基于 FANUC 数控系统的模拟主轴的参数设置与调试

0 引言

　　主轴是机床上带动工件或刀具运动的轴，主轴控制的效果将直接影响零件的加工精度。模拟主轴控制是指数控系统输出模拟电压控制主轴，主轴由调速器控制的主轴电机驱动( 常用的调速器是变频器、主轴电机是三相异步电动机) ，可以实现数控机床主轴的启停、正反转以及调速控制。基于 FANUC数控系统的主轴控制主要有模拟主轴控制和串行主轴控制两种类型。模拟主轴系统的结构如图 1 所示。串行主轴控制是指数控系统输出串行数据控制主轴，主轴通常由伺服驱动器控制的伺服电机驱动。模拟主轴控制经济实用、调试方便，在中低档的数控机床中广泛使用。

图 1 模拟主轴系统结构示意图

1 模拟主轴系统的组成

　　基于 FANUC 数控系统的模拟主轴控制系统的气原理图如图 2 所示。其中，FANUC 0i-C 数控系统的 JA40 接口输出 0 ～ 10 V 模拟电压; 三菱 E700变频器的 2、5 端子接收 JA40 接口输出的模拟电压信号，STF、STR 端子接收 JD1A 接口输出的转向信号; 主轴编码器 PG 的反馈信号输入 JA7A 接口。

图 2 模拟主轴控制电气原理图

2 模拟主轴的调试

　　从系统组成的角度，数控机床模拟主轴的调试包括 CNC 中有关主轴的参数与信号的调试，以及变频器本身的参数与信号的调试。调试的目的是保证数控系统能够根据指令发出正确的模拟电压信号，经过变频器调速后驱动主轴正确运行。

　　2.1 CNC 调试

　　CNC 调试时，主要是根据不同的控制要求，设置一些参数，将控制要求反映到主轴转速的模拟量输出上，使之与控制要求一一对应。以基于 FANUC数控系统的某数控车床的模拟主轴控制为例，CNC的转速指令输出极限( 模拟量) 为 10 V，档位 1 ～ 3对应的最高转速分别为 1 000 r/min、2 000 r/min、4000 r / min，CNC 上设定的主轴参数如表 1 所示。设置 CNC 参数时，注意要先打开“参数写入”功能，所有参数的设置完成后，要关闭“参数写入”功能。

表 1 CNC 相关主轴参数

　　当主轴采用模拟量输出时，由于温度、元器件特性的变化，可能会导致实际主轴转速和编程指令转速之间存在较大的误差。