数控机床主轴定位的新方法

次主轴 电 动机 定 位 完 成 ，系 统 就 发 出该 信 号 。但 是
位置 之间相 差 １０ 。控 Fra bibliotek 系 统 本 身不 能 判 断 到 底 定 ８。
位 在 哪 个 位 置 ，那 么 现 在 的 问 题 不 是 系 统 不 能 定 位 ，
Ｘ４ ２ ６不是 主轴 实际定 位完 成信 号 。程 序 巾第 ２ ２ ４～ ７
Ｍ１ ｌ。
（ ）可 靠 性 高 接 近 开 关 只有 一 个 输 入 信 号 ， ３ 而编码 器有 多 个信 号 ，要 制作 专 用 电缆 。特 别是 编
码 器还容 易受 到外 部 信 号 （ 变频 器 ，焊接 电源 ） 的
干 扰。 （ ） 适 应 范 围 有 限 这 种 方 法 只 适 应 减 速 比 为 ４ 整 数 ，而 且 对 主 轴 的 要 求 只 限 于 定 位 的 场 合 。 而 对
１位 ，有 了 基 准 ，则 可 以 通 过 控 制 系 统 的 多 点 分 度 定
成 信号 Ｍ２ ２ ８。
（ ）程 序 中第 ３ ３ ２ ０～ ３步 是将 定 位位 置判 断 信 号 传 至文件 寄存 器 Ｒ ２，Ｒ ２是 Ｐ Ｃ程序 与宏程 序的接 ７ ７ Ｌ
口 ，对 应 宏 程 序 中 ＃０ ２变 量 。 １３ （ ） 程序第 ３ ３ ６步 ：定 位 未 完 成 时 ，用 “ 位 未 定
（ ） 通 过 Ｐ Ｃ程 序 的 处 理 和 宏 程 序 处 理 来 解 决 ２ Ｌ
制 ：① 主轴与 主轴 电动 机 ｌ １连 接 ，可 以使 用 主 轴 ：
内置编码 器 （ 简称 Ｐ Ｇ） 直接 定 位 。② 当 主轴 与 主 Ｌ 轴 电动 机 不是 １ １连 接 时 ，不 能使 用 主 轴 内置 编 码 ： 器直 接 定 位 。 要 求 在 主 轴 上 安 装 一 编 码 器 （ 称 简
虽多花 几分钟时 间也是值 得 的。
在手动 模式 下 也必 须 具 备 主轴 定 位 功 能 ，这是
方 便操作者 调整 刀具 位 置 ，手动 主 轴定 位 的 Ｐ Ｃ程 Ｌ 序如罔 ２所 示。
５ ．预 期效 果分 析 以上措 施如 果 得 以 实现 ，我 厂 的 整体 设 计 及加
工 实 力 将 提 高 一 大 步 ，制 造 周 期 能 够 缩 短 ５～１ ０天 ，
通 过检 测其 定 位 位 置 ，改 变 后 续 加 工 程 序 的 流 程 ，
也 可 以满 足其加 工要 求 。
３ ．主 轴 定 位 的新 方 案
经过 与客 户沟通 ，决定 采用 以下方 案 ： （ ）在 主轴 上部 安 装 １个 检 测 开关 ，用该 检 测 １ 信号 来检 测主轴 定位 的实 际位置 。
位置定 位 ，但 必须 设 定 定 位数 据 ，定 位 数据 要 预 先
设 置 在 文 件 寄 存 器 Ｒ１９内。程 序 第 １ ４ ７步 就 是 向
Ｒ１９设 置 数 据 并 发 出 “ 度 定 位 指 令 驱 动 Ｙ １ ” ４ 分 ２） 。 ４
６ ．结 语 这种新 开发 的 主轴 定 位方 法 在 客 户机 床 上 使用 完全 满 足了客 户的要 求 。新 开 发 的主 轴 定位 方 法 具
但 是 客 户 的 机 械 设 计 和 制 造 已 经 完 成 ， 没 有 空
果定 位不 在 １ ，必 须再 进行 一次定 位 ，使其 到 达 ｌ 位
位 。对 于这 样 的 丁作 要 求 ，用 宏 程 序 进 行 处 理 比较 方便 为此编 制宏程 序 如下 ：
９０ １０；（ 宏程 序号 ） Ｎ１ Ｍ６；（ 出一 次 定 位 指 令 ） ０ 发
参 ～ 跏
磊 ７ ５
纪
完 成 信 号 Ｍ２ ２ 切 断 Ｙ Ｄ 自保 持 （ ２ ６主 轴 定 ８” ２６ ＹＤ 化接 口） 南 Ｍ ， ６发 ｆ “ 次 定 位 ” 指 令 功 能 结 束 。 “ 一
（ ）第 ０～６步与 自动模式相 同 。 １
（ ） 程 序 第 ９步 当 定 位 未 完 成 时 ， 用 定 位 未 完 ２ 成 信 号 Ｍ２ ２发 出 分 度 定 位 指 令 Ｍ ８ 。 ８ ２ ５ 分 度 定 位 指 令 可 以 使 主 轴 电 动 机 在 ３ ０ 内 任 意 ６。
步 是笔者 设计 的实 际定位 完成信 号 Ｍ ８ ２ ０和 定 位 未 完
而是转 化为 对 定 位 位 置 的判 断 ？如 果 系 统 内 部 不 能
判断 ，则可 以通 过外 部信 号进行检 测判 断 。 假 定加工要 求 的定 位 位 置 为 １位 ，如 果定 位 位 置不 在 ｌ位 ，而 是定位 在 ２位 ，由于 主轴 当前 位置 为
程 序第 ４ ２步就是 向 Ｒ１９设置数 据 。 ４
程 序第 ４ ５步发出 “ 度定 位指令 驱动 Ｙ Ｄ ” 分 ２ ４
注 意对 接 口 Ｙ Ｄ ２ ４的驱动要使用 脉 冲型 指令 ，这
于要求 刚性 攻 螺 纹 、车削 螺 纹 及 同步 运行 的场 合 是
不 适 用 的 。ＭＷ （ 收稿 日期 ：２ １０ １ ） ０ １５ ６
数控机床主轴定位的新 方法
武 汉 兴 东机 电设 备 工 程 公 司 （ ３ ０ ０） ４ ０７ 黄 风
位 功 能 重 新 进 行 一 次 定 位 ，使 其 定 位 在 １位 。 或 者
１ ．客 户 提 出的 特 殊 要 求 某 客户 的立式专 用铣 床配 用 三菱 Ｅ ０数控 系统 ， ６ 其 主轴驱 动器 型号 ：ＭＤ Ｓ—Ｂ—Ｓ Ｊ Ｐ ２—７ ５；主 轴 电动 机型号 ：ｓ —Ｐ Ｊ Ｆ一７ ５ ． ；主轴 与 主轴 电动 机 之 间通 过 同步齿轮 带连接 ，减速 比 ２ １ ： ，要求 主轴能够 定位 。 三菱 数控 系 统 （ ６ 对 于 主 轴 定 位有 如 下 限 Ｅ ０）
间安 装 同期 编码 器 ，而 该 机 床 又必 须 实 现 主 轴定 位
功能 ，用 以完 成精 密 镗 孔 后 的 退 刀 动作 。针 对 客 户
的特殊 要求 ，能否 在 不 使 用 同 期 编 码 器 的 条 件 下 ， 实现 主轴定位 呢 ？ ２ ．对 主轴 定 位 的简 要 分 析
７ ０ ６ ２１ Ｉ
参蔼 ｒ…
二次 定位 的问题 。
４ ．自动及 手 动模 式 下 的 程序 处 理
在 自动 加工 模 式 下 ，用 Ｍ１ ９发 出定 位 指 令 ，如
Ｅ Ｃ 用 以检测 主 轴 的 实 际 位 置 ，将 该 编 码 器 的 信 Ｎ）
号 输入 到 “ 基本 １０” 的同期编 码器 接 口，通过使 用 ／ 同期 编码器 实现 定位 。
Ｎ Ｏ Ｍ ９；（ 序 结 束 ） Ｉ０ ９ 程
主轴 定位 是控 制 系 统 检 测 到 主轴 电动 机 编 码 器
（Ｌ Ｐ Ｇ） 的 ｚ 向脉冲后 ，在 ｚ 向脉 冲位置 停 止 。主轴
电动机编码 器 每转 一 圈 就 发 出一 个 ｚ 向脉 冲 ，在 主
轴 与 主 轴 电 动 机 １ １连 接 时 ， 主 轴 可 以 定 位 在 Ｚ 向 ：
与 ９０ １ ０号宏 程序对 于 的 Ｐ Ｃ程 序如 图 １所示 。 Ｌ
在 网 １所 示 的 Ｐ Ｃ程 序 中 ： Ｌ
脉 冲位置 ；而 在 主轴 与 主 轴 电 动机 ２ １连 接 时 ，主 ：
轴 就 可 能 停 止 在 两 个 位 置 （ 称 １位 和 ２位 ） 简 ，两 个
（）Ｘ４ １ ２ ６是 系统 内部 发 出的定 位 完成 信 号 ，每
材料 成本下 降 １％ 左 右 ，模 具 加 工 质量 也将 有 所 提 ４ 高 。零件 良品率提 高 ｌ ，每月也会 产生 大约 １万元 ％
图 ２
的 效 益 ，年 综 合 效 益 大 约 为 １ 元 。ＭＷ ４万 （ 收稿 日期 ：２ １００ ） ０ １５ ５
在图 ２所 示的 Ｐ Ｃ程 序 中 Ｌ
（） ４
宏 程 序发 出 “ 位 数 据设 置 指 令 Ｍ１ ” 定 １
和 “ 分度定 位指令 ＭＩ ” ６。 “ 分度定位指 令” 可 以使 主轴 电动 机在 ３ ０ 内任 ６。 意位 置定 位 （ 定位精 度 ３ ０ ４０ ６＝０ ０ 。 ，但 必须 ６／ ９ ．９ ） 设定 “ 定位数据 ” “ 位数据 ”要 预先 设 置在文 件 ， 定 寄存器 Ｒ ４ １ ９内，冈此 在 Ｍ１ ６指令发 出之前 ，先 发 出
Ｎ ０ Ｉ ＃０ ２ Ｑ１ ］ Ｇ Ｔ ０ ２ Ｆ［ １３ Ｅ ０ Ｏ Ｏ１０；（ 定位 位 置 判 断 ，如
果定位完成就跳至程序结束 步）
Ｎ ０ ＭＩ ； （ 置 定位 数 值 ） ３ １ 设
Ｎ ０ ＭＩ ４ ６；（ 发分 度 定 位 指 令 ） Ｎ ０ Ｍ１ ５ ４；（ 位数 值 清 零 ） 定
有下 列特点 ：
（ ） 硬件配 置 简单 ，节 约 成 本 一 个 编码 器 价 １ 位在 千元左 右 ，而一个 接近开关 仅 为百元之 内。
图 １
（ ）安 装方便 特 别 是对 于 主轴 部 分空 间很 小 ２ 的机床 尤为 适 用。接 近 开 关 只需 简单 的机 械 支架 同 定 ，而 编码器需要 通过联 轴器 与主轴相 连接 。
样当设置 不 同的数 据时 ，就 可以定位 在不 矧位 置。
５ ．手 动 模 式 下 的 Ｐ ＬＣ 程 序 处 理
（ 上接 第 ５ ７页）
其 中一 半 以上 是误 读 ｒ图 样 ，还 有 部 分原 因是加 工 程序编 制人员 调 用 了标 注 尺 寸 和实 际 绘 制 尺寸 不 相 符 的图样 直接使 用 。有 时一 些 图形 尺寸 标注 得很 多 ， 所有 的尺寸 都 一一 校 对 ，非 常 浪费 时 问 ，工作 效 率 很低 ，分 工协 作 还不 是 很 到位 。不 如 要 求 设计 人 员 按规范绘 制 图样 ，改 动 一个 尺寸 的同 时将 图形 也 做 相应修改 ，及时 消除掉后 序 工作 上 产生 废 品的 隐患 ，