王德林 郭渝萍 蔡丹

【摘要】本文介绍了利用fanuc 0itd 系统对ck3263b数控车床进行改造的过程，重点分析了fanuc 0itd系统的特点、各模块的连接和pmc程序的结构，并对机床数据的配置及调整做了阐述。

【关键词】fanuc 0itd;数控机床;机床改造

我公司ck3263b卧式数控车床是沈阳机床厂80年代生产的，主要用于轴类、盘类零件的加工。原车床使用fanuc 6系统，机床主要配置如下：fanuc交流主軸，两个直流伺服轴，8工位转塔换刀，主轴4换挡位。但是由于使用年限较长，数控系统及电气元件老化严重，系统存储程序容量小，故障率高，备件购买困难，造成维修困难及停机时间较长，影响工厂生产，决定对其进行电气化改造。

1.改造方案

该机床机械、液压部分性能良好，部件磨损较少，能满足日后加工精度需要，因此只对数控系统及伺服驱动、电气系统进行改造，原交流主轴驱动及电机保持较好，决定保留继续使用，原机床加工使用要求：x、z轴能插补联动，转塔自动换刀，系统最小精度单位0.001㎜，重复定位精度达到0.007㎜，pmc具有50个输入点，32个输出点，主轴能够4档换速。为了保留原机床的延续性，决定采用fanuc 0itd系统、svm数字伺服驱动结合交流模拟主轴，pmc编程控制机床外围动作。

2.fanuc 0id系统性能

（1）fanuc 0id系统是日本发那科公司在2008年9月新推出的高性价比数控系统，数字伺服采用hrv3及hrv4，系统新增纳米插补等功能，同时具有aicc（高精度轮廓控制），特别适用于高速、高精度、小程序段加工，标准配置以太网卡，8.4in彩色液晶显示器。

（2）改造所用基本配置：

①cnc硬件：fanuc 0itd系统，型号a02b-0319-h101，8.4寸液晶显示器。

②伺服驱动单元（svm）：aisv 160/160 hrv2/3level-up，双轴驱动。

③i/o单元：型号a02b-0309-c001，可接96个输入点，64个输出点。

④数字伺服交流电机：x轴：aif40/3000直轴aⅡ1000型（6kw）;

z轴：aif40/3000直轴带抱闸aⅡ1000型（6kw）。

⑤驱动电源（psm）：aips 11 level-up，型号a06b-6140-h011。

3.硬件连接

此台数控车床共有一个交流主轴，两个伺服轴，一个i/o模块，cnc系统集成在显示器后面，系统与驱动电源、伺服模块、电机连接如图1所示。cnc与i/o模块由外部24v电源单元供电，i/o模块与cnc用i/o 总线连接，svm与cnc通过fssb光缆连接，控制电机运动，psm外接三相动力电源，通过直流母线给伺服驱动（svm）供电。系统的控制电路与机床的急停电路重新设计，更加注重稳定性与安全性。

图1 系统连接图

pmc控制器的程序存储在cnc中，输入信号来自操作面板、转塔、伺服驱动、手轮、热保护开关、行程开关、压力开关、故障报警信号等，输出信号控制电磁阀、继电器、面板的指示灯、伺服系统的使能等。pmc的i/o点分配如表1。

表1 pmc地址分配表

输入地址 输入信号 输出地址 输出信号

x0.0—x1.7 外围信号 y0.0—y1.7 电磁阀及主轴档位

x2.0—x2.7 超程信号 y2.0—y3.7 机床准备信号

x3.0—x3.7 转塔位置信号 y24.0—y31.7 面板灯输出

x21.0—x22.7 手轮信号

x24.0—x31.7 面板输入信号

4.pmc程序设计和机床参数设定

（1）pmc程序设计

为了原机床使用的延续性，改造时保留了原机床的pmc程序设计思想，不改变原厂家的控制逻辑，机床功能有：2个伺服轴联动，自动冷却，主轴转速模拟控制，主轴换挡控制，转塔换刀，报警信息等。

pmc主程序分level1和level2两级，level1为高速扫描区，主要编写回零和超程信号，level2编写其它pmc模块，就是上面提到的机床各个功能，可以在编程中分块编写，整个pmc程序是利用fanuc ladder编程软件完成，用网线传入系统中并调试。

（2）fanuc 0id系统参数设定和调整

fanuc系统是功能性很强的系统，参数很多，系统第一次通电时，先做一下参数全清，然后再设置机床运行所需的基本参数，共有如下几项：

①基本轴设定参数

1001#0直线轴最小移动单位：0公制

1002#1 无挡块参考点设定：0无效

1004#1最小移动单位：0 is-b

1006#0 设定直线轴还是旋转轴：0直线轴

1010 cnc最大控制数2

1020 各轴的编程名称 ?x z

1027 ?各轴伺服轴号

1815#1 分离型位置编码器：0无光栅尺

1410 空运行速度

1424 手动快移速度

②主轴参数设定

3701#1 屏蔽串行主轴 ：1

3701#4 不使用第二串行主轴：0

3741/2/3/4 主轴各档最高转速

③其他参数

包括软限位，运行速度，到位宽度，加减速时间常数，运行/停止时位置误差，显示相关参数，这些需要查参数手册填入就可以了。

以上是fanuc 0id系统众多参数的最基本配置，这些参数配置完成后，机床就可以运行了，但是要达到最佳运行状态，还要利用fanuc软件，对伺服驱动进行优化，完后需要根据机床实际工作状态并逐渐修改完善。

5.系统调试

在数控系统及外围电气连接完成后，必须先详细检查才能送电，要按照资料要求的启动顺序通电。

首先调试急停电路，然后输入基本机床数据，确定各轴软限位正常，再调整主轴换档运转正常，转塔自动交换正常，手轮及冷却液、液压、润滑等外围控制正常。最后对各轴丝杠螺距进行调整和补偿，机床长时间试运行无报警，说明可以正常使用。

6.结束语

这台机床改造后，恢复了机床原有各项功能，精度得到提升，达到车间的使用要求。经过几个月的生产使用，机床运行可靠，达到预期改造目标，为公司节省了额外购买机床的费用，我们也积累了fanuc电气改造的经验。

参考文献

[1]fanuc 0id规格说明书.fanuc公司，2012.

[2]fanuc 0id连接说明书（硬件）.fanuc公司，2012.

[3]fanuc 0id pmc编程说明书.fanuc公司，2012.

作者简介：王德林，男，高级工程师，现供职于沈阳黎明航空发动机（集团）公司，从事数控设备的维修改造工作。