摘 要 :随着对数控机床加工精度的要求越来越高,使用电机编码器作为位置反馈的方式已经不能满足精度需求。使用光栅尺构成的全闭环控制方式可以实现高精度和精度稳定性。本文首先介绍了海德汉光栅尺的原理。之后给出了在FANUC 数控系统上的应用方法。 关键词 :数控机床 ;光栅尺 ;应用 数控机床广泛运用于加工、石油、汽车等领域,是工业企业提高技术水平的有效手段,也是未来发展所需。数控机床的精度直接影响到加工零件的精度,普通伺服电机上安装的编码器精度不高,不适于高精加工的要求,为了满足高速高精的要求,我们在数控机床上安装了用于检测位置的光栅尺。被放置在滑板上的光栅尺包含了进给机构全部的机械环节,不存在额外的机械部件产生的误差,因此光栅尺可以检测出机械传动过程中的误差,并能在控制系统电路中给予修正,它可以消除以下潜在的误差源 :①由于滚珠丝杠温度特性导致的位置误差。②反向间隙。③滚珠丝杠螺距误差的运动特性误差。因此,光栅尺已成为满足高精度定位和高速加工机床不可或缺的必备条件。本文以海德汉距离编码直线光栅尺为例,介绍了在 FANUC 数控系统上的应用方法。
1 1 距离编码光栅尺简介 图 1光栅尺判断绝对位置示意图 如上图所示,当读数头从标尺的A点,途径B点,运动到C点后,CNC根据检测到数据为10.02判断进给轴目前在哪个参考点位置。同样的,读数头从标尺的B点,途径C点,移动到D点后,CNC根据检测到的数据是10.04就可判断进给轴目前在哪个参考点位置,因此想要判断进给轴的绝对位置,只需其移动任意超过两个参考点距离就可实现。带距离编码光栅尺具备普通光栅尺没有的优点,特别是在大型机床上更加显著,例如回参考点的速度更快,并可在两个方向回参考点,这很好地解决了某些特殊机床不适合移动轴全程回参考点的问题。 2 1 光栅尺的在FANUC系统上的应用 下面将以海德汉公司的带距离编码参考点标志光栅尺在 FANUC 数控系统上的应用为例,介绍具体应用方法。 2.1 相关参数设定 在发那科数控系统中使用带距离编码的海德汉光栅尺,需进行如下参数的设置 。通过参数 1815 的第一位(OPT)和参数 1815 的第二位(DCL)设置光栅尺使用类型。 参数 1802 的第一位(DC4)。 参数 1821 :用于设置 Mark1 相邻两个标准参考点标志栅格间距。 参数 1882 :用于设置 Mark2 相邻两个标准参考点标志栅格间距。 参数 1883 :用于设置光栅尺理想的原点与参考点之间的距离。 以海德汉公司的 LB382C 型光栅尺为例,参数设置如下所示。可以看出相邻两个 Mark1 之间的距离为 50mm,相邻两个 Mark2 之间的距离50.020mm. 相关的参数设置为 :将参数 1802 的第一位(DCL)设置为 0,即使用三参考点的方式检测回零点。 参数 1821 设置为 50000,其单位为数控系统的最小检测单位。 参数 1882 设置为 50020,其单位为数控系统的最小检测单位。 参数 1883 设置 1,即机床重新上电后回零。 机床重新上电后通过 3 次移动计算坐标零点的位置。 参数 1883 设置完成后就建立了进给轴的参考点。断电后再上电就需执行回零操作,进给轴走停 3 次后,根据光栅尺的检测数据计算出当前位置的机械坐标和绝对坐标。并给该进给轴的机械坐标和绝对坐标进行赋值,无需把回零操作完全执行结束,就能建立进给轴参考点。类似于绝对式编码器的回零方式。 2.2 控制方式 (1)按照上述方式对相关参数进行设置。 (2)确认机床的绝对位置 :因为两个通道的参考点标志之间的距离是不同的,系统可以准确地判断出进给轴所处的是哪一个参考点,并计算出进给轴的绝对位置,但这个位置并不一定是机床原点,所以还需要通过一个原点偏移参数来计算。参数 1883 就是这样的参数,该参数的设置值就是第一参考点到机床原点的距离。 通过以上的设置就完成了带距离编码参考点标志光栅尺在 FANUC 数控系统中的应用。 3 1 结 语 具有长行程进给轴的大型数控机床,在安装了带距离编码参考点标志的直线光栅尺后,极大方便了日常的使用和操作,如可以以更快的速度返回参考点 ;可在两个方向进行回零。 在某些特殊情况下,如带中心架的车床,原来 Z 轴回零操作比较繁琐,但是应用带距离编码参考点标志的直线光栅尺后,这个问题就很好地解决了。 来源: 来源:沈阳机床股份 沈一车床厂等 作者:薄永柱 刘永吉 李忠玮 |
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