FANUC 0IC/D全閉環(huán)控制方式的建立及應(yīng)用實例

李 丹

（四川建筑職業(yè)技術(shù)學院，四川 德陽618000）

FANUC 0i系統(tǒng)全閉環(huán)系統(tǒng)系統(tǒng)，是指用光柵作為位置檢測元件的直線軸或安裝有直接角度檢測編碼器的回轉(zhuǎn)軸的控制系統(tǒng)?？稍谕瓿砂腴]環(huán)的設(shè)定與調(diào)試基礎(chǔ)上，通過在CNC上進行分離形檢測接口配置和設(shè)定完成。

1 全閉環(huán)系統(tǒng)硬件建立

1.1 硬件連接

全閉環(huán)與半閉環(huán)都是采用CNC上接口COP10A，通過FSSB總線（光纜）傳送CNC數(shù)字指令，也通過此光纜將反饋信息送回CNC.

全閉環(huán)與半閉環(huán)的主要區(qū)別在測量系統(tǒng)上。半閉環(huán)系統(tǒng)將伺服電機的內(nèi)置編碼器作為檢測元件，全閉環(huán)則還需要采用獨立的光柵尺或編碼器，通過“外置檢測器接口單元”（即光柵適配器）與CNC相連，并作為FSSB從站之一。硬件連接見圖1.

圖1 FANUC 0i閉環(huán)系統(tǒng)硬件連接

2 全閉環(huán)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定

2.1 FSSB網(wǎng)絡(luò)配置

建立全閉環(huán)系統(tǒng)，需要先完成FSSB網(wǎng)絡(luò)（半閉環(huán)）的配置。操作如下：

功能鍵“SYSTEM”→軟功能擴展鍵5次→軟功能鍵“FSSB”，進入FSSB網(wǎng)絡(luò)配置引導操作界面。

按下軟功能鍵“AMP”，進入“驅(qū)動器設(shè)定”界面，如圖2所示。在此界面，完成完成FSSB網(wǎng)絡(luò)（半閉環(huán)）的配置，具體參見參考文獻[1].

圖2 FSSB網(wǎng)絡(luò)配置—驅(qū)動器設(shè)定界面

2.2 全閉環(huán)的設(shè)置

2.2.1 FSSB網(wǎng)絡(luò)配置-軸設(shè)定的設(shè)置

在“FSSB”網(wǎng)絡(luò)配置引導操作界面，按下“AXIS”鍵，進入FSSB網(wǎng)絡(luò)配置-軸設(shè)定頁面中，如圖3所示，將坐標軸的位置測量反饋輸入到分離檢測單元M1、M2對應(yīng)接口上。

圖3 FSSB網(wǎng)絡(luò)配置—軸設(shè)定界面

M1、M2：對應(yīng)圖1中外置檢測器接口單元1、外置檢測器接口單元2；M1、M2值為使用接口的值；JF101～JF104設(shè)定值分別為1～4，如為半閉環(huán)，不使用外置檢測器接口單元，其值設(shè)為0。

例如：當X、Y軸的線性光柵分別與外置檢測器接口單元1的接口JF101、JF102連接時，應(yīng)將X軸的M1設(shè)定為1，將Y軸的M1欄設(shè)定為2.

2.2.2 全閉環(huán)的FSSB系統(tǒng)中伺服參數(shù)設(shè)定

建立全閉環(huán)的FSSB系統(tǒng)，必須設(shè)定伺服參數(shù)[2]。

（1）參數(shù)PRM1905的#7、#6：是否使用外置檢測器接口單元。使用外置檢測器接口單元1（M1），1905的#6為1，不使用為0；使用外置檢測器接口單元2(M2)，1905的#7為1，不使用為0.

（2）參數(shù)PRM1910～1919：從屬器轉(zhuǎn)換地址號。第1個外置檢測器接口單元（離CNC近的）設(shè)為16，第2個外置檢測器接口單元（離CNC遠的）設(shè)為48.

（3）參數(shù) PRM1936（M1）和 1937(M2)：光柵適配器連接器號。設(shè)定值為占用接口號減1。例如：X軸占用外置檢測器接口單元1的JF101，則X軸對應(yīng)PRM1936值為0（1-1=0）；Y軸占用外置檢測器接口單元1的JF102，則Y軸對應(yīng)PRM1936值為1（2-1=1）。

（4）CNC參數(shù)PRM1815.1=1，生效分離檢測接口。

2.2.3 全閉環(huán)的初始化伺服參數(shù)的設(shè)定

以下參數(shù)的設(shè)定值，全閉環(huán)與半閉環(huán)不同；本文僅對全閉環(huán)設(shè)定值進行說明。

（1）PRM2084/PRM2085（N/M）：柔性齒輪比（也稱檢測倍乘率DMR）[3]

（2）PRM1821

（3）PRM2024

以上參數(shù)設(shè)定完成后，全閉環(huán)控制系統(tǒng)建立。

3 全閉環(huán)設(shè)定的實例

實例1：某機床X軸（直線軸）采用串行輸出光柵尺建立位置全閉環(huán)系統(tǒng)，最小移動單位為0.001 mm，絲杠螺距為10 mm（電機與絲杠直連）；光柵尺的分辨率0.0005 mm，零脈沖間距為50 mm；光柵尺的連接接口為分離形檢測單元1的接口JF101。試確定位置控制系統(tǒng)的參數(shù)。

解：根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，全閉環(huán)參數(shù)設(shè)定如下：

①在FSSB網(wǎng)絡(luò)配置的“軸設(shè)定”頁面（見圖3）將X軸的M1欄設(shè)定為1；

②參數(shù)PRM1905的#6設(shè)為1；1905的#7為0;

③PRM1936（M1）設(shè)為 0；

④參數(shù)PRM1910～1919：根據(jù)分離形檢測單元1（M1）與CNC的安裝順序，其中之一設(shè)為16，例如M1安裝位置距離CNC的第3位，則PRM1912=16

⑤參數(shù)PRM1815.1=1，生效分離檢測接口；

⑥參考計數(shù)器容量設(shè)定為RM1821=50/0.001=50000；

⑦柔性齒輪比參數(shù)：N/M=0.0005/0.001=1/2，即 PRM2084=1，PRM2085=2；

⑧電機每轉(zhuǎn)位置反饋脈沖數(shù)：PRM2024=10/0.0005=20000；

實例2：某機床的A軸位置全閉環(huán)系統(tǒng)，其最小移動單位為0.001O，減速比為1/2（電機每轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺運動180O），位置檢測元件為220的編碼器，輸出接口為分離檢測單元1的JF104.試確定全閉環(huán)系統(tǒng)參數(shù)。

①在FSSB網(wǎng)絡(luò)配置的“軸設(shè)定”頁面（見圖3）將A軸的M1欄設(shè)定為4；

②參數(shù)PRM1905的#6設(shè)為1；1905的#7：0；

③PRM1936（M1）設(shè)為 3；（4-1=3）；

④參數(shù)PRM1910～1919：根據(jù)分離形檢測單元1（M1）與CNC的安裝順序，其中之一設(shè)為16；

⑤參數(shù)PRM1815.1=1，生效分離檢測接口；

⑥參考計數(shù)器容量設(shè)定為PRM1821=360/0.001=360000；

⑦柔性齒輪比參數(shù)：220的編碼器電機每轉(zhuǎn)脈沖計算值為 1000000，因此 N/M=(360/1000000)÷0.001=9/25，即 PRM2084=9，PRM2085=25；

⑧電機每轉(zhuǎn)位置反饋脈沖數(shù)：PRM2024=12 500/2=6 250.

4 結(jié)束語

FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)全閉環(huán)建立，在完成半閉環(huán)的設(shè)定與調(diào)試基礎(chǔ)上，通過在CNC上進行分離形檢測接口配置和設(shè)定完成的。

[1]宋 松.FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)連接調(diào)試與維修診斷[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010:144-150.

[2]北京發(fā)那科機電有限公司.FANUCSeries0-MODELD/FANUC Series 0Mate-MODELD參數(shù)說明書[Z].北京：.北京發(fā)那科機電有限公司，2004.

[3]劉永久.數(shù)控機床故障診斷與維修技術(shù) [M].北京：機械工業(yè)出版社，2007:90-93.