机床大讲堂第67讲——基于FANUC系统的数控铣床增加第四轴的方法



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导读　　介绍了基于FANUC系统的三轴数控铣床增加第四轴的方法、重点介绍了参数设置和PMC梯图设计。

　　一般情况下数控铣床或加工中心有X、Y、Z三个基本轴，其余旋转、进给轴为第四轴，后者可以实现刀库定位，回转工作台、分度头的旋转定位，更高级的系统还可以与基本轴进行插补运算，实现四轴、五轴联动。一般多面体加工，如涡轮式空压机壳体的四面孔、槽的加工可以由第四轴分度头功能来完成，一次装夹就可以完成多道工序，其加工精度、效率得以显著的提高，许多加工中心，在购买时由于当时加工产品要求不高，三轴可以完成加工任务，为了降低生产成本，机床购进时没有安装旋转工作台(第4轴）。随着企业的发展，加工产品不断更新，对机床要求越来越高，三轴加工不再能达到新的加工要求，选用具有四轴（或以上）联动功能的高档CNC系统，虽然其控制功能强大，但价格昂贵。有一种性能可靠、成本投入更加优

的改装方案，即给机床增加第4轴功能，成了许多企业日益紧迫的任务。本文详细介绍了FANUC 0i mate—MD 系统经济型数控铣床增加第4轴（旋转轴）的全过程。

1系统检查

　　在做设备改造之前，首先要确认系统有无开通四轴功能，若无，则按下述方法开通：

　　(1)把FANUC提供的CNCOPSET.TXT放入CF卡根目录下;

　　(2)设置参数20=4 PWE=1，把参数、PMC参数、程序、宏程序、宏变量等全部分步备份;

　　(3)EDIT方式或急停状态下，按SYSTEM→参数→操作→读取→执行。“执行”闪烁，几秒后完成，显示“SV5136 FSSB放大器数量不足”及“SR5527选项设定正常结束”和“PW0000”报警，提示重启系统。

　　(4)重启后恢复相关参数、程序等完成功能追加操作(注：由于轴名称和控制轴数量未定义，此时还不能显示)。

　　其次确认X、Y、Z三轴的伺服放大器系列及型号，第4轴伺服放大器必须也选择同一系列如β系列。

2列材料清单

　　根据旋转工作台和机床配置，伺服电动机选择FANUC β81is 3000RPM，使用相对式编码器;伺服放大器选择FANUC Bi SV20 A06B-6130-H002;锁紧电磁阀选择SMC VZ3140-3G(AC 110 V)，压力开关选择SMC IS1000-01-111 001;接近开关选择Barufu BES-516-325(DC 24 V)。

　　另外还要配置数据光

纤1根、伺服电动机动力线1根、伺服电动机编码器线1根、刹车电阻组件1套、中间继电器OMRON MY2J(DC 24V)1套。

3安装接线

　　伺服电路接线：如图1所示。SVPM11是X、Y、Z、主轴伺服放大器，SVPM12是第4轴伺服放大器。

4参数设定

　　(1)启动第四轴功能：按表1设置参数，设定完成后，重新启动系统。

　　(2)设定第四轴参数：按表2设置第四轴参数。

　　注：①未注明参数与其他轴伺服参数相同

　　②将初始化设定位00000010设为00000000，进行第四轴伺服参数初始化操作。如图2所示。

　　(3)FSSB自动设定：

　　①设定参数1920#0=0(FSSB设定方式：0，自动;1，天博2023天津数控机床暨金属切削展览会8月22日开展手动)

　　参数1920#1=0(FSSB自动设定：0，没完成;1，完成)

　　②按键SYSTEM系统FSSBAMP，

　　(根据参数1023设定)设定：如图3所示(AXIS：A4;X1;Y2;Z3)，按操作设定(保存);如图4所示，按同样的方法完成FSSB(轴)设定。设定完成后重新启动。

5设计第4轴PMC

　　打开梯形图编辑功能，按键SYSTEM+PMCLAD+编辑，并修改A0.6信息为“Z、ANO ZERO”。

　　(1)四轴回零报警功能，如图5所示，有阴影部分为修改部分。图中F120.3为第四轴回零已完成信号。若未回零，则A0.6接通，则在显示屏上显示：“Z、ANO ZERO”。A、Z轴回零结束，常闭触点F120.2、F120.3断开，报警消除。

　　(2)四轴手动(JOG)功能，如图

6所示，有阴影部分为修改部分。X7.6、X10.0分别为第四轴正、负方向选择信号，当G100.3=1时，重庆220V小型电动天博剪板机2X1300 3X1300第四轴向正方向运动，当G102.3=1时，第四轴向负方向运动。

　　(3)四轴手轮功能

　　如图7所示，有阴影部分为修改部分。图中X06、X1.2、X1.5、X2.1分别为X、Y、Z及第四轴手轮选通信号。当G18#0、#1、#2符合表3所示条件，并且满足其他手轮设定条件时，相应轴可以手轮动作。

　　按照以上步骤设定完成后，并完成相应的第四轴控制信号连接，数控机床第四轴即可以正常工作。

作者：吴军等

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