FANUC-31i数控系统在数控立车转台多电动机控制上的应用

　　数控立式车床以其独特的结构在我国制造业中得到了广泛的应用。数控立式车床一般都具有车削功能和铣削功能。传统数控立式车床转台的车削和铣削模式的转换是通过机械齿轮的改变来选择不同的驱动源实现的，驱动源在车削模式一般采用的是由可控硅供电的宽调磁直流电动机来控制，而在铣削模式采用的是交流同步伺服电动机来控制。此种结构的缺点是机械结构复杂，直流电动机体积大。

　　笔者公司综合以上问题开发出新的结构，采用4台交流异步电动机通过减速箱直接驱动转台，这样既能实现车削模式的高转速、铣削模式的高扭矩，同时也不用切换齿轮，大大简化了机械结构并节省安装空间。但此种结构对数控系统的要求较高，所以选用较高端的FANUC-31i以满足要求。

　　本文就FANUC-3li数控系统在数控立车转台4台电动机控制上的应用进行重点介绍。

1 机床基本结构

　　本立车采用FANUC-31i数控系统进行数据处理和控制，由滑板左右进给的x轴、滑枕上下进给的z轴、横梁升降的形轴、转台旋转的主轴1和滑枕内的铣主轴2共同组成一个联动整体。机床的电磁阀和外围控制由系统内置的PMc(可编程控制器)的程序编程来实现。

其中转台的旋转是由4台FANuc异步主轴电动机直接驱动减速箱来实现的(如图1)。

2 转台部分的系统硬件构成

　　此部分的电动机采用的是FANucαi系列主轴电动机和 αi系列B型驱动器，编码器采用德国海德汉公司的ROD886 36000线编码器，信号分配器采用海德汉公司的IBV606把位置和速度信号分配给驱动器1和3上(如图1所示)，这样就共同组成了一套全闭环的控制结构。

3 系统调试

　　3.1功能介绍

　　对于转台部分，要想实现如图1所示的功能，要求CNC订购以下选择功能：“主轴串联控制”、“主轴简易同步控制”和“Cs轮廓控制”。

　　主轴串联控制：实现两台电动机的速度同步控制，加预载值可以起到消除间隙的作用。

　　主轴简易同步控制：实现两台电动机的位置同步控制。

　　Cs轮廓控制：实现主轴电动机的位置控制，从而实现主轴电动机和伺服电动机的插补进给(此功能比较常用，本文不另作说明)。从图1可以看出，电动机SPl/SP2、SP3/SP4为两对串联控制，SPl/SP3为主动轴、SP2/SP4为从(副)动轴。sPl和sP3为一对主轴简易同步控制，SPl为主动轴、SP3为从动轴。

　　主轴简易同步控制用于控制两个串联控制组中的主动轴(SPl，SP3)。

　　如果需要的话，主轴简易同步控制中的从动轴(S P-3)可以使用来自于主动轴(S P-1)的速度环积分器。一般称为扩展积分器复制功能。

两对串联控制中的从(副)动轴SP-2和SP-4，将接收来自各自主动轴(SP-1或SP-3)发出的速度指令和速度积分器数据，并各自使用此数据指令进行动作(速度串联控制)。