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数控机床回转轴应用技术
Mar 9, 2021  来源:沈阳机床(集团)有限责任公司   作者: 马国艳

     M8作为全新的一款智能机床运行平台,是一台可以实现5轴联动的数控机床,机床配置2个旋转轴:A轴和C轴,3个直线轴:X、Y、Z,如图1所示。卧式加工中HMC80e配置了1个等分分度回转轴:B轴,3个直线轴:X、Y、Z,如图2所示。
 
  

图1  M8五轴智能机床 图2  卧式加工中心HMC80e
  
 
   
图2  卧式加工中心HMC80e

  
     1.回转轴设定
  
    (1)轴机床数据
  
     30300 $MA_IS_ROT_AX该轴是否为旋转轴,1表示该轴为旋转轴,0表示该轴为直线轴。
  
     回转轴的编程通常需要以360°单位。使用这种模数特性的前提是将该轴定义为了回转轴。回转轴上“模数”指的是系统自动将回转轴位置换算为 0°~359.999°之间的某个位置。当目标位置超过360°时(比如:增量尺寸编程G91),系统会自动将该位置换算到0°~360°之间。无论是JOG还是AUTO运行方式都支持该换算。 

     30310 $MA _ROT_IS_MODULO该轴是否为模态轴,1表示该旋转轴为模态轴,0表示该旋转轴为非模态轴;该轴参数设置为1后,该轴工作区域就可以通过轴专用机床数据/设定数据(软件限位开关和工作区域限制)定义。
 
      即一旦激活了回转轴的模数换算功能(MD30310$MAROT_IS_MODULO=1),相当于该旋转轴可以无限回转,软件限位开关和工作区域限制失效。如果MD30310 $MA ROT_IS_MODULO= 0,则表示软限位开关和工作区域限制生效,该旋转轴的工作范围为软限位开关设定区域。
  
     此外,30310 $MA_ROT_IS_MODULO=1后,回转轴具有一些特殊属性:该数据同时也定义了程序指令(G90,AC,ACP,ACN或DC)中回转轴的定位方式。在定位时,系统会考虑当前零点偏移的条件下进行360°模数换算,回转轴因此可在一圈内转动到目标位置。
  
     30320$M_ADISPLAY_IS_MODULO该轴位置显示是否为模态数值显示,1表示该旋转轴的位置显示值由系统自动将回转轴位置换算为0°~359.999°之间的某个位置来显示 。 即在回转轴正转时,一旦越过359.999°的位置,系统内部就会周期性的将位置恢为0.000°加以显示;在回转轴反转时,系统同样会将位置换算到°~359.999°内加以显示。0表示该旋转轴的位置显示为绝对位置显示,不进行换算。即回转轴正转1圈后会显示+360°,正转2圈后会显示+720°,以此类推,此时系统会根据线性轴设定来限制显示范围。

     30330_$MA _MODULO_RANGE =360模态轴的范围,该数据用于定义模数范围,系统只接受并显示该范围内的位置值,一般为360°或360°的整数倍。
  
     30340 $MA _ MODULO _RANGE _ START模数范围起始角度 , 其实角度可以为模数范围定义一个不为0的起点;如30340中输入-180后,模数范围便是-180°~+180°;默认值为0,表明模数范围为0°到360°。
  
    (2)回转轴的机床数据组合

  
     M8五轴智能机床的A轴运行范围为220°,起始角度为-110°,位置显示为模数位置的回转轴;C轴运行范围为360°,其实角度为0°,位置显示为模数位置的回转轴。A轴设置:
  
      
   
     2.分度轴
  
     回转轴分两种,一种是数控式回转轴,一种是分度的回转轴。分度的回转轴又分为等分的回转轴和不能分的回转轴两种。机床伺服轴一般数控式回转居多,但是分度式回转轴的价格较为低廉,也被很多用户青睐。
  
    (1)不等分的分度
  
     轴是否为分度轴通常通过机床数据MD30500 $MA_INDEX_AX_ASSIGN_POS_TAB设置:

     30500 $MA_INDEX_AX_ASSIGN_POS_TAB=0 表示该轴不是分度轴: 
     30500 $MA_INDEX_AX_ASSIGN_POS_TAB=1 表示该轴是分度轴,对应的分度轴位置保存在分读位置表1中;
     30500 $MA_INDEX_AX_ASSIGN_POS_TAB=2 表示该轴是分度轴,对应的分度轴位置保存在分读位置表2中;分度位置表中的数据可以是等分的也可以是不等分的,分度位置表由以下参数设置:
      10910 $MN_INDEX_AX_POS_TAB_1 [n] (分度位置表1)
     10930 $MN_INDEX_AX_POS_TAB_2 [n] (分度位置表2)分度位置数在每个分度位置表中最多可以输入60个位置[n = 0 ... 59];实际使用的位置数可由以下机床数据设置:
     10900 $MN_INDEX_AX_LENGTH_POS_TAB_1(分度位置表1的位置数)
     10920 $MN_INDEX_AX_LENGTH_POS_TAB_2 (分度位置表2的位置数)说明:分度位置表中超出上述数量(MD10900或MD10920)的位置无效。
  
     (2)等分的分度轴
  
     30500 $MA_INDEX_AX_ASSIGN_POS_TAB=3时,表示回转轴为等分的分度轴,但是还需要设置如下参数:
     30501 $MA_INDEX_AX_NUMERATOR  等分分度轴的分子
     30502 $MA_INDEX_AX_DENOMINATOR  等分分度轴的分母
     30503 $MA_INDEX_AX_OFFSET 等分的分度轴从0°开始
     30505 $MA _HIRTH_ACTIVE 牙盘轴编程,编程时必须使用POS[B]=CDC(181)或         POS[B]=CIC(180)例如:卧式加工中心HMC80e的B轴运行范围为360°,起始角度为0°,位置显示为模数位置的等分的分度轴,其参数设置如下:

       
  
     3.结束语
  
     本文以M8智能五轴机床的A、C两个回转轴为例阐述了回转的设置,又以卧式加工中HMC80e的B轴为例阐述了回转轴中等分分度轴的设置,本文结合了理论与实际调试经验,详细全面的阐述了各轴回转轴的设置技术,为回转轴的调试工作提供了技术上的帮助。
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