時間溫差及加工溫差影響機床精度 熱變形是影響加工精度的原因之一 機床受到車間環(huán)境溫度的變化、電動機發(fā)熱和機械運動摩擦發(fā)熱、切削熱以及冷卻介質(zhì)的影響，造成機床各部的溫升不均勻，導(dǎo)致機床形態(tài)精度及加工精度的變化?！ ±?，在一臺普通精度的精工銑床上加工70mm×1650mm的螺桿，上午7:30-9:00銑削的工件與下午2:00-3:30加工的工件相比，累積誤差的變化可達85m。而在恒溫條件下，則誤差可減小至40m?！ ≡偃纾慌_用于雙端面磨削0.6～3.5mm厚的薄鋼片工件的精密雙端面磨床，在驗收時加工200mm×25mm×1.08mm鋼片工件能達到mm的尺寸精度，彎曲度在全長內(nèi)小于5m。但連續(xù)自動磨削1h后，尺寸變化范圍增大到12m，冷卻液溫度由開機時的17℃上升到45℃。由于磨削熱的影響，導(dǎo)致主軸軸頸伸長，主軸前軸承間隙增大。據(jù)此，為該機床冷卻液箱添加一臺5.5kW制冷機，效果十分理想?！ 嵺`證明，機床受熱后的變形是影響加工精度的重要原因。但機床是處在溫度隨時隨處變化的環(huán)境中；機床本身在工作時必然會消耗能量，這些能量的相當一部分會以各種方式轉(zhuǎn)化為熱，引起機床各構(gòu)件的物理變化，這種變化又因為結(jié)構(gòu)形式的不同，材質(zhì)的差異等原因而千差萬別。機床設(shè)計師應(yīng)掌握熱的形成機理和溫度分布規(guī)律，采取相應(yīng)的措施，使熱變形對加工精度的影響減少到最小?！C床的溫升及溫度分布 1.自然氣候影響 我國幅員遼闊，大部分地區(qū)處于亞熱帶地區(qū)，一年四季的溫度變化較大，一天內(nèi)溫差變化也不一樣。由此，人們對室內(nèi)（如車間）溫度的干預(yù)的方式和程度也不同，機床周圍的溫度氛圍千差萬別。例如，長三角地區(qū)季節(jié)溫度變化范圍約45℃左右，晝夜溫度變化約5～12℃。機加工車間一般冬天無供熱，夏天無空調(diào)，但只要車間通風較好，機加工車間的溫度梯度變化不大。而東北地區(qū)，季節(jié)溫差可達60℃，晝夜變化約8～15℃。每年10月下旬至次年4月初為供暖期，機加工車間的設(shè)計有供暖，空氣流通不足。車間內(nèi)外溫差可達50℃。因此車間內(nèi)冬季的溫度梯度十分復(fù)雜，測量時室外溫度1.5℃，時間為上午8:15-8:35，車間內(nèi)溫度變化約3.5℃。精密機床的加工精度在這樣的車間內(nèi)受環(huán)境溫度影響將是很大的?！ ?.周圍環(huán)境的影響 機床周圍環(huán)境是指機床近距離范圍內(nèi)各種布局形成的熱環(huán)境。它們包括以下3個方面。 （1）車間小氣候：如車間內(nèi)溫度的分布（垂直方向、水平方向）。當晝夜交替或氣候以及通風變化時車間溫度均會產(chǎn)生緩慢變化。 （2）車間熱源：如太陽照射、供暖設(shè)備和大功率照明燈的輻射等，它們離機床較近時可直接長時間影響機床整體或部分部件的溫升。相鄰設(shè)備在運行時產(chǎn)生的熱量會以幅射或空氣流動的方式影響機床溫升。 （3）散熱：地基有較好的散熱作用，尤其是精密機床的地基切忌靠近地下供熱管道，一旦破裂泄漏時，可能成為一個難以找到原因的熱源；敞開的車間將是一個很好的“散熱器”，有利于車間溫度均衡。 （4）恒溫：車間采取恒溫設(shè)施對精密機床保持精度和加工精度是很有效果的，但能耗較大。 3.機床內(nèi)部熱影響因素 ?。?）機床結(jié)構(gòu)性熱源。電動機發(fā)熱如主軸電動機、進給伺服電動機、冷卻潤滑泵電動機、電控箱等均可產(chǎn)生熱量。這些情況對電動機本身來說是允許的，但對于主軸、滾珠絲杠等元器件則有重大不利影響，應(yīng)采取措施予以隔離。當輸入電能驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)時，除了有少部分（約20%左右）轉(zhuǎn)化為電動機熱能外，大部分將由運動機構(gòu)轉(zhuǎn)化為動能，如主軸旋轉(zhuǎn)、工作臺運動等；但不可避免的仍有相當部分在運動過程中轉(zhuǎn)化為摩擦發(fā)熱，例如軸承、導(dǎo)軌、滾珠絲杠和傳動箱等機構(gòu)發(fā)熱。 （2）工藝過程的切削熱。切削過程中刀具或工件的動能一部分消耗于切削功，相當一部分則轉(zhuǎn)化切削的變形能和切屑與刀具間的摩擦熱，形成刀具、主軸和工件發(fā)熱，并由大量切屑熱傳導(dǎo)給機床的工作臺夾具等部件。它們將直接影響刀具和工件間的相對位置。 （3）冷卻。冷卻是針對機床溫度升高的反向措施，如電動機冷卻、主軸部件冷卻以及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件冷卻等。高端機床往往對電控箱配制冷機，予以強迫冷卻。 4.機床的結(jié)構(gòu)形態(tài)對溫升的影響 在機床熱變形領(lǐng)域討論機床結(jié)構(gòu)形態(tài)，通常指結(jié)構(gòu)形式、質(zhì)量分布、材料性能和熱源分布等問題。結(jié)構(gòu)形態(tài)影響機床的溫度分布、熱量的傳導(dǎo)方向、熱變形方向及匹配等。 （1）機床的結(jié)構(gòu)形態(tài)。在總體結(jié)構(gòu)方面，機床有立式、臥式、龍門式和懸臂式等，對于熱的響應(yīng)和穩(wěn)定性均有較大差異。例如齒輪變速的車床主軸箱的溫升可高達35℃，使主軸端上抬，熱平衡時間需2h左右。而斜床身式精密車銑加工中心，機床有一個穩(wěn)定的底座。明顯提高了整機剛度，主軸采用伺服電動機驅(qū)動，去除了齒輪傳動部分，其溫升一般小于15℃。（2）熱源分布的影響。機床上通常認為熱源是指電動機。如主軸電動機、進給電動機和液壓系統(tǒng)等，其實是不完全的。電動機的發(fā)熱只是在承擔負荷時，電流消耗在電樞阻抗上的能量，另有相當一部分能量消耗于軸承、絲杠螺母和導(dǎo)軌等機構(gòu)的摩擦功引起的發(fā)熱。所以可把電動機稱為一次熱源，將軸承、螺母、導(dǎo)軌和切屑稱之為二次熱源。熱變形則是所有這些熱源綜合影響的結(jié)果。一臺立柱移動式立式加工中心在Y向進給運動中溫升和變形情況。Y向進給時工作臺未作運動，所以對X向的熱變形影響很小。在立柱上，離Y軸的導(dǎo)軌絲杠越遠的點，其溫升越小。 該機在Z軸移動時的情況則更進一步說明了熱源分布對熱變形的影響。Z軸進給離X向更遠，故熱變形影響更小，立柱上離Z軸電動機螺母越近，溫升及變形也越大。（3）質(zhì)量分布的影響。質(zhì)量分布對機床熱變形的影響有三方面。其一，指質(zhì)量大小與集中程度，通常指改變熱容量和熱傳遞的速度，改變達到熱平衡的時間；其二，通過改變質(zhì)量的布置形式，如各種筋板的布置，提高結(jié)構(gòu)的熱剛度，在同樣溫升的情況下，減小熱變形影響或保持相對變形較?。黄淙?，則指通過改變質(zhì)量布置的形式，如在結(jié)構(gòu)外部布置散熱筋板，以降低機床部件的溫升。（4）材料性能的影響：不同的材料有不同的熱性能參數(shù)（比熱、導(dǎo)熱率和線膨脹系數(shù)），在同樣熱量的影響下，其溫升、變形均有不同。 機床熱性能的測試 1.機床熱性能測試的目的 控制機床熱變形的關(guān)鍵是通過熱特性測試，充分了解機床所處的環(huán)境溫度的變化，機床本身熱源及溫度變化以及關(guān)鍵點的響應(yīng)（變形位移）。測試數(shù)據(jù)或曲線描述一臺機床熱特性，以便采取對策，控制熱變形，提高機床的加工精度和效率。具體地說，應(yīng)達到以下幾個目的：（1）機床周圍環(huán)境測試。測量車間內(nèi)的溫度環(huán)境，它的空間溫度梯度，晝夜交替中溫度分布的變化，甚至應(yīng)測量季節(jié)變化對機床周圍溫度分布的影響。 （2）機床本身的熱特性測試。盡可能地排除環(huán)境干擾的條件下，讓機床處于各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)，以測量機床本身的重要點位的溫度變化、位移變化，記錄在足夠長的時間段內(nèi)的溫度變化和關(guān)鍵點位移，也可用紅外線熱相儀記錄各時間段熱分布的情況。（3）加工過程測試溫升熱變形，以判斷機床熱變形對加工過程精度的影響。 （4）上述試驗可積累大量的數(shù)據(jù)、曲線，將為機床設(shè)計和使用者控制熱變形提供可靠的判據(jù)，指出采取有效措施的方向。 2.機床熱變形測試的原理 熱變形測試首先需要測量若干相關(guān)點的溫度，包含以下幾方面： ?。?）熱源：包括各部分進給電動機、主軸電動機、滾珠絲杠傳動副、導(dǎo)軌、主軸軸承。 （2）輔助裝置：包括液壓系統(tǒng)、制冷機、冷卻和潤滑位移檢測系統(tǒng)。 （3）機械結(jié)構(gòu)：包括床身、底座、滑板、立柱和銑頭箱體和主軸。 在主軸和回轉(zhuǎn)工作臺之間夾持有銦鋼測棒，在X、Y、Z方向配置了5個接觸式傳感器，測量在各種狀態(tài)下的綜合變形，以模擬刀具和工件間的相對位移。 3.測試數(shù)據(jù)處理分析 機床熱變形試驗要在一個較長的連續(xù)時間內(nèi)進行，進行連續(xù)的數(shù)據(jù)記錄，經(jīng)過分析處理，所反映的熱變形特性可靠性很高。如果通過多次試驗進行誤差剔除，則所顯示的規(guī)律性是可信的。 主軸系統(tǒng)熱變形試驗中共設(shè)置了5個測量點，其中點1、點2在主軸端部和靠近主軸軸承處，點4、點5分別在銑頭殼體靠近Z向?qū)к壧帯y試時間共持續(xù)了14h，其中前10h主軸轉(zhuǎn)速分別在0～9000r/min范圍內(nèi)交替變速，從第10h開始，主軸持續(xù)以9000r/min高速旋轉(zhuǎn)?？梢缘玫揭韵陆Y(jié)論： ?。?）該主軸的熱平衡時間約1h左右，平衡后溫升變化范圍1.5℃； （2）溫升主要來源于主軸軸承和主軸電動機，在正常變速范圍內(nèi)，軸承的熱態(tài)性能良好； （3）熱變形在X向影響很小； （4）Z向伸縮變形較大，約10m，是由主軸的熱伸長及軸承間隙增大引起的； （5）當轉(zhuǎn)速持續(xù)在9000r/min時，溫升急劇上升，在2.5h內(nèi)急升7℃左右，且有繼續(xù)上升的趨勢，Y向和Z向的變形達到了29m和37m，說明該主軸在轉(zhuǎn)速為9000r/min時已不能穩(wěn)定運行，但可以短時間內(nèi)（20min）運行。 機床熱變形的控制 由以上分析討論，機床的溫升和熱變形對加工精度的影響因素多種多樣，采取控制措施時，應(yīng)抓住主要矛盾，重點采取一、二項措施，取得事半功倍的效果。在設(shè)計中應(yīng)從4個方向入手：減少發(fā)熱，降低溫升，結(jié)構(gòu)平衡，合理冷卻。 1.減少發(fā)熱 控制熱源是根本的措施。在設(shè)計中要采取措施有效降低熱源的發(fā)熱量。（1）合理選取電動機的額定功率。電動機的輸出功率P等于電壓V和電流I的乘積，一般情況下，電壓V是恒定的，因此，負荷的增大，意味著電動機輸出功率增大，即相應(yīng)的電流I也增大，則電流消耗在電樞阻抗的熱量增大。若我們所設(shè)計選擇的電動機長時間在接近或大大超過額定功率的條件下工作，則電動機的溫升明顯增大。為此，對BK50型精工針槽銑床銑頭進行了對比試驗（電動機轉(zhuǎn)速：960r/min；環(huán)境溫度：12℃）。從上述試驗得到以下概念：從熱源性能考慮，無論主軸電動機還是進給電動機，選擇額定功率時，最好選比計算功率大25%左右為宜，在實際運行中，電動機的輸出功率與負荷相匹配，增大電動機額定功率對于能耗的影響很小。但可有效降低電動機溫升。（2）結(jié)構(gòu)上采取適當措施，減小二次熱源的發(fā)熱量，降低溫升。例如：主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)提高前后軸承的同軸度，采用高精度軸承。在可能的條件下，將滑動導(dǎo)軌改為直線滾動導(dǎo)軌，或采用直線電動機。這些新技術(shù)都可以有效地減小摩擦、減少發(fā)熱、降低溫升。金屬加工微信，內(nèi)容不錯，值得關(guān)注?。?）在工藝上，采用高速切削?；诟咚偾邢鞯臋C理。當金屬切削的線速度高于一定范圍時，被切削金屬來不及產(chǎn)生塑性變形，切屑上不產(chǎn)生變形熱，切削能量大多數(shù)轉(zhuǎn)化為切屑動能被帶走。2.結(jié)構(gòu)平衡，以降低熱變形 在機床上，熱源是永遠存在的，進一步需要關(guān)注的是如何讓熱傳遞方向和速度有利于減少熱變形?；蛘呓Y(jié)構(gòu)又有很好的對稱性，使熱傳遞經(jīng)沿對稱方向，使溫度分布均勻，變形互相抵消，成為熱親和結(jié)構(gòu)。（1）預(yù)應(yīng)力和熱變形。在較高速的進給系統(tǒng)中，往往采用滾珠絲杠兩端軸向固定，形成預(yù)拉伸應(yīng)力。這種結(jié)構(gòu)對高速進給來說，除了提高動靜態(tài)穩(wěn)定性外，對于降低熱變形誤差具有明顯作用。在全長600mm內(nèi)預(yù)拉伸35m的軸向固定結(jié)構(gòu)在不同的進給速度下溫升比較接近。兩端固定預(yù)拉伸結(jié)構(gòu)的累積誤差明顯小于單端固定另一端自由伸長的結(jié)構(gòu)。在兩端軸向固定預(yù)拉伸結(jié)構(gòu)中，發(fā)熱引起的溫升主要是改變絲杠內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)由拉應(yīng)力變?yōu)榱銘?yīng)力或壓應(yīng)力。因此對位移精度影響較小。（2）改變結(jié)構(gòu)，改變熱變形方向。 采用不同滾珠絲杠軸向固定結(jié)構(gòu)的精工針槽銑床Z軸主軸滑座在加工中要求銑槽深度誤差5m。采用絲杠下端軸向浮動結(jié)構(gòu)，在加工2h內(nèi)，槽深逐漸加深從0到0.045mm。反之，采用絲杠上端浮動的結(jié)構(gòu)，則能確保槽深變化 。（3）機床結(jié)構(gòu)幾何形狀的對稱，可令熱變形走向一致，使刀尖點的漂移盡量減小。例如，日本安田（Yasda）精密工具公司推出的YMC430微加工中心是亞微米高速加工機床，機床的設(shè)計對熱性能進行了充分的考慮。首先在機床結(jié)構(gòu)上采取完全對稱布局，立柱和橫梁是一體化結(jié)構(gòu)，呈H型，相當于雙立柱結(jié)構(gòu)，具有良好的對稱性。近似圓形的主軸滑座無論在縱向還是橫向也都是對稱的。3個移動軸的進給驅(qū)動均采用直線電動機，結(jié)構(gòu)上更加容易實現(xiàn)對稱性，2個回轉(zhuǎn)軸采用直接驅(qū)動，盡量減少機械傳動的摩擦損耗和。3.合理的冷卻措施 （1）加工中的冷卻液對加工精度的影響是直接的。對GRV450C型雙端面磨床進行了對比試驗。試驗表明：借助制冷機對冷卻液進行熱交換處理，對提高加工精度非常有效。 使用傳統(tǒng)的冷卻液供給方式，30min后，工件尺寸就超差。采用制冷機后，可以正常加工到70min以上。在80min時工件尺寸超差的主要原因是砂輪需修整（去除砂輪面上的金屬屑），修整后馬上即可回復(fù)原來的加工精度。效果非常明顯。同樣，對于主軸的強迫冷卻也能期望得到非常好的效果。（2）增加自然冷卻面積。例如在主軸箱體結(jié)構(gòu)上添加自然風冷卻面積，在空氣流通較好的車間內(nèi)，也能起到很好的散熱效果。（3）及時自動排屑。及時或?qū)崟r將高溫切屑排出工件、工作臺及刀具部分，將十分有利于減少關(guān)鍵部分的溫升和熱變形。 展望與愿景 控制機床熱變形是現(xiàn)代精密加工領(lǐng)域的一個重要課題，影響機床熱變形的因素又是非常復(fù)雜的。再者，現(xiàn)代切削加工中的高速、高效、精密三者并舉，則令機床的熱變形問題更顯突出。引起了機床制造界的廣泛重視。國內(nèi)外機床界學(xué)者為此作了大量的研究，在理論上取得了相當?shù)倪M展。機床熱變形問題已成為機床研究中的基本理論之一。本文從機床設(shè)計和應(yīng)用的角度分析了機床熱性能的影響因素，測量與分析方法并提出了改進設(shè)計措施。由此，我們認為機床熱性能的優(yōu)化設(shè)計應(yīng)從以下方面著手： （1）現(xiàn)代高端機床的設(shè)計階段，就應(yīng)重視所設(shè)計機床未來應(yīng)用的環(huán)境條件。 （2）控制和配置熱源是關(guān)鍵?？刂茻嵩粗饕侵缚刂颇芎呐c動力源的匹配，采用新型結(jié)構(gòu)，減少二次摩擦熱源，提高能源的利用率?！ 。?）改變傳統(tǒng)思維，把冷卻、散熱、潤滑、排屑等裝置從機床的“輔助”部件地位，提升到“重要”部件地位，不能輕視。（4）重視結(jié)構(gòu)的對稱性和熱變形的方向的設(shè)計，讓熱變形對精度的影響減少到最小，尤其要重視對結(jié)構(gòu)件熱變形數(shù)學(xué)模型的研究和應(yīng)用，以便為熱變形控制設(shè)計提供定性定量的指示。 2016-06-10 機工機床世界
編輯梯形圖說明1）編輯畫面 梯形圖編輯畫面，可以通過編輯梯形圖修改程序（編輯之前要在PMC SETTING畫面設(shè)定編輯許可）。在梯形圖監(jiān)控畫面下按下 [編輯] 軟鍵可以進入梯形圖編輯畫面。在梯形圖編輯畫面，可以進行以下的操作：[列表], [搜索], [縮放], [產(chǎn)生], [自動]| [選擇], [刪除], [剪切], [復(fù)制], [粘貼]||[交換], [地址圖], [更新], [恢復(fù)], [設(shè)定]| [停止/啟動], [取消], [結(jié)束] 注1.無論梯形圖程序處在運行還是停止狀態(tài)，都可以對梯形圖進行編輯。然而，如果準備運行修改過的梯形圖，就必須先更新梯形圖，更新的方法是退出梯形圖編輯畫面或按下[新]鍵。 2.如果編輯后的程序在寫入flash ROM前系統(tǒng)斷電，那么修改無效。利用輸入/輸出畫面將順序程序?qū)懭雈lash ROM。當 K902#0被設(shè)為1時，在結(jié)束編輯后，會顯示一條確認信息，詢問是否將順序程序?qū)懭雈lash ROM。 2）畫面構(gòu)成 (a) 畫面構(gòu)成基本與梯形圖監(jiān)控畫面相同，只是不監(jiān)控顯示功能指令參數(shù)和繼電器。(b) 梯形圖顯示（1）. 顯示格式基本與梯形圖監(jiān)控畫面相同，只是功能指令總是以沒有監(jiān)測顯示的“緊湊”格式顯示。（2）. 始終顯示光標。對作為下述操作對象的網(wǎng)格，畫面上將對其著重（高亮度）顯示。 3）畫面操作 (a) 軟鍵操作 1. [列表] 軟鍵切換至程序列表編輯畫面切換至程序列表編輯畫面。在程序列表編輯畫面內(nèi)，可以切換在梯形圖編輯畫面內(nèi)顯示的子程序。2. [搜索] 軟鍵搜索并切換菜單切換至搜索軟鍵。按下[<]軟鍵可以返回主軟鍵。搜索軟鍵與梯形圖監(jiān)控畫面中的該鍵完全相同。3. [縮放] 軟鍵切換至網(wǎng)格編輯畫面切換至網(wǎng)格編輯畫面，修改所選網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)。4. [產(chǎn)生] 軟鍵創(chuàng)建新網(wǎng)格在光標位置創(chuàng)建新網(wǎng)格。按下該軟鍵出現(xiàn)網(wǎng)格編輯畫面，從而創(chuàng)建出新網(wǎng)格。.5. [更新] 軟鍵使修改生效將當前編輯的梯形圖更新為運行的梯形圖，所以所有的修改都生效，同時仍保持在編輯畫面。如果更新成功，那么梯形圖會開始運行。 警告 修改運行的梯形圖程序時必須特別小心，如果錯誤的修改了梯形圖或者當機床處于某種不當?shù)臓顟B(tài)時更新了梯形圖，機床將可能會產(chǎn)生不可預(yù)料的后果。 所以請務(wù)必確保在更新梯形圖時，“正確的修改了梯形圖”、“機床處于正確的狀態(tài)”和“機床附近沒有人”。 6. [選擇] 軟鍵選擇多個網(wǎng)格對以下操作例如 [刪除], [剪切], [復(fù)制]選擇多個網(wǎng)格。按下 [選擇] 軟鍵為隨后的編輯操作選擇一個或多個網(wǎng)格的模式，利用光標移動鍵和搜索功能選擇目標網(wǎng)格。 在該模式下，選擇的網(wǎng)格以凹進的 [選擇] 軟鍵標示，所選網(wǎng)格的信息在靠近屏幕底部的附加信息欄里顯示。7. [刪除] 軟鍵刪除網(wǎng)格刪除所選網(wǎng)格。用[刪除]軟鍵刪除的網(wǎng)格將消失。如果用 [刪除]軟鍵刪除了錯誤的網(wǎng)格，那么就必須放棄所有的更改，將梯形圖程序恢復(fù)到?jīng)]有編輯前的最初狀態(tài)。8. [剪切] 軟鍵剪切網(wǎng)格剪切所選網(wǎng)格。剪切下的網(wǎng)格從程序中消失，但是被保存在粘貼緩沖區(qū)中。粘貼緩沖區(qū)中[剪切] 操作前的內(nèi)容被清除。 [剪切] 和 [粘貼] 軟鍵用來移動網(wǎng)格。9. [復(fù)制] 軟鍵復(fù)制網(wǎng)格將所選網(wǎng)格復(fù)制到緩沖區(qū)中。程序沒有任何改變。粘貼緩沖區(qū)中[復(fù)制] 操作前的內(nèi)容被清除。 [復(fù)制] 和 [PASTE] 軟鍵用來復(fù)制網(wǎng)格。10. [粘貼] 軟鍵粘貼網(wǎng)格在光標位置粘貼被保存在粘貼緩沖區(qū)中的由[剪切]或[復(fù)制]操作的網(wǎng)格。在用[選擇]軟鍵選擇的網(wǎng)格處按下[粘貼]軟鍵將所選網(wǎng)格替換為粘貼緩沖區(qū)中的網(wǎng)格。粘貼緩沖區(qū)中的內(nèi)容在CNC斷電之前一直保留。11. [恢復(fù)] 軟鍵放棄所作修改放棄所有更改，將梯形圖程序恢復(fù)到剛進入梯形圖編輯畫面時的狀態(tài)或者是最后一次用 [更新]軟鍵更新的狀態(tài)。 當做了錯誤的修改并且很難糾正該錯誤時該軟鍵非常有用。12. [設(shè)定] 軟鍵進行畫面設(shè)定在梯形圖編輯畫面內(nèi)進入設(shè)置畫面。在該畫面內(nèi)可以對梯形圖編輯畫面的設(shè)置進行修改。利用[<]軟鍵返回梯形圖編輯畫面。13. [停止/啟動] 軟鍵運行和停止梯形圖程序控制梯形圖程序的執(zhí)行。 [啟動] 軟鍵用來使梯形圖程序運行， [停止] 軟鍵用來停止梯形圖程序。這兩個軟鍵均需要得到操作者的確認，當操作者確認要運行或停止梯形圖程序時，按下 [是] 即可。警告 運行/停止梯形圖程序時必須特別小心，如果在錯誤的時間或者當機床處于某種不當?shù)臓顟B(tài)時運行/停止了梯形圖，機床將可能會產(chǎn)生不可預(yù)料的后果。 當梯形圖程序處于停止狀態(tài)時，安全機構(gòu)和梯形圖程序的監(jiān)測都沒有運行。所以請務(wù)必確保在運行/停止梯形圖時， “機床處于正確的狀態(tài)”和“沒有任何人靠近機床”。 14. [<] 軟鍵退出編輯狀態(tài)退出編輯畫面，同時將編輯的梯形圖程序更新為運行程序，所有修改都可以生效。當梯形圖編輯畫面處于有效狀態(tài)并且類似<SYS>的功能鍵不起作用時，編輯數(shù)據(jù)被刪除。 警告 修改運行的梯形圖程序時必須特別小心，如果錯誤的修改了梯形圖或者當機床處于某種不當?shù)臓顟B(tài)時更新了梯形圖，機床將可能會產(chǎn)生不可預(yù)料的后果。 所以請務(wù)必確保在更新梯形圖時，“正確的修改了梯形圖”、“機床處于正確的狀態(tài)”和“沒有任何人靠近機床”。 (b) 其它鍵的操作1. 光標移動鍵、翻頁鍵可以通過光標移動鍵和翻頁鍵在屏幕上移動光標。 當光標位于某繼電器或某功能指令的地址參數(shù)上時，光標處地址的信息在 “附加信息欄”處顯示。2. “位地址” + ENTER鍵更改光標處繼電器的位地址。 3. “數(shù)值” 或 “字節(jié)地址” + ENTER 鍵更改光標處的功能指令參數(shù)。但是，有些參數(shù)是不能通過該操作更改的。如果發(fā)現(xiàn)有該參數(shù)不能更改的信息提示，請使用網(wǎng)格編輯畫面更改參數(shù)。 (c) 快捷操作1. 可以使用與梯形圖監(jiān)控畫面相同的搜索快捷操作，詳細內(nèi)容請參考梯形圖監(jiān)控畫面快捷操作的描述。2. 可以使用與梯形圖監(jiān)控畫面相同的[LIST]軟鍵快捷操作。
關(guān)于使用絕對式脈沖編碼器的參數(shù)設(shè)定在I/O Link軸的使用中，為了方便操作，通?？梢赃x用絕對脈沖編碼器，這樣可以避免每次開機的回零操作，從而減少梯形圖的處理量。設(shè)定方法如下：設(shè)定參數(shù)No.11#7（APCX）=1，表示絕對式脈沖編碼器的檢測器為通電狀態(tài)。其次，設(shè)定No.11#0（ABSX），該參數(shù)的含義為絕對式位置檢測器和機床的位置是否對應(yīng)，設(shè)定為1，表示其對應(yīng)關(guān)系已經(jīng)建立。 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0No.11APCXABSX APCX (#7) 絕對脈沖編碼器的檢測器為 0：尚未通電 1：已經(jīng)通電 ABSX (#0) 絕對位置檢測器和機床位置之間的對應(yīng)關(guān)系 0：未完成 1：完成 參考點的建立過程與普通伺服軸帶絕對式位置檢測器的參考點設(shè)定過程一樣。參見相關(guān)章節(jié)。在完成了地址設(shè)定以及上述的初始化設(shè)定后，I/O Link 軸已經(jīng)被成功驅(qū)動。如果沒有報警信息，則可進行下一步的功能設(shè)定，完成I/O Link 軸的運動控制。如果發(fā)生報警，請參見報警的判斷及解除。
實現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)器功能的基本工作模式使用數(shù)據(jù)服務(wù)器功能進行DNC加工必須使用快速數(shù)據(jù)服務(wù)器板才可以實現(xiàn)，數(shù)據(jù)服務(wù)器共有兩種工作模式： 1. 存儲（STORAGE）模式 此種模式相當于用快速數(shù)據(jù)服務(wù)器板本身作為數(shù)據(jù)服務(wù)器的存儲介質(zhì)。DNC加工時，程序從板載CF卡輸出到CNC；而CF卡上的加工程序則事先通過外部電腦傳入，傳輸?shù)臅r候同樣使用FTP協(xié)議與電腦建立連接。數(shù)據(jù)流向如圖： 使用存儲模式時，必須使用板載CF存儲卡，并將20#參數(shù)設(shè)為5。在此模式下，DNC加工的時候程序直接來自CF卡，不需要借助外部設(shè)備，工作更加穩(wěn)定。 2. FTP模式 此種模式相當于用外部電腦作為數(shù)據(jù)服務(wù)器的存儲介質(zhì)。DNC加工時，程序直接從電腦輸出到CNC，數(shù)據(jù)流向如圖： 使用FTP模式時，也要將20#參數(shù)設(shè)為5，但不需要使用額外的板載CF卡。但由于DNC加工程序是通過FTP協(xié)議直接從電腦上讀取，所以需要在電腦上安裝相應(yīng)的FTP服務(wù)器控制軟件（如：IIS、Serv-U等）。 這兩種方式可以通過DS方式畫面進行切換。具體操作如下： 按【選擇板】鍵，擴展找到【DS方式】軟鍵，進入DS方式設(shè)定畫面： 再按【操作】軟鍵進入下圖所示畫面，選擇存儲模式或者FTP模式。
發(fā)那科使用Serv-U 聯(lián)網(wǎng)因為IIS對FTP服務(wù)的管理不是很方便，功能非常有限，而且IIS的漏洞很多，所以很多人不喜歡使用。有很多第三方的軟件也是很好用的，比如：Rhino Software公司的Serv-U等。設(shè)置方式如下： 安裝好軟件以后，啟動Serv-U主界面，將提示為文件服務(wù)器創(chuàng)建新的域 指定一個域名（這個域名只是為了記憶方便，可以隨意選擇）及簡單說明，點擊下一步 選擇一個IP地址，可以指定CNC的IP，或者直接留空，留空表示使用任何可用IP，然后點擊完成按鈕，會出來一個對話框，提示創(chuàng)建新用戶，此步是建立一個用于訪問FTP服務(wù)器的用戶名和密碼 點擊下一步，會出現(xiàn)密碼設(shè)定，用戶名以及密碼可以隨便設(shè)定。設(shè)定好用戶名/密碼后，點擊下一步，需要指定一個工作目錄，也就是使用FTP連接后看到的目錄，這個目錄可以手動輸入，也可以使用右面的【瀏覽】按鈕進行瀏覽選擇 最后，我們需要對這個目錄進行權(quán)限設(shè)置，一般設(shè)為完全訪問，也可根據(jù)實際需要選擇 點擊【完成】，完成SERV-U新域的創(chuàng)建，此服務(wù)器域就會自動正常運行。FTP傳輸?shù)亩丝谔栐谠O(shè)定的時候已經(jīng)被默認為21，也可以根據(jù)實際情況進行設(shè)定。
FANUC系統(tǒng)用內(nèi)部繼電器 對于R9091.0（常為0）和R9091.1（常為1）在功能指令的條件選擇上會經(jīng)常用到。
COR -021太多IJK參數(shù)同一單節(jié)內(nèi)重覆IJK指令程式編寫錯誤請檢查加工程式COR -022沒有定義的工作平面座標未輸入G17,G18,G19程式編寫錯誤決定工作平面，輸入G17;G18;或G19;COR -023語義錯誤已取消此警報COR -024圓弧半徑錯誤執(zhí)行G02，G03時，指定的圓弧終點與給定的圓弧半徑相矛盾，即按給定的圓弧半徑不可能走到指定的圓弧終點上，如：G03X1500Y4000R2000程式編寫錯誤檢查程式，重新計算，始之合理COR –025加工形狀凹凸太多，Macro Stack Overflow, or invalid STKTOP[] argument1.2.STACK最多可存放(PUSH)4095個數(shù)值，超過這個量控制器會發(fā)出這個警報3. 如STKTOP[n]，n由0開始，若n的值大於stack中所存放的值-1控制器會發(fā)出這個警報1.2.堆疊存放(PUSH)太多值3. STKTOP[]的引數(shù)超過堆疊存放的值1.2.Stack已滿，不在使用push指令3.輸入合理的STKTOP[]引數(shù)COR –026系統(tǒng)程式錯誤，Macro Stack Underflow.空的堆疊仍要取值pop()，控制器會發(fā)出這個警報Push的指令個數(shù)與Pop指令個數(shù)不同檢查程式，Push指令個數(shù)與Pop指令個數(shù)必須相同COR –027巨集程式發(fā)出警告Macro發(fā)出Alarm警報Macro判斷到不合理的情形必須停止執(zhí)行，便發(fā)出Alarm告知使用者依Alarm所顯示的內(nèi)容找出錯誤所在COR –028系統(tǒng)程式錯誤MACRO程式中 使用Quiet Mode程式結(jié)束時未離開Quiet Mode程式編寫錯誤請檢查加工程式COR –029在圓弧時變更刀長補償G43,G44,G49後的次單節(jié)僅能接直線補間指令程式編寫錯誤請檢查加工程式COR –031在圓弧時取消半徑補償G40後的次單節(jié)僅能接直線補間指令程式編寫錯誤請檢查加工程式COR –032在圓弧時啟動半徑補償G41,G42後的次單節(jié)僅能接直線補間指令程式編寫錯誤請檢查加工程式COR –033,A,R或,C命令用法不當,A,R或,C指令使用時機不符合規(guī)格要求程式編寫錯誤請檢查加工程式前,後單節(jié)是否符合規(guī)格要求COR –034命令語意相衝突已取消此警報COR –035角隅太小無法插入圓角或倒角插入圓角或倒角的前後單節(jié)夾角過小導(dǎo)致系統(tǒng)無法計算程式編寫錯誤請檢查加工程式前,後單節(jié)是否符合規(guī)格要求COR –036不適當?shù)?A角度命令,A僅能在直線補間單節(jié)有效程式編寫錯誤請檢查加工程式前,後單節(jié)是否符合規(guī)格要求COR –037角隅太小無法插入圓角或倒角插入圓角或倒角的前後單節(jié)夾角過小導(dǎo)致系統(tǒng)無法計算程式編寫錯誤請檢查加工程式前,後單節(jié)是否符合規(guī)格要求COR –038不正確的單節(jié)跳躍開關(guān)號碼COR –039使用量測功能不可以啟動刀具半徑補償COR -040單節(jié)終點超過軟體行程極限程式中座標位置超過機臺所設(shè)的軟體行程極限程式錯誤檢查加工程式，修正座標位置
兩種攻絲方式的比較 1 以前的加工中心為了攻絲 , 一般都是根據(jù)所選用的絲錐和工藝要求 , 在加工程序中編入一個主軸轉(zhuǎn)速和正 /反轉(zhuǎn)指令 , 然后再編人 G84／G74 固定循環(huán) , 在固定循環(huán)中給出有關(guān)的數(shù)據(jù) , 其中 Z 軸的進給速度是根據(jù) F =絲錐螺距×主軸轉(zhuǎn)速得出 , 這樣才能加工出需要的螺孔來。雖然從表面上看主軸轉(zhuǎn)速與進給速度是根據(jù)螺距配合運 行的 , 但是主軸的轉(zhuǎn)動角度是不受控的 , 而且主軸的角度位置與 Z 軸的進給沒有任何同步關(guān)系 , 僅僅依靠恒定的主軸轉(zhuǎn)速與進給速度的配合是不夠的。主軸的轉(zhuǎn)速在攻絲的過程中需要經(jīng)歷一個停止 －正轉(zhuǎn) － 停止 － 反轉(zhuǎn) － 停止的過程 , 主軸要加速－制動－加速－制動 , 再加上在切削過程中由于工件材質(zhì)的不均勻 , 主軸負載波動都會使 主軸速度不可能恒定不變。對于進給 Z 軸 , 它的進給速度和主軸也是相似的 , 速度不會恒定 , 所以兩者不可能配合得天衣無縫。這也就是當采用這種方式攻絲時 , 必須配用帶有彈簧伸縮裝置的夾頭 , 用它來補償 Z 軸進給與 主軸轉(zhuǎn)角運動產(chǎn)生的螺距誤差。如果我們仔細觀察上述攻絲過程 , 就會明顯地看到 , 當攻絲到底 ,Z 軸停止了而主軸沒有立即停住 ( 慣量 ), 攻絲彈簧夾頭被壓縮一段距離 , 而當 Z 軸反向進給時 , 主軸正在加速 , 彈簧夾頭被拉 伸 , 這種補償彌補了控制方式不足造成的缺陷 , 完成了攻絲的加工。對于精度要求不高的螺紋孔用這種方法加工 尚可以滿足要求 , 但對于螺紋精度要求較高 ,6H 或以上的螺紋以及被加工件的材質(zhì)較軟 ( 銅或鋁 ) 時 , 螺紋精度將 不能得到保證。還有一點要注意的是 , 當攻絲時主軸轉(zhuǎn)速越高 ,Z 軸進給與螺距累積量之間的誤差就越大 , 彈簧 夾頭的伸縮范圍也必須足夠大 , 由于夾頭機械結(jié)構(gòu)的限制 , 用這種方式攻絲時 , 主軸轉(zhuǎn)速只能限制在 600r/min 以 下。 剛性攻絲就是針對上述方式的不足而提出的 , 它在主軸上加裝了位置編碼器 , 把主軸旋轉(zhuǎn)的角度位置反饋給 技控系統(tǒng)形成位置閉環(huán) , 同時與 Z 軸進給建立同步關(guān)系 , 這樣就嚴格保證了主軸旋轉(zhuǎn)角度和 Z 軸進給尺寸的線 生比例關(guān)系。因為有了這種同步關(guān)系 , 即使由于慣量、加減速時間常數(shù)不同、負載波動而造成的主軸轉(zhuǎn)動的角度 或 Z 軸移動的位置變化也不影響加工精度 , 因為主軸轉(zhuǎn)角與 Z 軸進給是同步的 , 在攻絲中不論任何一方受干擾發(fā)生變化 , 則另一方也會相應(yīng)變化 , 并永遠維持線性比例關(guān)系。如果我們用剛性攻絲加工螺紋孔 , 可以很清楚地 看到 , 當 Z 軸攻絲到達位置時 , 主軸轉(zhuǎn)動與 Z 軸進給是同時減速并同時停止的 , 主軸反轉(zhuǎn)與 Z 軸反向進給同樣 保持一致。正是有了同步關(guān)系 , 絲錐夾頭就用普通的鉆夾頭或更簡單的專用夾頭就可以了 , 而且剛性攻絲時 , 只要刀具 ( 絲錐 ) 強度允許 , 主軸的轉(zhuǎn)速能提高很多 ,4 000r/min 的主軸速度已經(jīng)不在話下。加工效率提高 5 倍以上, 螺紋精度還得到保證 , 目前已經(jīng)成為加工中心不可缺少的一項主要功能。 2 剛性攻絲功能的實現(xiàn) 從電氣控制的角度來看 , 精工系統(tǒng)只要具有主軸角度位置控制和同步功能 , 機床就能進行剛性攻絲 , 當然還需在機床上加裝反饋主軸角度的位置編碼器。要正確地反映主軸的角度位置 , 最好把編碼器與主軸同軸聯(lián)接 , 如果限于機械結(jié)構(gòu)必需通過傳動鏈聯(lián)接時 , 要堅持 1:1 的傳動比 , 若用皮帶 , 則非同步帶不可。還有一種可能 , 那就是機床主軸和主軸電動機之間是直連 , 可以借用主軸電動機本身帶的內(nèi)部編碼器作主軸位置反饋 , 節(jié)省二項開支。 除去安裝必要的硬件外 , 主要的工作是梯形圖控制程序的設(shè)計調(diào)試。市面上有多種精工系統(tǒng) , 由于廠家不 同 , 習慣各異 , 對剛性攻絲的信號安排和處理是完全不一樣的。我們曾經(jīng)設(shè)計和調(diào)試過幾種常用精工系統(tǒng)的剛性攻絲控制程序 , 都比較繁瑣。調(diào)試人員不易理解梯形圖控制程序 , 特別是第一臺樣機調(diào)試周期長 , 不利于推廣和使用。盡管如此 , 加工中心有了該項功能 , 擴大了加工范圍 , 受到用戶的青睞。 3 不用設(shè)計梯形圖實現(xiàn)剛性攻絲 在 FANUC Oi 精工系統(tǒng)里 , 參數(shù) N0.5200#0 如果被設(shè)定為 0, 那么剛性攻絲就需要用 M 代碼指定。一般情況 下 , 我們都使用 M29, 而在梯形圖中也必須設(shè)計與之相對應(yīng)的順序程序 , 這對初次嘗試者來說還有一定的困難。 正常的情況下 , 沒有特殊要求時 , 主軸參數(shù)初始化后把參數(shù) No.5200#0 設(shè)定為 1, 其它有關(guān)參數(shù)基本不動 , 也不用增加任何新的控制程序 , 這樣就簡單多了。在運行調(diào)試中要根據(jù)機床本身的機械特性設(shè)置剛性攻絲必須的一組參數(shù) (見表 l) 。參數(shù)設(shè)置好后就可以直接使用固定循環(huán) G84/G74 指令編程 , 其格式舉例如下 : 表 1 剛性攻絲參數(shù)表 功 能 參 數(shù) 攻絲最高主軸轉(zhuǎn)速 N0.5241 - N0.5244 主軸與攻絲軸的時間常數(shù) N0.5261 - No.5264 剛性攻絲軸回路增益 N0.5280 - N0.5284 剛性攻絲時攻絲軸移動位置偏差量的極限值 N0.5310 剛性攻絲時主軸移動位置偏差量的極限值 N0.5311 剛性攻絲時的攻絲軸停止時的位置偏差量極限值 N0.5312
一、伺服放大器的熱保護斷開如何處理。1． 我們在處理這方面的問題時，發(fā)現(xiàn)當我們關(guān)機一段時間后，再開機（加工中心），如果沒有報警產(chǎn)生，則可能是精工機床的負載太大，又或者是伺服電機出現(xiàn)了故障，這時需要檢修機械或者是更換伺服電機。2． 如果這臺精工機床還有出現(xiàn)報警的情況，那么需要檢查一下伺服電機上的熱保護開關(guān)是否斷開或反饋線斷線，如果是這方面出現(xiàn)了問題，我們要及時處理一下。3． 更換伺服放大器。二、當發(fā)現(xiàn)伺服放大器檢測到電機負載太大（硬件檢測）的時候，我們應(yīng)該如何處理這類問題呢？1． 首先要細心檢查一下電機的機械負載是否太高了，太高的話需要處理。2． 還要檢查一下電機是不是轉(zhuǎn)動不靈活了（當出現(xiàn)有機械摩擦的時候會出現(xiàn)這種情況）。三、如果我們發(fā)現(xiàn)精工機床伺服放大器檢測到放電電路熱保護斷開。1． 遇到這種情況，首先要檢查是否連接有外部放電單元，如果沒有，連接器CX11-6必須短接。2． 觀察如果不是一開機就有此報警，而是加工到一定時間后才報警，關(guān)機等一段時間后再開無報警，則檢查是否機械側(cè)故障，或有頻繁加減速，修改加工程序或機械檢修。3． 用萬用表檢查連接器的CX11-6兩端是否短路，如果開路，更換放電單元或連接線。4． 伺服放大器的內(nèi)部過熱檢測電路故障，更換伺服放大器。參考點返回異常報警。按正確的方法重新進行參考點返回操作。靜止或移動過程中伺服位置誤差值太大，超出了允許的范圍。1．檢查一下PMM參數(shù)110（靜止誤差允許值）以及182（移動時的誤差允許值）是否與出廠時的一致。2．如果遇到這種情況是一開機就出現(xiàn)的報警，那么我們可以知道，這時候的指令電機根本沒有旋轉(zhuǎn)，而有可能是伺服放大器或電機故障，檢查一下電機或動力線的絕緣，以及各個連接線是否有出現(xiàn)松動。三，當我們檢測到主回路有異常電流的時候該如何處理。1． 首先要檢查一下PMM參數(shù)的設(shè)定是否正確：30（為電機代碼），70-72，78，79，84-90，如果在正常加工過程中突然出現(xiàn)，而沒有人動過參數(shù)，則不用再去檢查。2． 我們可以拆下電機動力線，再上電檢查一下，如果還有報警產(chǎn)生，則需要更換伺服放大器，如果沒有報警產(chǎn)生的情況，我們可以用兆毆表檢查電機的三相或動力線與地線之間的絕緣電阻，如果出現(xiàn)絕緣異常，那么我們需要更換電機或者是動力線。3． 如果電機絕緣和三相電阻正常，更換編碼器，或伺服放大器。還有一個問題是，當精工加工中心的系統(tǒng)開機自檢后，如果沒有出現(xiàn)急停和報警，則發(fā)出*MCON信號給此伺服放大器，我們的伺服放大器接收到該信號后，接通主繼電器，送回*DRDY信號，如果系統(tǒng)在規(guī)定時間內(nèi)沒有接收到VRDY信號，則發(fā)出此報警，因此，上述所有通路都是故障點。1． 如果您的精工加工中心出現(xiàn)這種情況，大家要檢查各個插頭是否接觸不良，包括指令線和反饋線。2． 除了第一項，我們還要查一下LED是否有顯示，如果沒有顯示，那么則有可能是板上未通電或電源回路壞。需要徹底檢查一下外部24V是否處于正常的狀態(tài)。3． 查一下外部交流電壓是否都屬于正常，這時包括3相200V輸入（連接器CX11-1），24V直流（連接器CX11-4）4． 查控制板上各直流電壓是否正常，如果有異常，檢查板上的保險及板上的電源回路有無燒壞的地方，如果不能自己修好，更換放大器或送FANUC修理。5． 除了以上四點之外，大家還需要仔細觀察一下，加工中心上的REAY綠燈是否變亮后（吸合）又滅，還是根本就不吸合（一直不亮）。如果我們看到的情況是吸合后再斷開，那么根據(jù)經(jīng)驗判斷則有可能是繼電器的觸點不好，需要更換繼電器，而如果是木工機械或粉塵較大的工作環(huán)境，那么還可以判斷是繼電器的觸點不好。如果根本就不吸合，那么該單元的繼電器線圈不好或控制板不好或有斷線，可通過測繼電器的線圈電阻來判斷是否正確。6． 觀伺服單元的上是否還有別的報警，如果有，則需要先排除此報警。7． 檢查J5X（*ESP）是否異常，將該插頭拔下，用萬用表測量插腳17和20之間應(yīng)短路。如果為開路，則為急?；芈酚泄收?。8． 檢查CX11-6熱控回路是否斷開。正常都應(yīng)該短接或短路。9． 如果以上都正常，則為CN1指令線或系統(tǒng)I/O LINK故障。10． 檢查系統(tǒng)是否有其他報警，比如電機反饋報警，如果有，先排除此報警。
宏程序在加工中心在線測量中的應(yīng)用 加工中心在線測量系統(tǒng)是構(gòu)成精工機床質(zhì)量保證體系的一個重要環(huán)節(jié)。目前可以利用在加工中心上直接配備觸發(fā)式測頭進行在線檢測，它將加工和檢測集成在一起，減少了測量時間，同時可實現(xiàn)部分三坐標測量機的測量功能。但是利用這種方法測量零件，其檢測程序的編制往往比較繁瑣、易錯、無通用性。將精工宏程序引入到在線檢測中，用戶可以自行開發(fā)出一些宏程序庫，并通過對宏程序賦值調(diào)用的方法，生成所需要的實際測量程序，控制加工中心自動完成測量任務(wù)。尤其對于復(fù)雜零件，可以極大地減少編程量，提高測量效率和準確性。１ 檢測對象 加工中心在線檢測系統(tǒng)的檢測對象為在加工中心上進行加工的零件。加工中心一般適宜加工比較復(fù)雜、工序多、要求高的零件。實際上這些復(fù)雜的零件大多是由幾種基本體組合而成的，也就是常說的組合體。我們可以將一個復(fù)雜零件按照不同特征分解為不同的基本體，分別對這些基本體進行測量，然后進行數(shù)據(jù)處理，獲得組合體的測量數(shù)據(jù)。例如在檢測兩孔中心距的過程中，可通過兩次調(diào)用測量圓孔的宏程序得出兩孔的中心坐標，再計算出兩圓孔中心距。 基本體的測量包括常見的點、線、面、圓孔、圓柱、圓錐，凸臺類、凹槽類、球、橢圓等等。可對這些基本體分別開發(fā)出相應(yīng)的測量宏程序組成宏程序庫，對于使用較多的形體還可以隨時加入到庫中，不斷完善和豐富用戶宏程序庫。２ 檢測路徑的規(guī)劃 加工中心在線檢測系統(tǒng)是一種通過采樣來進行測量的系統(tǒng)，對于采到的點可以肯定地判斷是否在公差允許的范圍內(nèi)，對于未采到的點卻不能。這樣一來，雖然采到的點全部在公差允許的范圍內(nèi)，但據(jù)此并不能保證未采到的點也在公差范圍內(nèi)。而且采樣點的數(shù)量及分布的不同往往會有不同的測量結(jié)果。通常情況下，采用增加測量點個數(shù)的方法來提高測量精度，但測量點數(shù)的增加會使測量效率大大降低。如何協(xié)調(diào)兩者的關(guān)系是在線檢測系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容。對測量點的選擇原則是：首先要滿足檢測精度的要求；其次要盡量提高測量效率。在生成檢測 路徑時，盡可能使測量路徑最短。例如圓孔的測量可采用４點測量方法，先沿ｙ向進行圓心找正，然后沿ｘ 向測量，再沿ｙ向測量。其測量路徑軌跡如圖１所示。 在進行在線檢測的路徑規(guī)劃時，首先要對零件所有特征的可測性進行檢查，然后按照可測性將零件的特征進行分組。對基準特征的檢測必須在以其為基準的其它特征檢測之前進行，因此零件初次裝夾之后，有關(guān)的基準特征應(yīng)該是可測的。３宏程序庫的建立３．１ 引入宏程序的意義 在實際應(yīng)用中，通常希望表示某一類零件的形狀和尺寸的程序指令是一個變量而不是一個確定值，針對這一類零件，可以通過賦值的方法獲得它的實際尺寸，我們把這類程序稱為宏程序體，簡稱宏程序。由此可以看出，精工語言的編制規(guī)則及指令形式雖與計算機語言不同，但使用方法是一致的。其中的宏程序就相當于計算機語言中的子程序，只有調(diào)用賦值時才能運行。因此在測量過程中可以利用宏程序的這一特點編制測量宏程序庫，通過調(diào)用賦值自動生成測量程序。圖２為宏程序的調(diào)用示意圖。 摘要： 分析了宏程序編制的基本原則，開發(fā)出了多種基本體和組合體的測量宏程序庫。通過對宏程序的調(diào)用賦值，可以自動完成各種復(fù)雜零件的測量任務(wù)，提高了測量效率。 兩圓孔中心距的測量主程序表 主程序 ％Ｏ７４０１； Ｇ５４Ｇ９０Ｇ００Ｘ０Ｙ０Ｚ０；Ｇ６５Ｐ７４００Ｂ５．Ｃ５００．Ｆ５０．Ｓ５．Ｔ２．Ａ５０．Ｄ７０．；＃１４＝＃１２０；＃１５＝＃１２１； Ｇ６５Ｐ７４００Ｂ５．Ｃ５００．Ｆ５０．Ｓ５．Ｔ２．Ａ１００．Ｄ４５．； ＃４＝ＳＱＲ（（＃１４－＃１２０）＊（＃１４－＃１２０）＋（＃１５－＃１２１）＊（＃１５－＃１２１））；ＰＯＰＥＮ；ＤＰＲＮＴ［Ａ＃４［３５］］；ＰＣＬＯＳ；Ｍ３０；％ 說明 程序開始標志 程序號 工件坐標系設(shè)定調(diào)用測量圓孔１的宏程序 取出圓孔中心坐標Ｘ值取出圓孔中心坐標Ｙ值調(diào)用測量圓孔２的宏程序 計算兩孔中心距打開通訊口輸出兩孔中心距值關(guān)閉通訊口程序結(jié)束程序結(jié)束標志３．２用戶宏程序基本檢測指令 Ｇ３１是在線檢測程序中最常用的基本檢測指令，它 是精工系統(tǒng)自定義的帶有續(xù)效性的跳步指令。指令工作原理是：當測頭碰觸工件表面時，接觸信號發(fā)生，控制系統(tǒng)接收此信號并同時將ｘ、ｙ、ｚ坐標值儲存起來并保持不變，僅當下一個跳越信號發(fā)出后才能改變，然后立即停止執(zhí)行該程序段的剩余部分，轉(zhuǎn)向下一個程序段。Ｇ９２是工件坐標系設(shè)定指令，工件坐標系的原點就是程序的原點（或編程零點）。這是一個非運動指令，設(shè)定工件坐標系的原點。Ｍ０２為程序結(jié)束指令，它的功能是在完成程序段的所有指令后，使主軸進給等停止。外部輸出指令是加工中心在線測量系統(tǒng)與外部處理器進行通訊的重要指令，它包括開通指令ＰＯＰＥＮ；關(guān)閉指令ＰＣＬＯＳ；數(shù)據(jù)輸出指令ＢＰＲＮＴ和ＤＰＲＮＴ。３．３ 用戶宏程序中變量的種類 變量可分為局部變量、公用變量和系統(tǒng)變量三類，各類變量的用途和性質(zhì)是不同的。局部變量＃１￣＃３３，它是在一個宏程序中局部使用的變量，用于自變量的轉(zhuǎn)換。公用變量＃１００￣＃１４９和＃５００￣＃５０９，它對于由主程序調(diào)用的各宏程序是公用的，斷電將清除＃１００￣＃１４９的公用變量，而＃５００￣＃５０９的公用變量卻不被清除，具有斷電保護功能。系統(tǒng)變量有明確的使用規(guī)定，用戶不能隨意使用。３．４ 用戶宏程序開發(fā)的原則 每個宏程序開發(fā)過程都不是孤立的。為了形成一個功能強大的檢測系統(tǒng)，宏程序的開發(fā)就必須遵循某些共同約定，以形成一套完整的宏程序功能體系。因此，針對完成某一種測量功能的宏程序的開發(fā)，編程者往往要考慮以下幾個問題： （１）由于精工系統(tǒng)不同，宏程序變量和精工指令也不盡相同。為了得到一個通用的宏程序體系，編程者要對各種系統(tǒng)進行廣泛的比較和分析。 （２）機床類型與測頭類型也會影響宏程序的編制。由于機床和測頭類型的不同組合可使不可測面與可測面相互轉(zhuǎn)化。比如：三軸立式加工中心上，若工件位置不動，單向測頭無法測垂直于Ｚ軸的孔，而對垂直分布式測頭來說則成為可能。 （３） 要明確測量對象屬序前測量還是屬序中或序后測量。序前測量時不知被測零件的位置坐標，需手動導(dǎo)引測頭進入測量區(qū)；而序中或序后測量由于有準確的位置坐標，可通過程序?qū)崿F(xiàn)自動測量。 （４）根據(jù)不同的測量對象，選定與之相匹配的測量方法，規(guī)劃最優(yōu)檢測路徑。 （５）所用公用變量是否與整個宏程序系統(tǒng)相統(tǒng)一。若＃５００～＃５０４用來保存特定信息或其它重要參數(shù)，就不能用它來保存坐標值。即對于一個完整的宏程序系統(tǒng)，其公用變量的使用尤其是保持型公用變量的使用都要遵循最初的設(shè)計和安排。做到這一點可保證子程序間無誤地傳遞數(shù)據(jù)。 （６）由于局部變量擔負著調(diào)用子程序時參數(shù)傳遞的 任務(wù)，因此對于局部變量的使用也要注意進行適當?shù)囊?guī)劃，保證所有參數(shù)含義的一致，例如宏程序都使用Ｃ傳遞接觸速度，Ｓ傳遞測球直徑等。３．５用戶宏程序開發(fā)舉例 下面以測量兩個圓孔中心距為例來說明宏程序在加工中心在線檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用，兩圓孔直徑分別為５０ｍｍ和１００ｍｍ。測量設(shè)備為ＦＡＮＵＣ６Ｍ精工系統(tǒng)、ＭＡＫＩＮＯ立式加工中心、ＲＥＮＩＳＨＡＷＭＰ３型測頭。在線檢測軟件界面如圖３所示。 在檢測之前先確定機床類型、測頭種類及精工系統(tǒng)類型，然后設(shè)定測量參數(shù)，像測球直徑、后退距離、測量重復(fù)次數(shù)等。調(diào)用測量圓孔的宏程序，根據(jù)第一個孔的測量參數(shù)進行賦值，生成第一個孔的測量程序，并在程序編輯區(qū)顯示出來，再次調(diào)用圓孔的測量宏程序，重復(fù)上一步驟，顯示出第二個孔的實際測量程序，然后再對檢測程序作進一步的編輯，最終生成兩孔中心距的檢測程序。經(jīng)編輯后的測量兩孔中心距的測量主程序為下表所示。最后將生成的測量程序通過串行通訊接口傳輸給加工中心進行檢測。