【精品】附录10主轴刚性攻螺纹调试与位置精度补偿27.doc

数控机床调试与维修附录10：主轴/刚性攻螺纹调试与位置精度补偿实训项目4.4 目录相关知识与技能1主轴定向11使用外部接近开关（1转信号）111接近开关与主轴放大器间的连接112 相关参数设置113对应的pmc处理程序12 使用位置编码器时121 整体连接122相关参数123 pmc处理程序13 使用主轴电动机的内置传感器131 连接132 相关参数133 主轴和电动机间传动比不是1:1时134 pmc处理程序2主轴定位21 系统配置与连接22 相关参数设置23 pmc控制信号24 pmc处理程序3刚性攻螺纹调试31 系统配置311 使用编码器时312 使用s编码器时313 使用mzi、bzi或czi传感器时314 使用分离型mzi、bzi、czi传感器时315 使用外部一转信号时316 主轴电动机与主轴间有中间轴时32 刚性攻螺纹配置的主轴电动机和传感器321 电动机内置传感器322主轴传感器33 刚性攻螺纹相关控制信号34 刚性攻螺纹pmc控制程序35 与刚性攻螺纹相关的其他参数设置36 刚性攻螺纹的诊断号37 利用伺服优化软件调试刚性攻螺纹38 刚性攻螺纹报警信息思考题实训项目4.5 目录相关知识与技能1 数控机床位置精度标准与级别1.1 国家标准gb 10931891.2反向偏差/间隙2. 用百分表或千分表测量反向偏差2.1百分表或千分表结构2.2测量方法2.3具体操作2.4 反向偏差的补偿3. 螺距误差补偿3.1.1螺距误差补偿原理3.2.2 螺距误差补偿方法4. 用激光干涉仪补偿位置精度4.1 ml10激光干涉仪4.2 位置误差补偿操作4.3 激光干涉仪的其他功能5. qc10球杆仪5.1 qc10的组成及工作原理5.2主要功能5.3 qc10的操作思考题实训项目4.4 主轴/刚性攻螺纹调试实训学时：4学时。实训目的：通过学习与训练，学生应掌握加工中心或具有固定循环尤其是刚性攻螺纹功能的机床主轴调试方法、过程。实训内容：（1）主轴配置与连接。（2）相关参数设置。（3）功能调试pmc编程。（4）功能验证与调整。实训设备：（1）配置fanuc 0ic/mate c数控系统的机床/调试台。（2）计算机。（3）fladder 编程软件。实训要点：（1）主轴定向、主轴定位、刚性攻螺纹的配置特点。（2）主轴定向功能的参数调整。（3）主轴定向功能调试pmc编程实现。（4）主轴定位与主轴定向的区别。（5）主轴定位参数调整与pmc编程调试。（6）刚性攻螺纹与主轴定向、主轴定位之间的关系。（7）刚性攻螺纹参数调整及功能调试pmc编程。实训具体要求： （1）规范实训，按操作规程操作机床。（2）机床工作时，严禁用手或导体触碰各通电电器，确保人身和设备安全。（3）调试过程中，未进行切削功能验证之前，主轴只装刀套（不装刀）。（4）熟练掌握主轴功能及其操作。（5）主轴操作与编程应用，尤其是固定循环或刚性攻螺纹。（6）掌握加工中心的基本操作。（7）掌握手动换刀与自动换刀操作。组织形式：教师：演示与指导，组织学生训练、演示、讨论与评估。学生：根据设备数量，可在课内分组定时训练，也可预约训练，采取组长负责制，负责指导、提问与考核各组员。相关知识与技能：该项目包括主轴定向和主轴定位、刚性攻螺纹三部分内容，其他调试内容参见“实训项目4.2”中有关内容。由于xk400型铣床配置的是模拟主轴，无此功能，下面以fanuc 0i系统尤其是0ic/0i mate c为例进行介绍与训练。主轴定向、主轴定位、刚性攻螺纹三者对主轴的要求既有联系，又有不同的要求和特点。其中主轴定向要求较低，相当于一点定位，可由pmc实现功能；主轴定位主要应用于车床主轴定位/主轴分度，要求任意角度定位，且由nc实现功能，相当于c轴。刚性攻螺纹主要用于机床的固定循环加工中，其要求最高，必须使主轴旋转与进给轴的进给保持同步，既要实行速度控制，也要实行位置控制，最终目标是提高刚性攻螺纹的精度。1主轴定向主轴定向是主轴位置的简单控制，有以下三种位置控制信号。（1）外部接近开关和电动机速度传感器。（2）主轴位置编码器（编码器与主轴直连或1：1连接）。（3）电动机或内装主轴的内置传感器（mzi、bzi、czi），主轴和电动机间的传动比为1：1。1 1使用外部接近开关（1转信号）接近开关分为npn型和pnp型，与不同放大器的连接也不同。fanuc 0ic能用i/i/系列放大器，接近开关与不同放大器间的连接如图附10-1图附10-6所示。111接近开关与主轴放大器间的连接（1）与i/i系列放大器间的连接 1）pnp型接近开关的连接，如图附10-1所示。图附10-1 pnp型接近开关与i/i系列放大器间的连接 2）npn型接近开关的连接，如图附10-2所示。图附10-2 npn型接近开关与i/i系列放大器间的连接 3）npn双线型接近开关的连接，如图附10-3所示。图附10-3 npn双线型接近开关与i/i系列放大器间的连接（2）与系列放大器间的连接 1）pnp型接近开关的连接，如图附10-4所示。图附10-4 pnp型接近开关与系列放大器间的连接2）npn型接近开关的连接，如图附10-5所示。图附10-5 npn型接近开关与系列放大器间的连接3）npn双线型接近开关的连接，如图附10-6所示。图附10-6 npn双线型接近开关与系列放大器间的连接（3）整体连接关系图附10-7 接近开关与主轴间的整体连接112 相关参数设置（1）使用外部开关时的参数设置1）使用i/i系列放大器时参数prm#4004.3的设置表附10-1 使用i/i系列放大器时参数prm#4004.3的设置开关线检测方式开关类型sccom接法(#13)设置值双线24v(#11端子)0三线突起动合npn0v(#14端子)0pnp24v(#11端子)1动断npn0v(#14端子)1pnp24v(#11端子)0凹槽动合npn0v(#14端子)0pnp24v(#11端子)1动断npn0v(#14端子)1pnp24v(#11端子)0表中检测方式是指被检测的主轴对象形状及与接近开关的触点类型，如图附10-8所示。图附10-8接近开关检测点形状2）当主轴电动机与主轴不是直连或传动比不是1：1时，必须正确设定齿轮比（参数prm#40564059及prm#45004503的值）（2）使用i/i系列放大器时相关参数设置相关参数及其含义如表附10-2所示。表附10-2相关参数及含义参数号设定值含义prm#4000.00/1主轴和电动机的旋转方向相同/相反prm#4002.3、2、1、00、0、0、1使用电动机的传感器作位置反馈prm#4004.21使用外部一转信号prm#4004.3按表4-38设置外部开关信号类型prm#4010.2、1、00、0、1设定电动机传感器类型prm#4011.2、1、0初始化自动设定电动机传感器齿数prm#4015.01定向有效prm#40564059根据具体配置设定电动机和主轴的齿轮比prm#41714174按具体配置设置电动机和主轴的齿轮比113对应的pmc处理程序 当利用外部接近开关进行主轴定向时，必须用到定向指令信号（orcmag70.6）和主轴速度零信号（sstaf045.1，主轴停止检测，主轴速度小于参数prm#4024的设定值时为1），同时必须指定一条辅助功能指令m代码（一般用m19）。当处理m指令时，必须用到bcd码译码或二进制译码指令。fanuc 0ic用二进制译码指令进行m指令的译码，相应的梯形图处理程序如图附10-9所示。图附10-9利用外部接近开关进行主轴定向的pmc处理程序图中二进制译码指令中的“0001”项为“格式指定”项，指定代码数据的大小，可指定为“0001（1字节二进制数）”、“0002（2字节二进制数）”、“0004（4字节二进制数）”；“f0010”为代码数据地址（即被译码数据的存储地址）；“0019”项为译码指定数，指定要译码的8个连续数字的第1位；“r0011”项为译码结果地址，指定一个输出译码结果的地址（1个字节空间），故m19的输出为r0011.0。12使用位置编码器时121整体连接图附10-10 使用位置编码器时的主轴定向连接122相关参数表附10-3 使用位置编码器进行主轴定向时的相关参数参数号设定值含义prm#4000.00/1主轴和电动机的旋转方向相同/相反prm#4001.40/1主轴和编码器的旋转方相同/相反prm#4002.3、2、1、00、0、1、0使用主轴位置编码器作位置反馈prm#4003.7、6、5、40、0、0、0主轴的齿数prm#4010.2、1、0取决于电动机设定电动机传感器类型prm#4011.2、1、0初始化自动设置电动机传感器齿数prm#4015.01定向有效prm#40564059按具体配置电动机和主轴的齿轮比123 pmc处理程序这部分的pmc处理程序参照图附10-9。13 使用主轴电动机的内置传感器131 连接图附10-11 使用主轴电动机内置传感器进行主轴定向的连接132相关参数表附10-4 使用主轴电动机内置传感器进行主轴定向的相关参数参数号设定值含义prm#4000.00主轴和电动机的旋转方向相同prm#4002.3、2、1、00、0、0、1使用主轴位置编码器作位置反馈prm#4003.7、6、5、40、0、0、0主轴的齿数prm#4010.2、1、00、0、1设定电动机传感器类型prm#4011.2、1、0初始化自动设置电动机传感器齿数prm#4015.01定向有效prm#40564059100或1000电动机和主轴的齿轮比133 主轴和电动机间传动比不是1：1时（1）参数prm#41714174的设定当主轴和电动机不是直连或传动比不是1：1时，存在高低挡位，若采用外部一转信号进行定向，必须正确设置参数prm#41714174。该参数分为两挡，由离合器/齿轮信号（串行主轴cth1ag70.3）选择，如表附10-5所示。除设定这些参数外，还必须设定检测倍乘比（dmr）功能，以便进行换算。表附10-5 主轴与电动机间非1：1传动时参数设置参数含义cth1aprm#4171任意齿轮比时的主轴侧齿数分母(高挡)0prm#4172任意齿轮比时的位置检测器侧齿数分子(高挡)0prm#4173任意齿轮比时的主轴侧齿数分母(低挡)1prm#4174任意齿轮比时的位置检测器侧齿数分子(低挡)1数据范围：032 767。标准设定：0。当电动机转动p次时，主轴相应转动q次（p、q为无公约数的最小整数），此时，设定如下。cth1a=0时，prm#4171=p；prm#4172=q。cth1a=1时，prm#4173=p；prm#4174=q。若这些参数设为0时，被当作分别设为1处理。电动机传感器（mi或mzi）的反馈信号乘以齿轮比作为主轴位置反馈信号，并进行dmr换算才符合实际的1转信号要求。 （2）参数prm#40564059的设定表附10-6 主轴与电动机间非1：1时的参数prm#40564059参数含义cth1a、cth2a（g70.2）prm#4056齿轮比(高挡)0、0prm#4057齿轮比(中高挡)0、1prm#4058齿轮比(中低挡)1、0prm#4059齿轮比(低挡)1、1数据单位：（相对于主轴一次旋转的电动机转速）100，若参数prm#4006.1（grunit）=1时，为（电动机转速）1000。数据范围：032767。标准设定：100。例：若主轴旋转1转，而电动机相应旋转2.5转时，参数设为“250”，具体是哪个参数由cth1a和cth2a的状态（对应齿轮的挡位状态）决定。 若此参数设置不正确，定向时可能出现不停止的现象。134 pmc处理程序 参见图附10-9所示程序。2主轴定位主轴定位由nc实现，主要应用于车床或主轴分度。主要通过主轴电动机的mzi传感器或与主轴连接的位置编码器实现，模拟主轴必须配置外部位置编码器才能实现此功能。主轴定位与cs轮廓控制功能相比，其定位分辨率低，只有0.088，且不能与其他轴同时进行插补。检测器为电动机内置增量式编码器或外部位置编码器，安装简单。使用时，一般先定位，然后再由机械夹紧。21系统配置与连接系统配置分为串行/伺服主轴和模拟主轴两种情况。当使用串行主轴时，可选择电动机内置mzi传感器或外置位置编码器；模拟主轴只能使用外置编码器。对于fanuc 0ic系统，串行主轴目前一般选用i/i系列放大器及配套电动机。具体连接如图附10-12图附10-14所示。（1）串行主轴1）串行主轴选用电动机内置mzi传感器图附10-12 内置mzi传感器的主轴电动机连接 2）串行主轴选用外置传感器（1024脉冲）图附10-13 选用外置编码器的主轴电动机连接 （2）模拟主轴图附10-14 模拟主轴的连接22 相关参数设置主轴定位的相关参数分为功能参数类、轴名称及显示类、速度及加/减速时间类、位置检测器类、定位相关参数等5类，如下所述。（1）功能参数表附10-7 主轴定位的功能参数参数号含义设定值说明prm#8133.1主轴定位功能有效1prm#8130系统控制轴数3x，z，c（2）轴名称及显示参数表附10-8 主轴定位的轴名称及显示参数 参数号含义设定值说明prm#1005.0开机后没有返回参考点不报警1c轴设定prm#1006.0c轴为旋转轴1c轴设定prm#1010nc轴数3c轴为nc轴prm#1020轴名称67c轴设定prm#1022轴属性0c轴设定prm#1023伺服轴轴号-1c轴设定prm#1260旋转轴一转移动量360000c轴设定（3）速度及加/减速时间参数表附10-9 主轴定位的速度及加/减速时间参数参数号含义设定值说明prm#1420快速移动速度2000c轴设定prm#1421f0速度600c轴设定prm#1425参考点返回低速600c轴为nc轴prm#1620快速移动时间常数50200c轴设定prm#1621快速移动时间常数t250100c轴设定prm#1816检测倍乘比(4倍)01110000c轴设定prm#1820指令倍乘比(1)2c轴设定prm#1821参考计数器容量10000c轴设定prm#1826到位宽度20100c轴设定prm#1828运动时的允许位置误差10000c轴设定prm#1829停止时的允许位置误差200500c轴设定prm#1850栅格偏移量200500c轴设定prm#3405.4倒角编程不使用c0（4）位置检测器相关参数（模拟主轴不需设置）表附10-10 串行主轴定位时的位置检测器相关参数参数号含义设定值说明prm#4002.1外置编码器1当使用编码器定位时prm#4002.0使用电动机内置编码器1使用电动机mzi内置传感器prm#4010.0使用电动机内置编码器1使用电动机mzi内置传感器prm#4015定向有效1使用电动机mzi内置传感器（5）定位相关参数表附10-11 主轴定位的相关参数参数号含义设定值说明prm#4960指定主轴定向的m代码80可按实际修改prm#4961取消主轴定位方式的m代码81可按实际修改prm#4962指定主轴定位角度m代码90可按实际修改prm#4963主轴定位基本角度45可按实际修改prm#4964主轴定位m代码数量8可按实际修改当使用c或h地址指定任意角度定位时，不需设置以上参数。其他参数的设置参照fanuc 0ic连接说明书（功能）手册的主轴定位部分内容。23 pmc控制信号表附10-12 与主轴定位相关的控制信号地址信号名意义说明g28.6spstp主轴定位信号f38.1suclp主轴松开该信号输出时，松开主轴机械抱闸g28.4*sucpf主轴松开结束确认主轴松开f38.0sclp主轴夹紧该信号输出时，机械上夹紧主轴，抱闸起作用g28.5*scpf主轴夹紧结束主轴夹紧确认f94.3zp3主轴定向结束假定c轴为第三轴x1.0suclp_x松开到位检测外部确认开关x1.1suclp_x夹紧到位检测外部确认开关y1.0sclp_y主轴松开夹紧输出（0：松开；1：夹紧）外部动作24 pmc处理程序 pmc处理程序如图附10-15、图附10-16所示。图附10-15 主轴定位pmc程序-1图附10-16 主轴定位pmc程序-2程序说明及动作过程：程序中的m代码说明。m80主轴定位指令。m81主轴定位取消指令。m90m97每分别执行一次，主轴在当前位置对应走45（m90）、90（m91）、135（m92）、180（m93）、225（m94）、270（m95）、315（m96）、360（m97）。动作过程。当执行m80时，主轴进入位置控制方式（spindle position control，可通过主轴监视画面显示），输出机械松开信号，当松开到位信号为“1”时，主轴旋转以等待一转信号，当nc找到一转信号时，主轴停止，定位完成。当执行m81指令时，定位方式取消，主轴变为普通的速度控制方式。设参数prm#4950.0（ior）为1，复位时，取消主轴定位方式，所以在pmc程序中串入了f0001.1复位信号。执行c或h指令时，由于分辨率不高（360/4096=0.088），若执行c0.001指令，虽然会执行，但实际上电动机不会转动，因为其定位精度只能到0.1左右。3刚性攻螺纹调试刚性攻螺纹时，主轴旋转一转所对应的钻孔轴进给量等于一个螺距。 （附10-1）式中：p为螺距，mm；f为攻螺纹轴进给速度，mm/min；s为主轴速度，r/min。普通的攻螺纹循环g74/g84（铣床）、g84/g88（车床），其主轴旋转和z轴进给是分别控制的，主轴和进给轴的加/减速控制也是独立处理的，所以其不能严格地满足以上要求。尤其是攻螺纹到孔底时，主轴和进给轴会减速停止，之后又加速反向旋转，更难满足以上条件。一般情况下，攻螺纹通过刀套内的柔性弹簧补偿进给轴的进给，改善攻螺纹精度。刚性攻螺纹循环时，主轴和攻螺纹进给轴的运动总保持同步，实现直线插补，在孔底加工时的加/减速仍按式（附10-1）条件，提高攻螺纹精度。可指定m指令执行刚性攻螺纹，也可通过参数指定由g74/g84（铣床）或g84/g88（车床）指令执行。当用m指令指定时，一般指定为“m29 s”格式，可在g74/g84或g84/g88之前指定，也可在同一程序段中指定。g84x_y_z_r_p_f_k_标准攻螺纹循环指令。g74x_y_z_r_p_f_k_反螺纹攻螺纹循环指令。31 系统配置刚性攻螺纹建立在串行/伺服主轴配置的基础上，因为检测精度不同，所选用的检测传感器亦不相同，可以有以下几种配置实现刚性攻螺纹。1）使用编码器。2）使用s编码器。3）使用主轴电动机内置传感器mzi、bzi、czi。4）使用分离型mzi、bzi或czi传感器。5）使用外部一转信号。6）主轴配置有中间传动轴时，使用编码器。311使用编码器时其配置及连接如图附10-10所示。与此配置相关的设定参数如表附10-13所示。表附10-13 使用编码器时的刚性攻螺纹相关参数参数设定值内容prm#4000.0按配置定主轴与电动机的旋转方向prm#4001.4按配置定主轴传感器的安装方向prm#4002.3、2、1、00、0、1、0在主轴传感器上使用位置编码器prm#4003.7、6、5、40、0、0、0主轴传感器的轮齿设定prm#4010.2、1、0由检测器定电动机传感器种类设定prm#4011.2、1、0由检测器定电动机传感器轮齿设定prm#40564059按配置定主轴与电动机间齿轮比312 使用s编码器时（1）配置与连接其配置及连接如图附10-17所示。图附10-17 使用s编码器时的刚性攻螺纹配置与连接（2）相关参数设置表附10-14 使用s编码器时的相关参数设置参数设定值内容prm#4000.0按配置定主轴与电动机的旋转方向prm#4001.4按配置定主轴传感器的安装方向prm#4002.3,2,1,00,1,0,0在主轴传感器上使用s位置编码器prm#4003.7,6,5,40,0,0,0主轴传感器的轮齿设定prm#4010.2,1,0由检测器定电动机传感器种类设定prm#4011.2,1,0由检测器定电动机传感器轮齿设定prm#40564059按配置定主轴与电动机间齿轮比313 使用mzi、bzi或czi传感器时 其连接与配置如图附10-18所示。图附10-18 使用mzi、bzi或czi传感器时的配置与连接与此配置相关的参数设置如表附10-15所示。表附10-15 使用mzi、bzi或czi传感器时的参数设置参数设定值内容prm#4000.00主轴与电动机的旋转方向prm#4002.3,2,1,00,0,0,1位置反馈用电动机传感器prm#4010.2,1,00,0,1使用mzi、bzi、czi传感器prm#4011.2,1,0由检测器定电动机传感器轮齿设定prm#40564059100或1000主轴与电动机间齿轮比为1：1314使用分离型mzi、bzi、czi传感器时图附10-19 使用分离型mzi、bzi、czi传感器时的刚性攻螺纹配置与连接相关参数设置如表附10-16所示。表附10-16 使用分离型mzi、bzi、czi传感器时的相关参数设置参数设定值内容prm#4000.0按配置定主轴与电动机的旋转方向prm#4001.4按配置定主轴传感器的安装方向prm#4002.3、2、1、00、0、1、1使用bzi、czi传感器prm#4003.7、6、5、4由检测器定主轴传感器的轮齿设定prm#4010.2、1、0由检测器定电动机传感器种类设定prm#4011.2、1、0由检测器定电动机传感器轮齿设定prm#40564059按配置定主轴与电动机间齿轮比315 使用外部一转信号时图附10-20 使用外部一转信号进行刚性攻螺纹的配置与连接从图附10-20与图附10-7比较可知，两者一样，故这种配置既可用于主轴定向，亦可用于刚性攻螺纹。相关参数的设置如表附10-17所示。表附10-17 使用外部一转信号进行刚性攻螺纹的相关参数设置参数设定值内容prm#4000.0按配置定主轴与电动机的旋转方向prm#4002.3、2、1、00、0、0、1位置反馈用电动机传感器prm#4004.21外部一转信号prm#4004.3由检测器定外部一转信号类型设定prm#4010.2、1、0由检测器定电动机传感器种类设定prm#4011.2、1、0由检测器定电动机传感器轮齿设定prm#40564059按配置定主轴与电动机间齿轮比prm#41714174按配置定电动机传感器与主轴间任意齿轮比316主轴电动机与主轴间有中间轴时图附10-21 主轴与主轴电动机及编码器间有中间轴时的连接相关参数设置表附10-18所示。表附10-18 有中间轴连接时的刚性攻螺纹参数设置参数设定值内容prm#4000.0按配置定主轴与电动机的旋转方向prm#4001.4按配置定主轴传感器的安装方向prm#4002.3、2、1、0按配置定主轴传感器种类prm#4003.7、6、5、4由检测器定主轴传感器的轮齿设定prm#4010.2、1、00、0、0电动机传感器miprm#4011.2、1、0由检测器定电动机传感器轮齿设定prm#4007.61非cs轮廓控制时，不检测与位置反馈信号相关的报警prm#4016.50cs轮廓控制时不检测与位置反馈相关的报警prm#40564059按配置定主轴与电动机间齿轮比prm#45004503按配置定主轴传感器与主轴间的任意齿轮比32刚性攻螺纹配置的主轴电动机和传感器321 电动机内置传感器与放大器jya2连接器相连接，主要有mi、mzi、bzi、内装电动机czi等传感器可供选用。i、i系列电动机内置传感器分为mi和mzi两种。标牌为“a06b-xxxx-b100”的电动机内置传感器为mi；标牌为“a06b-xxxx-b103”的电动机内置传感器为mzi。内装主轴电动机有bzi和czi两种。相关参数设置如下。参数#7#6#5#4#3#2#1#0prm#4010mstyp2mstyp1mstyp0设置电动机内置传感器类型（连接到放大器的jya2连接器上）mstyp2mstyp1mstyp0电动机内置传感器类型000mi传感器001mzi、bzi、czi传感器322主轴传感器与放大器的jya3或jya4连接器连接，主要有位置编码器、s位置编码器、分离式bzi传感器、分离式czi传感器等。其设置参数如下。参数#7#6#5#4#3#2#1#0prm#4002sstyp3sstyp2sstyp1sstyp0安装在主轴上的分离式传感器类型设置（与放大器jya3或jya4连接器连接）sstyp3sstyp2sstyp1sstyp0主轴传感器类型0000无(无位置控制)0001位置反馈用电动机传感器0010位置编码器0011分离式bzi、czi传感器0100s位置编码器当使用a、b相1024脉冲/转位置编码器时，按位置编码器的相同设置（0、0、1、0）。当主轴和电动机、主轴和编码器间有传动比时，必须正确设置参数prm#40564059、prm#41714174，若设置不对，则会出现定向不准确、攻螺纹误差大等现象。33刚性攻螺纹相关控制信号表附10-19 与刚性攻螺纹相关的pmc信号信号地址意义rgtapg61.0刚性攻螺纹信号rgspm、rgsppf65.0、f65.1主轴旋转方向(一般不处理)rtapf76.3刚性攻螺纹处理中gr3o、gr2o、gr1of34.0、1、2齿轮选择信号gr2、gr1g28.0、1齿轮选择信号gr21g29.0(车床)齿轮选择信号rgtsp2、rtgsp1g61.4、5刚性攻螺纹主轴选择信号sfrag70.5刚性攻螺纹主轴使能rgtsp1、rgtsp2g61.4、5刚性攻螺纹主轴选择信号（车床用）34 刚性攻螺纹pmc控制程序 刚性攻螺纹pmc控制程序如图附10-22、图附10-23所示。图附10-22 刚性攻螺纹pmc处理程序-1图附10-23 刚性攻螺纹pmc处理程序-235 与刚性攻螺纹相关的其他参数设置 表附10-20 刚性攻螺纹相关参数设置表参数号符号说明必设参考备注#5200.0g84指定刚性攻螺纹的方法0#5200.1vgr刚性攻螺纹时,是否使用主轴和位置编码器间的任意齿轮比0主轴与位置编码器间有特殊变比时#5200.2crg刚性攻螺纹、刚性攻螺纹取消指令方式0#5200.3sig刚性攻螺纹时是否使用齿轮切换功能sind（g032g033）0#5200.4dov刚性攻螺纹回退时，倍率是否有效0#5200.5（铣）pcp刚性攻螺纹时，是否使用高速排屑攻螺纹循环0#5200.6fhd刚性攻螺纹时，进给保持和单程序段信号是否有效0#5200.7（车）srs多主轴控制时，用于选择刚性攻螺纹的主轴选择信号0#5201.0（铣）niz刚性攻螺纹时，是否使用平滑控制0#5201.2（车）tdr刚性攻螺纹时，切削时间常数的选择0#5202.0（铣）ori启动攻螺纹循环时，是否执行主轴准停0#5204.0dgn在诊断显示中，攻螺纹同步误差（最小单位）/主轴与攻螺纹轴的误差值（%）1dgn452453#5210攻螺纹方式的m代码（255以下时）0一般用m29#5211在刚性攻螺纹返回时的倍率值0一般100#5212攻螺纹方式的m代码（255以上时）0#5213（铣）在高速排屑攻螺纹时的回退值0#5214刚性攻螺纹同步误差范围设定0#52215224刚性攻螺纹主轴侧的齿数（1挡4挡）0#52315234刚性攻螺纹位置编码器的齿数（1挡4挡）0#52415244刚性攻螺纹主轴的最高转速（1挡4挡）一般1000通过观察加/减速仔细调试#52615264刚性攻螺纹加/减速时间常数（1挡4挡）503500参考值3000#52715274刚性攻螺纹回退加/减速时间常数（1挡4挡）参考值3000#5280刚性攻螺纹时，主轴和攻螺纹轴的位置环增益（公共参数）与#40654068值一致#52815284刚性攻螺纹时，主轴和攻螺纹轴的位置环增益（1挡4挡）参考值3000#52915294刚性攻螺纹时，主轴环增益倍乘比（1挡4挡）0#5300刚性攻螺纹时，攻螺纹轴的到位宽度20影响精度#5301刚性攻螺纹时，主轴的到位宽度20影响精度#5310刚性攻螺纹时，攻螺纹轴移动中的允许位置偏差参考值16000调整时，先设定为最大值，最后再修改#5311刚性攻螺纹时，主轴移动中的允许位置偏差同上同上#5312刚性攻螺纹时，攻螺纹轴在停止时的允许位置偏差同上#5313刚性攻螺纹时，主轴停止时的允许位置偏差同上#5314刚性攻螺纹时，攻螺纹轴运动时的允许位置偏差同上#53215324刚性攻螺纹时，主轴的反向间隙（1挡4挡）刚性攻螺纹时，主轴的反向间隙（车床系统只有prm#5321）#3707.0#3707.1p21p22主轴和编码器间的齿轮比依机床定#4000.0rota1主轴和主轴电动机间的安装方向依机床定#4000.2posc1主轴和位置编码器间的方向依机床定#4002.1posc2位置编码器是否使用1#4003.7#4003.6#4003.5#4003.4pcpl2pcpl1pcpl0pctype编码器类型依电动机和反馈元件定#4006.7bltrgd使用内装传感器（mz sensor）进行刚性攻螺纹时，使用任意齿轮比依电动机和反馈元件定#4056主轴和电动机间的齿轮比（高）cth1a=0，cth2a=0依机床定#4057主轴和电动机间的齿轮比（中高）cth1a=0，cth2a=1依机床定#4058主轴和电动机间的齿轮比（中低）cth1a=1，cth2a=0依机床定#4059主轴和电动机间的齿轮比（低）cth1a=1，cth2a=1依机床定#4044伺服控制/同步控制时速度环比例增益（高挡）cth1a=0#4045伺服控制/同步控制时速度环比例增益（低挡）cth1a=1#4052伺服控制/同步控制时速度环积分增益（高挡）cth1a=0#4053伺服控制/同步控制时速度环积分增益（低挡）cth1a=1#4085伺服控制/同步控制时电动机电压的设定#4137伺服控制/同步控制时电动机电压的设定（低速）#4099刚性攻螺纹时，电动机励磁稳定的延迟时间0#40654068刚性攻螺纹时，主轴的环路增益（各档）与#5280值一致注：表中符号“”为必须设定；“”为自动设定；“”为自动设定；“”为按不同条件设定。36 刚性攻螺纹的诊断号当参数prm#5204.0设为“1”时，可显示下列诊断信息。dng#452：主轴和攻螺纹轴（z）的瞬时误差（%）。dng#453：最大值（保存至下一个循环）。当参数prm#5204.0设为“0”时,可观察下列诊断:dng#450：主轴和攻螺纹轴（z）的瞬时误差（检测单位）。调试时，先空走程序（空运行），观察以上诊断内容。若dng#452在运行过程中数值不为“0”，可能是增益设置不相同（主轴和攻螺纹轴prm#52805284，prm#40654068），检查并修改其设定值；若dng#452在加/减速时比较大，可能是时间常数（prm#52615264）设置不合适，增大或减小其设定值。调试结束后，必须使dng#453的值接近“1”，或使dng#450的值小于“200”。37利用伺服优化软件调试刚性攻螺纹fanuc公司的“servo guide”软件带有刚性攻螺纹测试程序，利用伺服软件测定z轴同步误差和主轴启动速度的变化，可以更准确分析和检验刚性攻螺纹过程中同步误差的变化。伺服调整软件的测试操作如下。（1）将参数prm#3700.5设为“1”，输出z轴同步误差。（2）准备测试程序，程序创建和传送步骤如下。1）在程序画面中设定条件创建程序，“程序模式”项选“刚性攻螺纹”，其他加工条件一般选用默认值。2）用鼠标单击画面上“适用”按钮决定程序。3）在“程序号”栏中输入程序号（选用“servo guide”软件生成的程序，若需修改程序或添加代码，可直接在“文本编辑框”中编辑程序文本）。4）单击发送子程序、发送主程序按钮。（3）打开图形窗口，同时按下键盘上的“ctrl”和“t”按键，选择“xtyt”方式，再按键盘“f9”键，显示图形通道设定画面，并完成图形通道设置。（4）按选项，再单击采样按钮，启动生成的程序，得出软件测定的波形。由测定波形可更准确地分析刚性攻螺纹过程的同步误差，通过伺服调整软件仔细调整加/减速时间常数、增益等相关参数，确认最合理的值，相应参数的修改直接在伺服软件上操作，包括对应齿轮挡位的最大主轴速度、加/减速时间常数、主轴齿轮数、位置编码器齿数等。38刚性攻螺纹报警信息表附10-21 刚性攻螺纹报警信息表报警号显示内容说明200非法s代码指令刚性攻螺纹时，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prm#52415242设定，发生报警时检查该参数的设定值(prm#5200.0g84设定不当)201无进给速度程序中未指定fxxxx值202位置lsi溢出主轴分配的值太大203程序未指定刚性攻螺纹方式m29或sxxxx的指令格式错误204非法轴指令m29或sxxxx间指定了轴移动205刚性攻螺纹方式di信号关闭m29指定后，刚性攻螺纹信号(g61.0)不是“1”。检查梯形图是否正确。使用多主轴控制时，注意轴选信号sw2是否断开206不能改变坐标平面指定了切换坐标平面命令207攻螺纹的数据不匹配攻螺纹距离太长或太短410伺服报警：n轴超差n轴（攻螺纹轴14）停止时的误差超过设定值（prm#5312）411伺服报警：n轴超差n轴（攻螺纹轴14）运动时的误差超过设定值（prm#5313或#5314）413伺服报警：n轴lsi溢出n轴（攻螺纹轴14）的误差计数器值超过，修改位置环参数740刚性攻螺纹报警：超差主轴移动时位置误差超出设定值（prm#5310运动/prm#5312停止）741刚性攻螺纹报警：超差主轴移动时误差超过设定值或同步误差超过设定值（prm#5214）742刚性攻螺纹报警：lsi溢出攻螺纹时主轴侧lsi（集成电路）溢出实训总结： 参照附表1格式要求编制实训总结报告。思考题：（1）具有刚性攻螺纹功能的机床是否一定具有主轴定位功能和定向功能？如果需要具有刚性攻螺纹功能的机床具有主轴定位和定向功能，是否需要更改硬件配置？若不需要更改硬件，应做哪些工作？（2）主轴定向、主轴定位、刚性攻螺纹对机床主轴的硬件配置各有何特点？哪几种配置可同时实现三种功能？（3）若某型机床的主轴硬件配置可同时实现主轴定向、主轴定位、刚性攻螺纹功能，在参数设置上应如何配置？（4）若某型机床具有可同时实现主轴定向、主轴定位、刚性攻螺纹的硬件配置，pmc处理程序应如何设计或综合图4-30、图4-36、图4-37、图4-43、图4-44所示程序？（5）主轴定向、主轴定位、刚性攻螺纹相关参数的设置各自有何特点？（6）刚性攻螺纹调试时主要应注意哪些项目的调整？如何优化与测试？实训项目4.5 位置精度补偿实训学时：4学时实训目的：通过学习与训练，掌握数控机床位置精度的测量与补偿方法、过程实训内容：（1）数控机床位置精度测量。（2）测量仪器/设备操作使用。（3）反向间隙补偿。（4）丝杠螺距误差补偿。实训设备：（1）配置fanuc数控系统的数控机床。（2）计算机。（3）百分表/千分表。（4）激光干涉仪及配套软件。（5）球杆仪及其配套软件。实训要点：（1）位置精度标准及级别。（2）精度检测方法与操作、过程。（3）百分表/千分表的使用及反向间隙补偿。（4）激光干涉仪工作原理、安装/操作。（5）螺距误差测量及补偿原理、操作。（6）螺距误差测量程序准备。（7）位置精度检验与提高。（8）机床性能评判。实训具体要求：（1）规范实训，按操作规程操作机床。（2）机床工作时，严禁用手或导体触碰各通电电器，确保人身和设备安全。（3）在安装及校准激光束时，严禁激光束直射或反射到眼睛，以免激光致盲。（4）熟悉数控机床的基本操作。（5）能编制数控加工程序（6）掌握激光准直操作（7）掌握手动及自动位置精度补偿操作组织形式：教师：演示与指导，组织学生训练、演示、讨论与评估。学生：根据设备数量，可在课内分组定时训练，也可预约训练，采取组长负责制，负责指导、提问与考核各组员。相关知识与技能：1 数控机床位置精度标准与级别数控机床精度及其等级的检验标准因机床型式不同而有特定规范，既有国家标准，又有相应的行业规范，如gb/t 146601993数控坐标镗床 精度、gb/t 20957.12007精密加工中心检验条件 第一部分：卧式和带附加值轴头机床几何精度检验（水平z轴）、gb/t20957.2200