几种典型CNC系统的限位保护解析.pdf

2 0 1 2年 2月 第 4 0卷 第 4期 机床与液压 MACHI NE TO0L HYDRAUL I C S F e b 2 01 2 Vo 1 4 0 No 4 DOI 1 0 3 9 6 9 j is s n 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 2 0 4 0 3 2 几种典型 C N C系统的限位保护解析 韩加好 陈颖 孙建英 1 连云港职业技术学院 江苏连云港 2 2 2 0 0 6 2 常州轻工职业技术学院 江苏常州2 1 3 1 6 4 摘要 以日系的 F A N U C系统 德系的 S I N U ME R I K系统和国产的G S K系统为例 结合生产中使用经验 分析了机床软 硬限位的基本方法和关系 说明了机床限位的设定要点 软硬限位的设定顺序 对设置过程中的参数解锁和限位解除等重 要问题也作了详细说明 为生产现场限位保护设置 限位故障解决提供参考 关键词 C N C 限位保护 参数解锁 限位解除 中图分类号 T G 6 5 9 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 2 4 0 9 2 4 The Ana l y s e s a n d Ex p l a na t io n s o f Po s it io n l imit Pr o t e ct io n f o r Ty pica l CNC S y s t e m HAN J ia h a o C HEN Y in g S UN J ia n y in g 1 L ia n y u n g a n g V o ca t i o n a l T e ch n i ca l C o l l e g e L ia n y u n g a n g J ia n g s u 2 2 2 0 0 6 C h in a 2 C h a n g z h o u I n s t it u t e o f L ig h t I n d u s t r y T e ch n o l o g y C h a n g z h o u J ia n g s u 2 1 3 1 6 4 C h in a Ab s t r a ct As e x a mp l e s o f J a p a n S F ANUC s y s t e m G e r ma n S I NUME RI K s y s t e m a n d h o me ma d e GS K s y s t e m co mb in in g p r o d u e t io n e x p e r ie n ce t h e b a s ic me t h o d s a n d r e l a t io n s h ip s o f s o f t a n d h a r d l imit o f ma ch in e t o o l s we r e an a l y z e d T h e ma in p o in t s a n d t h e s e t t in g o r d e r o f s o f t a n d h a r d l imit w e r e e x p l a in e d T h e imp o r t a n t is s u e s in t h e s e t t in g p r o ce s s o f p o s it io n l imit s u ch a s p a r a me t e r s u n l o c k in g a n d p o s it io n l imit l ift we r e d e s cr ib e d in d e t a il I t p r o v id e s e f f e ct iv e r e f e r e n ce f o r p r o t e ct io n a n d t r o u b l e r e mo v a l a b o u t p o s it io n l imit o n p r o du ct io n s it e Ke y wo r d s C NC P o s it io n l imit p r o t e ct io n P a r a me t e r u n l o ck in g P o s it io n l imit l ift 限位是数控机床 的直 线运动轴安全防护 的基本措 施 其主要功能是将数控机床直线轴进给运动限制在 安全合理的范围内 作为机床的维修和操作人员 需 要熟悉各类控制系统限位的设置和维护 由于数控系 统种类繁多 操作和维护人员很难能熟悉各种不同的 系统限位 很多维护人员只熟悉其中一种系统 在实 际工作中表现出 常常找不到其他系统的设定和修改 界面 不能合理设 定机床的限位 对机床 出现 的限位 问题也无从下手 实际上 数控系统主要分两大流 派 即 日系 的 F A N U C系统 和 德 系 的 S I N U ME R I K 系 统 解析这 两大类 系统 以及 国产 的 G S K系统的 限位 就能够帮助使 用和维修人员全 面 清 晰掌握各类 系统 的限位设置 作者拟对各类数控系统限位的设定要 点 软硬限位设定顺序 以及设置过程中的参数解锁 和限位解除等重要问题进行 比较分析 1 数控机床 的限位形式 为了根据需要对数控机床进给轴的行程进行 限 制 数控机床一般都做有限位保护装置 限位保护的 形式 有软 限位 和硬 限位两种 1 1 数控 机床 的软 限位 软 限位就 是在控制 系统设 定数 据进 行位 置 限制 软限位利用机床参数设定机床进给轴极限位置 在机 床行程控制参数中输入各进给轴能够到达的行程的最 大和最小坐标值 当机床轴移动超出到软限位限定位 置时 轴制动 机床产生软限位 超程 报警 1 2数 控机 床 的硬 限位 硬限位是利用行程开关 或接近开关 等限定 机床进给轴极限位置 例如图 1 所示 为一用行程开 1 一 导 轨2 一 行 程 开关 及其 滚 轮3 一撞 块 图 1 用行程开关实现硬限位的实例 收稿 日期 2 0 1 1一 O 1 1 4 作者简介 韩 加好 1 9 7 1 一 男 副教 授 主要 研 究 方 向为 数 控 技术 和 先 进 制造 技 术 应 用 E ma i l j i a h a o h a n y a ho o co n cn 第4期 韩加好 等 几种典型 C N C系统的限位保护解析 9 3 关实现硬限位的机床轴示例 当轴运动到硬限位位置 时 与进给轴一起运 动的行 程开关 上的滚轮 2 会 被装 在机床导轨上 1的撞块 3压下 此 时进给 电路会 被切 断 轴制动 并发 出硬 限位 超程 报警 1 3软 硬 限位 的关 系 在数控机床上软 硬两种限位方式均应使用 合理设置 的软限位一般应该是在机床硬限位之 前 即软限位先起作用 硬限位是在其之后的第二重 限位保护 可以以机床z 轴的软硬限位为例来说明两 者 限位关 系 如图 2所示 软 限位 限定 的位置一般在 硬限位之前 3 5 m m 在正常情况下 由软限位来设 定机床 的有效 行程 硬限位没有动作 的机会 机床超 程 超越限位所设定的行程 时 软限位起作用 进给轴会中止运动 从而被限制 硬限位主要在两种 情况下会起作用 1 软限位 设置不 正 确 不能 起 到限位作用 例如有些使用者 没有对软限位的值进 行设定 而系统里默认值是计数最大值 2 当某 一 轴离软限位点距离很近 而此时轴快速向软限位方 向启动 可能会冲过软限位点 此时硬限位起作用 例如 有些机床 操作者在回完参考点后 此时离软 限位已经很近 如果此时误向限位方向快速进行轴运 动 可能发生此种情况 在机床限位调整时 应该将 软限位与硬限位结合起来一并调整 这样才能充分发 挥机床的限位保护作用 二 I 1 I I I l l 3 5 1 1 1 11 11 一 l 一 L1 0 i l l I n L 3 5 n l lq i 图2 软硬限位限位关系所示 2软 限位值的设置 2 1 软 限位参数 软限位是利用机床参数设定机床进给轴极限位置 的 需要说明的是 输入到软限位参数中的坐标值要 取机床坐标值 并且在不同数控系统的机床里 输入 软限位 值的系统参数也是不同 的 表 1 列 出了几种 典 型数控系统的软限位设置 的参数 表 1 典型 系统 的软限位参数 在 设 置 时需 要 特 别 注 意 的是 数 值 的单 位 F A N U C系统及与其相近的系统是用 m为单位 而 S I M E N S系统 是用 m m为单位 2 2软 限位 参数 输入 为防止对机床重要参数 的误操作 数控 系统 有相 应 的参数锁定措施 只有在参数解锁后 才可修 改软 限位 参数 软限位的设定步骤是 参数解锁一设定一 参数锁 不同系统软限位值的取定方式是一致的 但 参数解 锁方法是不 同的 在此对几种典型数控 系统的 解锁 方法说明如下 1 F A N U C 0 i C系统 P WE 1 参 数可写入 具体步骤是先将机床打到 M D I 方式 然后选择 S E T T I N G按界面 调出如图 3所示的参数写入设按画 面 将光标移 到 参数写 入 0 这一 行 然后 按面 板上数 字键 1 后 再 按 面 板 上 的 I N P U T 键 此行被改为 参数写入 1 完成设置 如图3中第 一 行所示 此时 机 床 的显 示屏 会 对应 出现 1 0 0号报 警 警告机床处于参数可以修改的状态 一般在设置 好参数后 再改回为 参数写入 0 即可消除此报 警 也可以直接用机床面板上的 C T R L C A N 强 制去掉此项报警 SETT I NG HANDY 参 数 写 入 TV 校 正 P UN C H Co DE 1 l88 N 0 0 0 0 0 不 可 1 可 O O OFF 1 0N 1 日 E I A 1 I SO O 0 MM 1 I NCH 4 0 35 频 道NO 0 0 OFF 1 ON O 0 焦 交 换 1 F 1 0 1 1 99 99 程 序 号 2O OO 顺 序 号 图 3 F A N U C系统参数可写入设定界面 2 s I N U ME R I K 8 0 2 C系统 制 造商 以上 级别 口 位道式止止 单鳆号格停停 入0 序带 序序 翰 疆磁 排排 0 0 0 入 T 翰 F 0 o 一 s 他 入 翰 4 l 0 0 0 N 0 阴 断 水l L 料 通 r 接 S A 仆 料 索 梭 C D o M N L 第 4期 韩加好 等 几种典型 C N C系统的限位保护解析 9 5 5 解除报警 之后再移回坐标轴使限位报警 再次 出现 观察所 限位置是否合适 如果不合 适须重 新调整 6 记录合理硬限位时的机床坐标值 备用 解除报警 3 2软 限位 的设 定 I 将记录的硬限位机床坐标值减去或加上 5 1 0 m m 得 到软 限位值 记录下来 2 写 入对 应参 数 中 即 F A N U C的 1 3 2 0与 1 3 2 1 参数 S I ME N S 8 0 2 C的 3 6 1 0 0与 3 6 1 1 0参数 或 G S K的4 5 4 8号参数 记录限位值 3 关 闭参数锁 4 运动验证软限位并解除 4限位解除 当进给轴移动超出机床的行程后 机床的限位就 会起作用 机床出现报警 造成 手动或手轮操作时 对应 坐标轴不能继续运动 自动加工 时所 有坐标 轴会 停止加工 此时 应认为机床发生了限位故障 要解 除限位故障 首先要区分故障属于哪一类 即是软限 位还是硬限位 可以通过观察报警信息或者是观察进 给轴的位置 I 软限位解除 一般只要将超程轴 向超程的 反方向移动退出超程区域后 按复位键 即可消除报 警 机床恢 复正常 2 硬 限位解除 一般需在按住机床上 超程 释放 超程解除 的同时 向反方 向移动 如果机 床没有释放按钮 则需设法反方 向盘动丝杠 注意 此时要按下急停 否则 电气 自锁 5 结束语 机床的限位保护是机床一项很重要的保护措施 通过合理的设置 可以有效地预防一些恶性撞击事故 的发生 作为机床的操作人员应该熟练掌握软硬限位 设定的技巧 限位解除的方法 文中对几种常见典型 系统的限位设置 解除等作了较为详尽的阐述 能为 同系列的机床提供参考 同时希望能为其他系统的机 床限位调整提供有益参考 参考文献 I 西门子 中国 有限公司 S I N U M E R I K 8 0 2 C简明安装调 试 M 2 0 0 6 2 B E H I N G F A N U C机电有 限公司 B E L L I N G F A N U C 0 i C 系统参数说明书 M 2 0 0 4 3 广州数控设备有限公司 G S K 9 8 0 T A车床数控系统产品 说明书 M 2 0 0 5 4 孙红云 机床检测及精度修正浅析 J 机床与液压 2 0 o 9 8 1 6 5 1 6 8 5 张书涛 刘延斌 数控设备的远程监控及故障诊断系统 设计 J 机床与液压 2 0 1 0 2 1 1 3 7 1 4 0 6 张亚萍 数控机床上测头系统测量程序 的开发 J 机 床与液压 2 0 1 0 2 2 1 1 9 1 2 0 上接 第9 1页 G01 X 2 0 0 Y一 1 7 5 G9 0 G01 X 2 0 0 Y 2 0 0 G0 0 G 4 0 X 40 0 Y 40 0 m0 2 选择显示平面为 X Y平面轮廓与刀具轨迹 演示 结果如图 7 所示 其中内部线条为编程轨迹 外部线 条 为刀具补偿后 的轨迹 m 1OO 一一 g4 1 t102 00 0 x O