 伺服自動設定 參數型號意義 2000~2126伺服系統參數 2000.1伺服參數自動設定 2020馬達型號 2021負載慣性比 2022馬達旋轉方向 2023馬達速度回饋脈波數 2024馬達位置回饋脈波數 2084 2085FLEX GEAR CRT/MDI 參數型號意義 3100.3FKYCRT 鍵盤為半鍵或全鍵 3100.7CORCRT為單色或彩色 3102.0~6語言設定 3105.2實際速度和T碼顯示 3111.0SVS伺服調整畫面 3111.1SPS主軸調整畫面 3111.5OPM操作監視畫面 3111.6OPS在監視畫面顯示主軸/馬達轉速 開機初始設定 參數型號意義 3401.0DPI小數點忽略有效/無效 3402.0G01電源打開時是G00或G01 3402.1~2電源打開時選擇平面G17/G18/G19 3402.3G91電源打開時是G90或G91 3404.7M3B同一個單節可執行一個或三個M碼 節距誤差補償 參數型號意義 3620補償參考點位置號碼 3621補償負方向位置號碼 3622補償正方向位置號碼 3623節距誤差補償倍率 3624節距誤差補償間隔距離 主軸控制
FANUCOi 刚性攻牙参数
FANUCOi 刚性攻牙参数 FANUC Oi 系统开通刚性攻牙功能需要设定参数仅供参考。将参数 No.5200#0 设置为 1,修改以下参数：攻丝最高主轴转速 N0.5241 - N0.5244 主轴与攻丝轴的时间常数 N0.5261 - No.5264 刚性攻丝轴回路增益 N0.5280 - N0.5284 刚性攻丝时攻丝轴移动位置偏差量的极限值N0.5310 刚性攻丝时主轴移动位置偏 差量的极限值 N0.5311 刚性攻丝时的攻丝轴停止时的位置偏差量极限值 N0.5312 刚性攻丝时的主轴停止时的位置偏差量极限值 N0.5313 。如下列： (1) 每分钟进给编程右螺纹G94; Z 轴每分钟进给M3Sl000;主轴正转（1000r/min) G9O G84 X-300.Y-250.Z-150.R-120. P300 F1000;右螺纹攻丝 , 螺距 lmm 左螺 纹G94; Z 轴每分钟进给M4Sl000; 主轴反 转（1000r/min) G9O G74X-300.Y-250.Zl50.R-120.P300 F1000; 左螺纹攻丝 , 螺距 lmm (2) 每 转 ( 主轴 ) 进给编程右螺纹G95; Z 轴进给 / 主轴每转M3 S1000; 主轴正转 (1000r/min) G9O G84X-300.Y-250.Z-150.R-120. P300 F1.0; 右螺纹攻 丝 , 螺距 1mm 右螺纹G95;Z 轴进给 / 主轴每转M4S1000;主轴反转 (1000r/min) G90 G74 X-300.Y-250.Z150.R-120. P300 F1.0; 左螺纹攻丝 , 螺距 l mm 以上 刚性攻丝编程由于将参数 No.5200#0 设置为 1, 固定循环 G84/ 成为刚性攻丝的指令 , 所以它的编程格 式就完全与原固定循环 G84/G74 普通攻丝是一样的
FANUC Oi 刚性攻丝
FANUC Oi 系统开通刚性攻牙功能需要设定参数仅供参考。 将参数 No.5200#0 设置为 1,修改以下参数：攻丝最高主轴转速 N0.5241 - N0.5244 主轴与攻丝轴的时间常数 N0.5261 - No.5264 刚性攻丝轴回路增益 N0.5280 - N0.5284 刚性攻丝时攻丝轴移动位置偏差量的极限值N0.5310 刚性攻丝时主轴移动位置偏差量的极限值 N0.5311 刚性攻丝时的攻丝轴停止时的位置偏差量极限值 N0.5312 刚性攻丝时的主轴停止时的位置偏差量极限值 N0.5313 。如下列： (1) 每分钟进给编程右螺纹G94; Z 轴每分钟进给M3Sl000;主轴正转（1000r/min) G9O G84X-300.Y-250.Z-150.R-120. P300 F1000;右螺纹攻丝 , 螺距 lmm 左螺纹G94; Z 轴每分钟进给M4Sl000; 主轴反转（1000r/min) G9O G74 X-300.Y-250.Zl50.R-120.P300 F1000; 左螺纹攻丝 , 螺距 lmm (2) 每转 ( 主轴 ) 进给编程右螺纹G95; Z 轴进给 / 主轴每转M3S1000; 主轴正转 (1000r/min) G9O G84X-300.Y-250.Z-150.R-120. P300 F1.0; 右螺纹攻丝 , 螺距 1mm 右螺纹G95;Z 轴进给 / 主轴每转M4S1000;主轴反转 (1000r/min) G90 G74 X-300.Y-250.Z150.R-120. P300 F1.0; 左螺纹攻丝 , 螺距 l mm 以上刚性攻丝编程由于将参数 No.5200#0 设置为 1, 固定循环 G84/ 成为刚性攻丝的指令 , 所以它的编程格式就完全与原固定循环 G84/G74 普通攻丝是一样的
FANUC设定参数实现刚性攻丝
FANUC设定参数实现刚性攻丝 (大连机床集团有限责任公司黄贤鸿) 1 两种攻丝方式的比较 以前的加工中心为了攻丝, 一般都是根据所选用的丝锥和工艺要求, 在加工程序中编入一个主轴转速和正/ 反转指令, 然后再编人G84 ／G74 固定循环, 在固定循环中给出有关的数据, 其中Z 轴的进给速度是根据F=丝锥螺距×主轴转速得出, 这样才能加工出需要的螺孔来。虽然从表面上看主轴转速与进给速度是根据螺距配合运行的, 但是主轴的转动角度是不受控的, 而且主轴的角度位置与Z 轴的进给没有任何同步关系, 仅仅依靠恒定的主轴转速与进给速度的配合是不够的。主轴的转速在攻丝的过程中需要经历一个停止－正转－停止－反转－停止的过程, 主轴要加速－制动－加速－制动, 再加上在切削过程中由于工件材质的不均匀, 主轴负载波动都会使主轴速度不可能恒定不变。对于进给Z 轴, 它的进给速度和主轴也是相似的, 速度不会恒定, 所以两者不可能配合得天衣无缝。这也就是当采用这种方式攻丝时, 必须配用带有弹簧伸缩装置的夹头, 用它来补偿Z 轴进给与主轴转角运动产生的螺距误差。如果我们仔细观察上述攻丝过程, 就会明显地看到, 当攻丝到底,Z 轴停止了而主轴没有立即停住(惯量), 攻丝弹簧夹头被压缩一段距离, 而当Z 轴反向进给时, 主轴正在加速, 弹簧夹头被拉伸, 这种补偿弥补了控制方式不足造成的缺陷, 完成了攻丝的加工。对于精度要求不高的螺纹孔用这种方法加工尚可以满足要求, 但对于螺纹精度要求较高,6H 或以上的螺纹以
及被加工件的材质较软(铜或铝) 时, 螺纹精度将不能得到保证。还有一点要注意的是, 当攻丝时主轴转速越高,Z 轴进给与螺距累积量之间的误差就越大, 弹簧夹头的伸缩范围也必须足够大, 由于夹头机械结构的限制, 用这种方式攻丝时, 主轴转速只能限制在600r/min 以下。 刚性攻丝就是针对上述方式的不足而提出的, 它在主轴上加装了位置编码器, 把主轴旋转的角度位置反馈给技控系统形成位置闭环, 同时与Z 轴进给建立同步关系, 这样就严格保证了主轴旋转角度和Z 轴进给尺寸的线生比例关系。因为有了这种同步关系, 即使由于惯量、加减速时间常数不同、负载波动而造成的主轴转动的角度或Z 轴移动的位置变化也不影响加工精度, 因为主轴转角与Z 轴进给是同步的, 在攻丝中不论任何一方受干扰发生变化, 则另一方也会相应变化, 并永远维持线性比例关系。如果我们用刚性攻丝加工螺纹孔, 可以很清楚地看到, 当Z 轴攻丝到达位置时, 主轴转动与Z 轴进给是同时减速并同时停止的, 主轴反转与Z 轴反向进给同样保持一致。正是有了同步关系, 丝锥夹头就用普通的钻夹头或更简单的专用夹头就可以了, 而且刚性攻丝时, 只要刀具(丝锥)强度允许,主轴的转速能提高很多,4000r/min 的主轴速度已经不在话下。加工效率提高 5 倍以上,螺纹精度还得到保证, 目前已经成为加工中心不可缺少的一项主要功能。 2 刚性攻丝功能的实现 从电气控制的角度来看, 数控系统只要具有主轴角度位置控制和同
FANUC常用系统参数说明
FANUC0 小括号()改为中括号【】将3204中的PAF由0改为1. 释放风扇报警(ALM701参数PRM8901#0(FAN) 08000-08999保密设置NE8(N0.3202#0). 09000-09999保密设置NE9(NO.3202#4). FANUC Series 0i-MD：在显 示器上修改梯图。 按SY STEM!,按右扩展键几次，直到显示器下面出现［PMCCNF时，按［PMCCNF软键,按［设定］软键，在出现的画面上将：编程允许(EDIT ENABLE)内置xx(PROGRAERNABLE)编辑后保存到(WRITETOF-ROM (EDIT) ), 这三项打开即可修改梯图. FANUC Series 0i-MC ： 按SY STEM!，按［ > ］软键几次，当出现［PMCPRM软键时按此键，按［SETING ］软键，在出现的画面上将： EDIT ENABLE! 1 WRITE TO F-ROM (EDIT置1 PROGRAMMER ENA B LE 这三项打开即可修改梯图。 这三项只要能置为 1 ，就能进入梯图修改，xx 不了1，就是有参数封
住了，防止别人乱改梯图。对于有密码的，要输入密码才可以看到, 才可以修改。为使用梯形图编辑功能，应该 在“PARAMETERSFOR ONLINE MONITO R中把“ RS-232- C和“F-BUS选择为“ NOT USE , 以使在线监控功能无效。 自动插入顺序号：0000 #5 SEQ 自动插入顺序号增量值：3216 最大主轴转速：3772 加工中心乱刀XX System——参数-----PNMNET----- 数据----- 操作----- 缩放 寻找。 xx 系统D144,主轴25, D145 1POT(1).D146(2)…… 新版本系统D300主轴25, D301 1POT(1).D302 2POT(2)……
刚性攻丝&柔性攻丝
理论上，攻螺纹时，当主轴转一转，Z轴的进给总量应该等于丝锥的螺距。即：P＝F/S 式中P—丝锥的螺距，mm F—Z轴的送给量，mm/min S—主轴转速，r/min 一般的攻螺纹功能，主轴的转速和Z 轴的进给是独立控制，因此上面的条件可能并不满足。特别在孔的底部，主轴和Z 轴的转速降低并停止，然后它们反转，而且转速增加，由于各自独立执行加、减速，因此上面的条件更可能不满足。为此，通常由装在攻丝夹头内部的弹簧对进给量进行补偿以改善攻螺纹的精度。 如果控制主轴的旋转和Z 轴的进给总是同步，那么攻丝的精度就可以得到保证。这种方法称为“刚性攻丝”。这时主轴的运行从速度系统变成位置系统运行。 在加工中心上面攻丝时，要求丝锥的进给和旋转必须同步，即：进给量＝转速×螺距，以防止拉断丝锥。这样就必须要去伺服电机来驱动主轴，要求在主轴上面增加位置传感器，对主轴传动机构的间隙和惯量都会有严格的要求。如果机床不具备这样的条件，只能选择柔性攻丝，在丝锥夹头中增加弹性装置，若产生不同步，弹性装置的伸缩量会补偿丝锥的进给量和“转速×螺距”的差值。此即柔性攻丝。很多工厂在加工中心上，工件装夹稳定的时候使用柔性攻丝。其实在加工条件好的情况下，使用柔性攻丝犹如画蛇添足。刚性攻丝就是要求丝锥的旋转角度和轴向进给严格配比，即使在加速、减速、反转等过程也不例外。 刚性攻丝的刀具夹持系统通常比柔性攻丝的刀具夹持系统价格低一些，螺纹长度的控制也更为精确,螺纹精度比柔性攻丝好。但柔性攻丝可选择扭距过载保护，这一点刚性攻丝不能做到。通常柔性攻丝的丝锥寿命要比刚性攻丝的长。 现在有专用刚性攻丝丝锥，螺纹部分较柔性攻丝丝锥短，带侧固槽，寿命比柔性攻丝要长。
设定参数实现刚性攻丝
设定参数实现刚性攻丝 (大连机床集团有限责任公司黄贤鸿) 1 两种攻丝方式的比较 以前的加工中心为了攻丝 , 一般都是根据所选用的丝锥和工艺要求 , 在加工程序中编入一个主轴转速和正 /反转指令 , 然后再编人 G84／G74 固定循环 , 在固定循环中给出有关的数据 , 其中 Z 轴的进给速度是根据 F =丝锥螺距×主轴转速得出 , 这样才能加工出需要的螺孔来。虽然从表面上看主轴转速与进给速度是根据螺距配合运行的 , 但是主轴的转动角度是不受控的 , 而且主轴的角度位置与 Z 轴的进给没有任何同步关系 , 仅仅依靠恒定的主轴转速与进给速度的配合是不够的。主轴的转速在攻丝的过程中需要经历一个停止－正转－停止－反转－停止的过程 , 主轴要加速－制动－加速－制动 , 再加上在切削过程中由于工件材质的不均匀 , 主轴负载波动都会使主轴速度不可能恒定不变。对于进给 Z 轴 , 它的进给速度和主轴也是相似的 , 速度不会恒定 , 所以两者不可能配合得天衣无缝。这也就是当采用这种方式攻丝时 , 必须配用带有弹簧伸缩装置的夹头 , 用它来补偿 Z 轴进给与主轴转角运动产生的螺距误差。如果我们仔细观察上述攻丝过程 , 就会明显地看到 , 当攻丝到底 ,Z 轴停止了而主轴没有立即停住 ( 惯量 ), 攻丝弹簧夹头被压缩一段距离 , 而当 Z 轴反向进给时 , 主轴正在加速 , 弹簧夹头被拉伸 , 这种补偿弥补了控制方式不足造成的缺陷 , 完成了攻丝的加工。对于精度要求不高的螺纹孔用这种方法加工尚可以满足要求 , 但对于螺纹精度要求较高 ,6H 或以上的螺纹以及被加工件的材质较软 ( 铜或铝 ) 时 , 螺纹精度将不能得到保证。还有一点要注意的是 , 当攻丝时主轴转速越高 ,Z 轴进给与螺距累积量之间的误差就越大 , 弹簧夹头的伸缩范围也必须足够大 , 由于夹头机械结构的限制 , 用这种方式攻丝时 , 主轴转速只能限制在 600r/min 以下。 刚性攻丝就是针对上述方式的不足而提出的 , 它在主轴上加装了位置编码器 , 把主轴旋转的角度位置反馈给技控系统形成位置闭环 , 同时与 Z 轴进给建立同步关系 , 这样就严格保证了主轴旋转角度和 Z 轴进给尺寸的线生比例关系。因为有了这种同步关系 , 即使由于惯量、加减速时间常数不同、负载波动而造成的主轴转动的角度或 Z 轴移动的位置变化也不影响加工精度 , 因为主轴转角与 Z 轴进给是同步的 , 在攻丝中不论任何一方受干扰发生变化 , 则另一方也会相应变化 , 并永远维持线性比例关系。如果我们用刚性攻丝加工螺纹孔 , 可以很清楚地看到 , 当 Z 轴攻丝到达位置时 , 主轴转动与 Z 轴进给是同时减速并同时停止的 , 主轴反转与 Z 轴反向进给同样保持一致。正是有了同步关系 , 丝锥夹头就用普通的钻夹头或更简单的专用夹头就可以了 , 而且刚性攻丝时 , 只要刀具 ( 丝锥 ) 强度允许 , 主轴的转速能提高很多 ,4 000r/min 的主轴速度已经不在话下。加工效率提高 5 倍以上, 螺纹精度还得到保证 , 目前已经成为加工中心不可缺少的一项主要功能。 2 刚性攻丝功能的实现 从电气控制的角度来看 , 数控系统只要具有主轴角度位置控制和同步功能 , 机床就能进行刚性攻丝 , 当然还需在机床上加装反馈主轴角度的位置编码器。要正确地反映主轴的角度位置 , 最好把编码器与主轴同轴联接 , 如果限于机械结构必需通过传动链联接时 , 要坚持 1:1 的传动比 , 若用皮带 , 则非同步带不可。还有一种可能 , 那就是机床主轴和主轴电动机之间是直连 , 可以借用主轴电动机本身带的内部编码器作主轴位置反馈 , 节省二项开支。
刚性攻丝参数设置
刚性攻丝参数设置 1.与主轴相关参数 4000#0=0 主轴与电机的旋转方向一致 4001#4=0 主轴传感器安装方向与主轴旋转方向一致 、4002#3，2，1，0=0，0，1，0 在主轴传感器上用位置编码器4003#7，6，5，4=0，0，0，0，主轴传感器的齿轮比设定1：1 2. 刚性攻丝参数 5101.6=1 攻丝到孔底时输出在反转 5112=3 攻丝时主轴正转的M代码 5113=3 攻丝时主轴反转的M代码 5200.0=1 刚性攻丝（没设为弹性攻丝） 5204=1 在诊断上显示刚性攻丝的同步偏差 5211=100 刚性攻丝退刀时的倍率 5241=2500 刚性攻丝时主轴最高转速1 5242=2500 刚性攻丝时主轴最高转速1 5261=100 主轴和攻丝轴的直线加减速的时间常数1 5262=100 主轴和攻丝轴的直线加减速的时间常数1 5300=10 刚性攻丝时攻丝轴的到位宽度 5301=50 刚性攻丝时主轴的到位宽度 5310=13000 刚性攻丝时攻丝轴移动时位移偏差 5311=30000 刚性攻丝时主轴移动时位移偏差 5312=200 刚性攻丝时攻丝轴停止时位移偏差 5313=500 刚性攻丝时主轴停止时位移偏差 1620=200 快速移动直线加/减速时间常数 1621=200 快速移动铃型加/减速时间常数 5314= 刚性攻丝时攻丝轴移动时位移偏差（当设定值超出5310的设定范围，可设本参数） 5280=3000 刚性攻丝中主轴与攻丝轴的位置控制的环路增益 与4065—4068一致 注：1、机床震动时可把5280改小 2、当有位置偏差报警时可修改上述相应位置偏差参数（不同机型参数可根据情况修改） 3.主轴定向参数 4015#0=1 定向有效 4031 定向角度 4.刚性攻丝指令程序 M03S300 M29S300 G84Z-50R2F1 G80 M30
FANUC维修中常用参数
FANUC维修中常用参数 FANUC系统有很丰富的机床参数，为数控机床的安装调试及日常维护带来了方便条件。根据多年的实践，对常用的机床参数在维修中的应用做一介绍。 1. 手摇脉冲发生器损坏。一台FANUC 0TD数控车床，手摇脉冲发生器出现故障，使对刀不能进行微调，需要更换或修理故障件。当时没有合适的备件，可以先将参数900#3置“0；'暂时将 手摇脉冲发生器不用，改为用点动按钮单脉冲发生器操作来进行刀具微调工作。等手摇脉冲发生器修好后再将该参数置“伫 2. 当机床开机后返回参考点时出现超行程报警。上述机床在返回参考点过程中，出现510或511超程报警，处理方法有两种： (1) 若X轴在返回参考点过程中，出现510或就是511超程报警，可将参数0700LT1X1数值改为+99999999(或将0704LT1X2数值修改为-99999999)后，再一次返回参考点。若没有问题则将参数0700或0704数值改为原来数值。 (2) 同时按P与CAN键后开机，即可消除超程报警。 3. 一台FANUC 0i数控车床，开机后不久出现ALM701报警。从维修说明书解释内容为控制部上部的风扇过热，打开机床电气柜，检查风扇电机不动作，检查风扇电源正常，可判定风扇损坏，因一时购买不到同类型风扇，即先将参数RRM8901#0改为“1先释放ALM701报警，然后在强制冷风冷却，待风扇购到后，再将PRM8901改为W 4. 一台FANUC 0M数控系统加工中心，主轴在换刀过程中，当主轴与换刀臂接触的一瞬间发生接触碰撞异响故障。分析故障原因就是因为主轴定位不准，造成主轴头与换刀臂吻合不好，无疑会引起机械撞击声，两处均有明显的撞伤痕迹。经查，换刀臂与主轴头均无机械松动，且换刀臂定位动作准确，故采用修改N6577参数值解决，即将原数据1525改为1524后，故障排除。 5. 密级型参数0900?0939维修法。按FANUC 0MC操作说明书的方法进行参数传输时，密级型参数0900?0939必须用MDI方式输入很不方便。现介绍一种可以传输包含密级型参数0900?0939在内的传输方法，步骤如下： (1) 将方式开关设定在EDIT位置； (2) 按PARAM键，选择显示参数的画面； (3) 将外部接收设备设定在STAND BY (准备)状态； (4) 先按EOB键不放开，再按OUTPOT键即将全部参数输出。 6. 一台FANUC 0MC立式加工中心，由于绝对位置编码电池失效，导致X、Y、Z丢失参考点，必须重新设置参考点。 (1) 将PWE“ 0”改为“1,'更改参数NO、76、1=1，NO、22改为，此时CRT显示“ 300＞警即X、Y、Z轴必须手动返回参考点。 (2) 关机再开机，利用手轮将X、Y移至参考点位置，改变参数NO、22为，则表示X、Y已建立了参考点。 (3) 将Z轴移至参考点附近，在主轴上安装一刀柄，然后手动机械手臂，使其完全夹紧刀柄。此时将参数NO、22改为，即Z轴建立参考点。将NO76、1设“00，'PWE改为0。
FANUC常用系统参数说明
FANUC0 小括号（）改为中括号【】将3204中的PAR由0改为1. 释放风扇报警（ALM701）参数PRM8901#0(FAN) O8000-O8999保密设置NE8(NO.3202#0). O9000-O9999保密设置NE9(NO.3202#4). FANUC Series Oi-MD： 在显示器上修改梯图。 按SYSTEM键,按右扩展键几次,直到显示器下面出现[PMCCNF]时,按[PMCCNF]软键,按[设定]软键,在出现的画面上将:编程允许(EDIT ENABLE),内置编程器许可(PROGRA MM ER ENABLE),编辑后保存到快闪存储器（WRITE TO F-ROM (EDIT)）, 这三项打开即可修改梯图. FANUC Series Oi-MC ： 按SYSTEM 键，按[ > ] 软键几次，当出现[PMCPRM]软键时按此键，按[SETING]软键，在出现的画面上将：EDIT ENABLE置1 WRITE TO F-ROM (EDIT)置1 PROGRAMMER ENABLE 置1 这三项打开即可修改梯图。
这三项只要能置为1 ，就能进入梯图修改，若置不了1，就是有参数封住了，防止别人乱改梯图。对于有密码的梯形图，要输入密码才可以看到，才可以修改。为使用梯形图编辑功能，应该在“PARAMETERS FOR ONLINE MONITOR”中把“RS-232-C”和“F-BUS”选择为“NOT USE”，以使在线监控功能无效。 自动插入顺序号：0000 #5 SEQ 自动插入顺序号增量值：3216 最大主轴转速：3772 加工中心乱刀修正 System------参数-----PNMNET-----数据-----操作-----缩放-----寻找。 旧版本系统D144,主轴25，D145 1POT(1).D146(2)……新版本系统D300主轴25，D301 1POT(1).D302 2POT(2)……
FANUC系统设定参数实现刚性攻丝
FANUC系统设定参数实现刚性攻丝 两种攻丝方式的比较：以前的加工中心为了攻丝 , 一般都是根据所选用的丝锥和工艺要求 , 在加工程序中编入一个主轴转速和正 /反转指令 , 然后再编人 G84／G74 固定循环 , 在固定循环中给出有关的数据 , 其中 Z 轴的进给速度是根据 F =丝锥螺距×主轴转速得出 , 这样才能加工出需要的螺孔来。虽然从表面上看主轴转速与进给速度是根据螺距配合运行的 , 但是主轴的转动角度是不受控的 , 而且主轴的角度位置与 Z 轴的进给没有任何同步关系 , 仅仅依靠恒定的主轴转速与进给速度的配合是不够的。主轴的转速在攻丝的过程中需要经历一个停止－正转－停止－反转－停止的过程 , 主轴要加速－制动 －加速－制动 , 再加上在切削过程中由于工件材质的不均匀 , 主轴负载波动都会使主轴速度不可能恒 定不变。对于进给 Z 轴 , 它的进给速度和主轴也是相似的 , 速度不会恒定 , 所以两者不可能配合得天衣无缝。这也就是当采用这种方式攻丝时 , 必须配用带有弹簧伸缩装置的夹头 , 用它来补偿 Z 轴进给与主轴转角运动产生的螺距误差。如果我们仔细观察上述攻丝过程 , 就会明显地看到 , 当攻丝到底 ,Z 轴停止了而主轴没有立即停住 ( 惯量 ), 攻丝弹簧夹头被压缩一段距离 , 而当 Z 轴反向进给时 , 主轴正在加速 , 弹簧夹头被拉伸 , 这种补偿弥补了控制方式不足造成的缺陷 , 完成了攻丝的加工。对于精度要求不高的螺纹孔用这种方法加工尚可以满足要求 , 但对于螺纹精度要求较高 ,6H 或以上的螺纹以及 被加工件的材质较软 ( 铜或铝 ) 时 , 螺纹精度将不能得到保证。还有一点要注意的是 , 当攻丝时主轴转速越高 ,Z 轴进给与螺距累积量之间的误差就越大 , 弹簧夹头的伸缩范围也必须足够大 , 由于夹头 机械结构的限制 , 用这种方式攻丝时 , 主轴转速只能限制在 600r/min 以下。 刚性攻丝就是针对上述方式的不足而提出的 , 它在主轴上加装了位置编码器 , 把主轴旋转的角度位置反馈给技控系统形成位置闭环 , 同时与 Z 轴进给建立同步关系 , 这样就严格保证了主轴旋转角度和Z 轴进给尺寸的线生比例关系。因为有了这种同步关系 , 即使由于惯量、加减速时间常数不同、负载波动而造成的主轴转动的角度或 Z 轴移动的位置变化也不影响加工精度 , 因为主轴转角与 Z 轴进给是同步的 , 在攻丝中不论任何一方受干扰发生变化 , 则另一方也会相应变化 , 并永远维持线性比例关系。如果我们用刚性攻丝加工螺纹孔 , 可以很清楚地看到 , 当 Z 轴攻丝到达位置时 , 主轴转动与 Z 轴进给 是同时减速并同时停止的 , 主轴反转与 Z 轴反向进给同样保持一致。正是有了同步关系 , 丝锥夹头就用普通的钻夹头或更简单的专用夹头就可以了 , 而且刚性攻丝时 , 只要刀具 ( 丝锥 ) 强度允许 , 主 轴的转速能提高很多 ,4 000r/min 的主轴速度已经不在话下。加工效率提高 5 倍以上, 螺纹精度还得到保证 , 目前已经成为加工中心不可缺少的一项主要功能。 刚性攻丝功能的实现：从电气控制的角度来看 , 数控系统只要具有主轴角度位置控制和同步功能 , 机床就能进行刚性攻丝 , 当然还需在机床上加装反馈主轴角度的位置编码器。要正确地反映主轴的角度位置 , 最好把编码器与主轴同轴联接 , 如果限于机械结构必需通过传动链联接时 , 要坚持 1:1 的传动 比 , 若用皮带 , 则非同步带不可。还有一种可能 , 那就是机床主轴和主轴电动机之间是直连 , 可以借用主轴电动机本身带的内部编码器作主轴位置反馈 , 节省二项开支。除去安装必要的硬件外 , 主要的工作是梯形图控制程序的设计调试。市面上有多种数控系统 , 由于厂家不同 , 习惯各异 , 对刚性攻丝的信号安排和处理是完全不一样的。我们曾经设计和调试过几种常用数控系统的刚性攻丝控制程序 , 都比较繁琐。调试人员不易理解梯形图控制程序 , 特别是第一台样机调试周期长 , 不利于推广和使用。尽管如此 , 加工中心有了该项功能 , 扩大了加工范围 , 受到用户的青睐。
FANUC 常用参数及分类
FANUC 常用参数及分类 参数在NC系统中用设定NC数控机床及辅助设备的规格和内容，及加工操作所必需的一些数据。机床厂家在制造机床、最终用户在使用过程中，通过参数的设定，来实现对伺服驱动、加工条件、机床坐标、操作功能、数据传输等方面的设定和调用。 机床厂商、用户在配备、使用FANUC系统时，根据具体的使用状况，有大量的参数需要调整和设置。在使用和调整这些参数是有必要搞清楚这些参数的用途和设置方法。在下文中介绍一些有关FANUC系统参数的常识和一些常用参数。 表3－2FANUC系统参数类型列表 数据形式 位型0或1 位轴型 字节型-128`127 0~256 有些参数中不使用符号 字节轴型 字型-32768~3276 0~65535 有些参数中不使用符号 字轴型 双字型-99999999~99999999 双字轴型 FANUC系统参数分类 按照数据形式参数可以分为下表所表示的类别： 1、对于位型和位轴型参数，每个数据号由8位组成，每一位有不同的意义。 2、轴型参数允许参数分别设定给每个控制轴。 3、每个数据类型有一个通用的有效范围，参数不同其数据范围也不同。 为了进一步说明这两类数据在数据设定方面的区别，特举如下两个例子：1、位型和位轴型参数举例 1000 # 7 # 6 # 5 # 4 #3 #2 #1 #0 数据号S E Q INI ISO TV C 数据 内容 通过该例可以知道位型和位轴型的数据格式，它们都是每一个数据号由0~7位数据组成。在描述这一类数据时可以用这样的格式来说明：数据号.位号。比如上例中的ISO参数就可以用这样的符号来表示：1000.1。1000.1=0时表示数据采用EIA码输出，1000.1=1时表示数据输出采用ISO码。位型和位轴型数据就是用这样的方式来设定不同的系统功能。 2、位型和位轴型以外的数据 1023 指定轴的伺服轴号 数据号数据内容
FANUC数控参数一览表
FANUC系统参数一览表 系统参数不正确也会使系统报警。另外，工作中常常遇到工作台不能回到零点、位置显 示值不对或是用MDI键盘不能输入刀偏量等数值，这些故障往往和参数值有关，因此维修时若确认PMC信号或连线无误，应检查有关参数。 一．16系统类参数 0：OFF 1:ON 1．SETTING 参数（与设定相关的参数） 参数号符号意义16-T 16-M 0000/0 TVC 代码竖向校验O：不进行1：进行 0000/1 ISO EIA/ISO代码O：EIA代码1：ISO代码 0000/2 INI MDI方式公/英制O：米制1：英制 0000/5 SEQ 自动加顺序号O：不进行1：进行 0002/0 RDG 远程诊断O不进行1进行 0002/7 SJZ 手动参考位置返回0参考位置未确定时，使用减速挡块进行参考位置返回，参考位置已经确定时，与减速挡块无关，用快速移动定位到参考位置。1只用减速挡块进行参考位置返回。 0012/0 MIRx 各轴镜像的设定0关闭1开启 0012/4 AIC 轴命令的移动距离0依照指定的地址1总为增量命令 0012/7 RMVx 各轴的受控轴拆除设定0不拆除受控轴1拆除受控轴 3216 自动加程序段号时程序段号的间隔O 1 2．RS232C口参数 0020 此参数用于设定与连接在哪个接口上的输入输出设备之间进行数据的输入输出。0,1RS-232-C串行端口1 2 RS-232-C串行接口2 3遥控缓冲器 接口4存储卡接口5数据服务器接口10 DNC1/DNC2接口，OSI因 特网12DNC1接口#2 0021 前台输入设备的设定 0022 后台输入设备的设定 0023 后台输出设备的设定（前台与后台同时使用不同的输入输出设备时，作为后台的设备可设定的数值只有0-3。如果使用了正在使用的输入输出设备，将发生报警 P/S 233或BP/S233,同时，注意设定值0和1表示相同的输入输出设备。） 100/3 NCR 程序段结束的输出码O 1 100/5 ND3 DNC运行时:读一段/读至缓冲器满O 1 3.与存储卡接口相关的参数 0300/0 PCM 存储卡接口0：NC端接口1：电脑端接口 4.与FACTOLINK相关的参数（与面板操作相关的参数） 0801/0 SB2 停止位的个数0：一位1：2位 0810/0 BGS 对FACTOLINK报警任务通信，没有显示FACTOLINK屏幕时0：不启动1：启动
FANUC系统数控机床全参数
FANUC系统数控机床参数 一、掌握数控机床参数的重要性： 无论哪个公司的数控系统都有大量的参数，如日本的FANUC公司6T-B系统就有294项参数。有的一项参数又有八位，粗略计算起来一套CNC系统配置的数控机床就有近千个参数要设定。这些参数设置正确与否直接影响数控机床的使用和其性能的发挥。特别是用户能充分掌握和熟悉这些参数，将会使一台数控机床的使用和性能发挥上升到一个新的水平。实践证明充分的了解参数的含义会给数控机床的故障诊断和维修带来很大的方便，会大大减少故障诊断的时间，提高机床的利用率。同时，一台数控机床的参数设置还是了解CNC系统软件设计指导思想的窗口，也是衡量机床品质的参考数据。在条件允许的情况下，参数的修改还可以开发CNC系统某些在数控机床订购时没有表现出来的功能，对二次开发会有一定的帮助。 因此，无论是那一型号的CNC系统，了解和掌握参数的含义都是非常重要的。 另外，还有一点要说明的是，数控机床的制造厂在机床出厂时就会把相关的参数设置正确、完全，同时还给用户一份与机床设置完全符合的参数表。然而，目前这一点却做的不尽如人意，参数表与参数设置不符的现象时有发生，给日后数控机床的故障诊断带来很大的麻烦。对原始数据和原始设置没有把握，在鼓掌中就很难下决心来确定故障产生的原因，无论是对用户和维修者本人都带来不良的影响。因此，在购置数控机床验收时，应把随机所带的参数与机床上的实际设置进行校对，在制造厂的服务人员没有离开之前落实此项工作，资料首先要齐全、正确，有不懂的尽管发问，搞清参数的含义，为将来故障诊断扫除障碍。
数控机床在出厂前，已将所采用的CNC系统设置了许多初始参数来配合、适应相配套的每台数控机床的具体情况，部分参数还需要调试来确定。这些具体参数的参数表或参数纸带应该交付给用户。在数控维修中，有时要利用机床某些参数调整机床，有些参数要根据机床的运行状态进行必要的修正，所以维修人员要熟悉机床参数。以日本FANUC公司的10、11、12系统为例，在软件方面共设有26个大类的机床参数。它们是：与设定有关的参数、定时器参数、与控制器有关的参数、坐标系参数、进给速度参数、加/减速成控制参数、伺服参数、DI/DO（数据输入输出）参数，CRT/MDI及逻辑参数、程序参数、I/O接口参数、刀具偏移参数、固定循环参数、缩放及坐标旋转参数、自动拐角倍率参数、单放向定位参数、用户宏程序、跳步信号输入功能、刀具自动偏移及刀具长度自动测量，刀具寿命管理、维修等有关的参数。用户买到机床后，首先应将这份参数表复制存档。一份存放在机床的文件箱内，供操作者或维修人员在使用和维修机床时参考。另一份存入机床的档案中。这些参数设定的正确与否将直接影响到机床的正常工作及机床性能充分发挥。维修人员必须了解和掌握这些参数，并将整机参数的初始设定记录在案，妥善保存，以便维修时使用。 二、数控机床参数的分类 无论是哪种型号的CNC系统都有大量的参数，少则几百个，多则上千个，看起来眼花缭乱。经过仔细研究，归纳起来又有一定的共性可言，现提供其分类方式以做参考。 1、按参数的表示形式来划分，数控机床的参数可分为三类。 （1）状态型参数 状态型参数是指每项参数的八位二进制数位中，每一位都表示了一种独立的
FANUC系统设定参数实现刚性攻丝
FANUC系统设定参数实现刚性攻丝 1 两种攻丝方式的比较
以前的加工中心为了攻丝, 一般都是根据所选用的丝锥和工艺要求, 在加工程序中编入一个主轴转速和正/反转指令, 然后再编人G84／G74 固定循环, 在固定循环中给出有关的数据, 其中Z 轴的进给速度是根据 F =丝锥螺距×主轴转速得出, 这样才能加工出需要的螺孔来。虽然从表面上看主轴转速与进给速度是根据螺距配合运行的, 但是主轴的转动角度是不受控的, 而且主轴的角度位置与Z 轴的进给没有任何同步关系, 仅仅依靠恒定的主轴转速与进给速度的配合是不够的。主轴的转速在攻丝的过程中需要经历一个停止－正转－停止－反转－停止的过程, 主轴要加速－制动－加速－制动, 再加上在切削过程中由于工件材质的不均匀, 主轴负载波动都会使主轴速度不可能恒定不变。对于进给Z 轴, 它的进给速度和主轴也是相似的, 速度不会恒定, 所以两者不可能配合得天衣无缝。这也就是当采用这种方式攻丝时, 必须配用带有弹簧伸缩装置的夹头, 用它来补偿Z 轴进给与主轴转角运动产生的螺距误差。如果我们仔细观察上述攻丝过程, 就会明显地看到, 当攻丝到底,Z 轴停止了而主轴没有立即停住( 惯量), 攻丝弹簧夹头被压缩一段距离, 而当Z 轴反向进给时, 主轴正在加速, 弹簧夹头被拉伸, 这种补偿弥补了控制方式不足造成的缺陷, 完成了攻丝的加工。对于精度要求不高的螺纹孔用这种方法加工尚可以满足要求, 但对于螺纹精度要求较高,6H 或以上的螺纹以及被加工件的材质较软( 铜或铝) 时, 螺纹精度将不能得到保证。还有一点要注意的是, 当攻丝时主轴转速越高,Z 轴进给与螺距累积量之间的误差就越大, 弹簧夹头的伸缩范围也必须足够大, 由于夹头机械结构的限制, 用这种方式攻丝时, 主轴转速只能限制在600r/min 以下。
刚性攻丝就是针对上述方式的不足而提出的, 它在主轴上加装了位置编码器, 把主轴旋转的角度位置反馈给技控系统形成位置闭环, 同时与Z 轴进给建立同步关系, 这样就严格保证了主轴旋转角度和Z 轴进给尺寸的线生比例关系。因为有了这种同步关系, 即使由于惯量、加减速时间常数不同、负载波动而造成的主轴转动的角度或Z 轴移动的位置变化也不影响加工精度, 因为主轴转角与Z 轴进给是同步的, 在攻丝中不论任何一方受干扰发生变化, 则另一方也会相应变化, 并永远维持线性比例关系。如果我们用刚性攻丝加工螺纹孔, 可以很清楚地看到, 当Z 轴攻丝到达位置时, 主轴转动与Z 轴进给是同时减速并同时停止的, 主轴反转与Z 轴反向进给同样保持一致。正是有了同步关系, 丝锥夹头就用普通的钻夹头或更简单的专用夹头就可以了, 而且刚性攻丝时, 只要刀具( 丝锥) 强度允许, 主轴的转速能提高很多,4 000r/min 的主轴速度已经不在话下。加工效率提高5 倍以上, 螺纹精度还得到保证, 目前已经成为加工中心不可缺少的一项主要功能。
2 刚性攻丝功能的实现
从电气控制的角度来看, 数控系统只要具有主轴角度位置控制和同步功能, 机床就能进行刚性攻丝, 当然还需在机床上加装反馈主轴角度的位置编码器。要正确地反映主轴的角度位置, 最好把编码器与主轴同轴联接, 如果限于机械结构必需通过传动链联接时, 要坚持1:1 的传动比, 若用皮带, 则非同步带不可。还有一种可能, 那就是机床主