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        摘要：  本文主要介紹基于FANUC系統(tǒng)上自動(dòng)行程潤(rùn)滑的應(yīng)用。

      關(guān)鍵詞：FANUC系統(tǒng)、行程潤(rùn)滑

       引言：

      數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械、電氣、液壓于一身的高速、高精度、高效率的加工設(shè)備，擁有較高的自動(dòng)化水平，有利于提高機(jī)械加工生產(chǎn)效率，如今以廣泛運(yùn)用于加工、石油、汽車等領(lǐng)域。而數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng)，可靠運(yùn)行、維修，以及如何延長(zhǎng)使用壽命，是機(jī)床制造廠家和廣大用戶密切關(guān)注的問(wèn)題。其中機(jī)床導(dǎo)軌、絲杠等機(jī)械部件能否充分潤(rùn)滑是至關(guān)重要的，行程潤(rùn)滑的提出就是基于我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展及用戶對(duì)機(jī)床本身性能及保養(yǎng)而提出的。

      以往數(shù)控機(jī)床大都采用手動(dòng)潤(rùn)滑或定時(shí)潤(rùn)滑，其中手動(dòng)潤(rùn)滑費(fèi)時(shí)費(fèi)事，直接影響到加工效率，而定時(shí)潤(rùn)滑在機(jī)床上電后不加工的狀態(tài)下也潤(rùn)滑，造成了不必要的浪費(fèi)，增加了成本。我們知道，機(jī)床在一次充分潤(rùn)滑后，會(huì)在導(dǎo)軌、絲杠等機(jī)械部件上形成一層薄薄的油膜，當(dāng)機(jī)床進(jìn)給軸來(lái)回移動(dòng)時(shí)，油膜會(huì)由于摩擦逐漸被消耗掉，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)可以得知進(jìn)給軸來(lái)回移動(dòng)多少有效行程，需要再次潤(rùn)滑一次。利用這個(gè)原理可以規(guī)定一個(gè)最大行程，當(dāng)進(jìn)給軸來(lái)回移動(dòng)的有效行程超過(guò)最大值時(shí)，就啟動(dòng)潤(rùn)滑泵（潤(rùn)滑時(shí)間用戶可自行設(shè)定），我們稱之為“行程潤(rùn)滑”，關(guān)鍵問(wèn)題就在于如何獲得進(jìn)給軸移動(dòng)距離的數(shù)據(jù)。

      FANUC數(shù)控系統(tǒng)提供了一個(gè)特殊的功能，“窗口功能”，它是一條PLC編程功能指令，CNC的數(shù)據(jù)可以通過(guò)它進(jìn)行讀和寫，讀寫的內(nèi)容由功能指令代碼來(lái)決定，當(dāng)代碼為“28”時(shí)，窗口功能讀取的就是各進(jìn)給軸的機(jī)械坐標(biāo)值。當(dāng)然讀取的數(shù)據(jù)還需作進(jìn)一步處理，才可用于潤(rùn)滑的自動(dòng)控制，下面就工作原理和部分PLC程序作簡(jiǎn)要說(shuō)明。

       1、工作原理：

      如右圖所示，當(dāng)進(jìn)給軸由A點(diǎn)向B點(diǎn)正向移動(dòng)的同時(shí)讀取A點(diǎn)的坐標(biāo)值，并存到1#寄存器，當(dāng)進(jìn)給軸由B點(diǎn)向A點(diǎn)負(fù)向移動(dòng)的同時(shí)讀取B點(diǎn)的坐標(biāo)值，并存到2#寄存器，然后每當(dāng)反向移動(dòng)的同時(shí)，讓2#寄存器的數(shù)值減1#寄存器的數(shù)值并存到3#寄存器中，即2#－1#＝3#，同時(shí)再把3#寄存器每次得到的差值累加到4#寄存器中，那么4#寄存器中的數(shù)據(jù)就是進(jìn)給軸移動(dòng)的有效行程值，最后拿4#寄存器中的數(shù)據(jù)與5#寄存器中設(shè)定的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)4#≥5#時(shí)，就啟動(dòng)潤(rùn)滑泵，同時(shí)把1#、2#、3#、4#寄存器的數(shù)據(jù)清零，直到潤(rùn)滑延時(shí)到達(dá)由計(jì)時(shí)器設(shè)定的值，以上寄存器開始重新記數(shù)。由于以上數(shù)據(jù)的采集是在進(jìn)給軸反向移動(dòng)的瞬間，而在移動(dòng)過(guò)程中是不運(yùn)算的，所以此功能所得到的數(shù)據(jù)存在誤差，最大誤差就是進(jìn)給軸的最大行程。當(dāng)然此誤差對(duì)于行程潤(rùn)滑的設(shè)定值來(lái)說(shuō)可以忽略不記，或者用戶可以把誤差考慮進(jìn)去，減小潤(rùn)滑的設(shè)定值即可。

      窗口功能指令數(shù)據(jù)格式如下所示：
      首地址給定的是功能代碼“28”，表示此指令的功能是讀取進(jìn)給軸的機(jī)械坐標(biāo)值；
      數(shù)據(jù)屬性M：當(dāng)M＝－1時(shí)，讀取所有進(jìn)給軸數(shù)據(jù)；當(dāng)M＝n(n為自然數(shù))時(shí)，只讀取n號(hào)進(jìn)給軸的數(shù)據(jù)；
      10號(hào)地址就是個(gè)進(jìn)給軸的機(jī)械坐標(biāo)數(shù)據(jù)區(qū)(每個(gè)軸的數(shù)據(jù)為4個(gè)字節(jié))。

     
      
        2、PLC程序：
        

      上圖為第一軸(即X軸)正向移動(dòng)時(shí)的脈沖信號(hào)PLC程序，其周期為PLC的一個(gè)掃描周期。其中F102.0為第一軸移動(dòng)中信號(hào)，當(dāng)它為0時(shí)，表示第一軸處于禁止?fàn)顟B(tài)，為1時(shí)表示第一軸處于移動(dòng)狀態(tài)。F106.0為第一軸移動(dòng)方向信號(hào)，當(dāng)它為0時(shí)，表示第一軸處于正向移動(dòng)狀態(tài)，為1時(shí)表示第一軸處于負(fù)向移動(dòng)狀態(tài)。最后生成第一軸成正向移動(dòng)脈沖信號(hào)R501.0。

      同理可以生成第一軸負(fù)向移動(dòng)脈沖信號(hào)以及第二軸正、負(fù)移動(dòng)脈沖信號(hào)。
   

      由于窗口功能指令中的功能代碼和數(shù)據(jù)屬性是唯一的，所以用上圖指令把數(shù)值直接寫入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)，使用戶不會(huì)因誤操作修改數(shù)據(jù)，而使此功能失效。其中R9091.1為系統(tǒng)默認(rèn)的常“1”信號(hào)。

       上圖為調(diào)用窗口功能指令，并定義首地址為D202，那么根據(jù)數(shù)據(jù)格式的規(guī)定，第一軸的機(jī)械坐標(biāo)值存儲(chǔ)在D212(4個(gè)字節(jié))，第二軸的機(jī)械坐標(biāo)值存儲(chǔ)在D216。

       當(dāng)?shù)谝惠S的正向移動(dòng)脈沖信號(hào)為1時(shí)，把讀取的機(jī)械坐標(biāo)值存儲(chǔ)到D112(1#寄存器)中，同樣當(dāng)?shù)谝惠S的負(fù)向移動(dòng)脈沖信號(hào)為1時(shí)，把讀取的機(jī)械坐標(biāo)值存儲(chǔ)到D116(2#寄存器)中。

       只要有反向移動(dòng)信號(hào)，就把坐標(biāo)差值D116－D112存儲(chǔ)到D100(3#寄存器)中(如圖1所示)，同時(shí)把D100的數(shù)值累加到D104中(如圖2所示)。

      相同原理把第二軸的移動(dòng)距離差值累加到D124中，并與第一軸距離值(由于第一軸是直徑編程，所以D104的數(shù)值還需除以2，并存儲(chǔ)到D128中，即D104÷2＝D128)相加，并存儲(chǔ)到D140(4#寄存器)中(如圖3所示)。

       如上圖所示，把D140中所有進(jìn)給軸的有效行程數(shù)據(jù)與行程設(shè)定值D152(5#寄存器)進(jìn)行比較。當(dāng)D140≥D152時(shí)，系統(tǒng)信號(hào)R9000.1為1，從而啟動(dòng)潤(rùn)滑(R500.2)，同時(shí)用下圖指令把中間運(yùn)算的所有寄存器清零。

      具體潤(rùn)滑的時(shí)間由下圖的計(jì)時(shí)指令來(lái)完成，用戶可以根據(jù)具體情況更改潤(rùn)滑時(shí)間T40(單位：ms)以及行程距離D152(單位：μ)的值，以滿足數(shù)控機(jī)床的潤(rùn)滑需求。

      此行程潤(rùn)滑功能已廣泛應(yīng)用于我公司的HTC、VTC、CAK等系列數(shù)控機(jī)床，并得到了各廠家領(lǐng)導(dǎo)及一線操作者的廣泛認(rèn)可。（文自：沈陽(yáng)第一機(jī)床廠技術(shù)部）