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　　針對插齒機(jī)主軸精確定位要求，先后嘗試了接近開關(guān)定位、編碼器零脈沖定位和NC回零定位三種定位方式，對這三種方式的試驗(yàn)方法、試驗(yàn)結(jié)果以及調(diào)試注意事項(xiàng)進(jìn)行了說明，最終確定通過系統(tǒng)NC回零方式的定位穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性最好。

　　1. 問題的提出

　　插齒機(jī)在啟動、停止或進(jìn)行調(diào)整時對主軸位置有比較嚴(yán)格的要求，如退刀時要求主軸上停，在進(jìn)行大行程自動調(diào)整時也要求主軸有固定的停止位置。下面對我公司新產(chǎn)品YKW5165多功能插齒機(jī)（見圖1）的主軸精確定位方法進(jìn)行探討。

　　圖1 YKW5165多功能插齒機(jī)

　　該新產(chǎn)品主軸采用了西門子交流伺服電動機(jī)作為動力單元，由于該電動機(jī)內(nèi)置了增量式編碼器，故在每次斷電重啟后，無論之前顯示的位置是多少，均會將其重新設(shè)置為零，故不能保持通電前后位置的統(tǒng)一，也就無法滿足對主軸的精確定位要求。為了解決此問題，在調(diào)試過程中，先后試驗(yàn)了以下幾種定位方法。

　　2. 接近開關(guān)定位

　　通常情況下，采用主軸JOG運(yùn)行信號，使主軸運(yùn)行，當(dāng)主軸與上停開關(guān)接觸時，開關(guān)發(fā)訊，從而斷開主軸JOG運(yùn)行信號，主軸停止，實(shí)現(xiàn)定位。但這樣定位的精度比較低，而且重復(fù)性不好，經(jīng)測試定位誤差在3°左右。另外，接近開關(guān)定位方式受主軸速度的影響很大，主軸沖程速度越高，定位誤差越大，故這種定位方式不能滿足設(shè)計(jì)要求。

　　3. 電動機(jī)編碼器的零脈沖定位

　　因主軸電動機(jī)自帶增量式編碼器，故可以將主軸電動機(jī)當(dāng)成增量式伺服電動機(jī)，當(dāng)檢測到外部開關(guān)信號后，電動機(jī)再找零脈沖，實(shí)現(xiàn)定位。但是，該軸設(shè)計(jì)時的減速比為25∶9，不是整數(shù)，通過試驗(yàn)證明該定位方式也有較大的定位誤差，故該方法也不能滿足設(shè)計(jì)要求。

　　4. NC系統(tǒng)回零定位

　　當(dāng)系統(tǒng)通電后，第一次實(shí)現(xiàn)主軸定位控制時，首先利用外部開關(guān)發(fā)出的信號，給NC系統(tǒng)回零，保持每次零位一致，然后再進(jìn)行定位控制。經(jīng)過試驗(yàn)表明，該控制方式精度高、效果好，完全滿足控制要求。在定位調(diào)試過程中，需要注意以下幾個方面：

　　（1）元件選擇：要求選擇高精度的感應(yīng)式接近開關(guān)作為檢測元件，如施耐德XL118-BLPAL5C。

　　主軸定位的精度主要取決于接近開關(guān)的精度，當(dāng)金屬與接近開關(guān)接近時，接近開關(guān)產(chǎn)生上升沿信號（電平+24 V DC）。

　　（ 2 ） 與西門子840D sl 數(shù)控系統(tǒng)連接。將接近開關(guān)輸出接到NCU7×0.2的X122的12腳，并保持接近開關(guān)的地與X122的9腳共地（見圖2）。

     
　　圖2 外部接近開關(guān)接線圖

　　（ 3 ） 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置： 設(shè)定相關(guān)功能參數(shù)和軸參數(shù)。

　　MD34040=10，主軸以8 r/m in的速度定位；MD34060=720，搜索接近開關(guān)的最大距離是720° ；MD35300=10，主軸以8 r/min速度位置控制；MD35350=3，主軸正向定位。

　　（4）控制程序處理：自動方式下定位，編寫加工程序?qū)崿F(xiàn)定位要求，如SPOS=0，即主軸以10 r/min的速度定位到0°位置；手動方式下定位，通過PLC調(diào)用FC18，實(shí)現(xiàn)定位。PLC控制程序如下。

　　CALL “SpinCtrl”
　　Start:=M201.0
　　Stop:=M201.1
　　Funct:=B#16#1
　　Mode:=B#16#3
　　AxisNo:=6
　　Pos:=MD220
　　Frate:=1.000000e+001
　　InPos:=M201.2
　　Error:=M201.3
　　State:=MB244

　　主軸在進(jìn)行回零、定位時，屬于位置控制模式，主軸的減速比以MD31050[0]、MD31060[0]有效，需要正確設(shè)定相關(guān)參數(shù)。

　　通過系統(tǒng)N C回零的控制措施，主軸的定位得到了很好的控制。

　　5. 結(jié)語

　　NC系統(tǒng)回零定位這種程序控制方式不僅解決了插齒機(jī)主軸上停的要求，也解決了該新產(chǎn)品沖程長度自動定位調(diào)整問題，而且其定位穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性都較好。