[发明专利]用五轴四联动的数控系统实现五轴五联动轨迹控制的方法

说明书

技术领域

本发明是关于用五轴四联动的数控系统实现五轴五联动轨迹控制的方法。

背景技术

五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高，专门用于加工复杂曲的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业，有着举足轻重的影响力。五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。当研制复杂曲面遇到无法解决的难题时，往往转向求助五轴数控系统。由于五轴联动数控机床系统价格十分昂贵，加之NC程序制作较难，使五轴系统难以“平民”化应用。国外五轴联动数控机床是为适应多面体和曲零件加工而出现的。五轴联动数控机床的应用，其加工效率，相当于两台三轴机床，甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资，大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。五轴联动数控是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术。它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。五轴联动数控机床是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。国际上把五轴联动数控技术作为一个国家工业化水平的标志。长期以来，以美国为首的西方工业发达国家，一直把五轴联动数控机床系统作为重要的战略物资，实行出口许可证制度。对中国、前苏联等社会主义阵营实行封锁禁运。国内军工企业无法直接从日本或德国购买到五轴五联动以上(含五轴五联动)的日本FANUC或德国SIEMENS数控系统。

五轴联动数控系统联动轴数比较多，同时又涉及到两个回转运动，插补算法复杂，而且其各组成部分，如伺服驱动单元、位置反馈单元、误差补偿、电气控制、机床机械结构等在不同的应用场合有不同的特点。目前，多数数控系统不能满足这种多样性的需要，对不同的应用场合，就得选用不同型号的数控系统，这势必增加开发与维护费用。

发明内容

本发明的任务是利用FANUC 0i-MC五轴四联动数控系统，实现宏观上的五轴五联动加工复杂工件的方法。

本发明实现上述目的技术解决方案是：一种用五轴四联动的数控系统实现五轴五联动轨迹控制的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)设置FANUC数控系统参数和编制梯形图，把在联动过程中运动较少的轴设为PMC轴；

(2)编制用户宏程序，从程序中把各坐标轴的相关坐标信息、指令速度、直线或圆弧信息传送到宏变量，通过速度计算公式计算得出所需的数据控制坐标轴的运动；

(3)后置程序的处理，在程序段前加上调用宏程序的指令或代码。

本发明具有如下有益效果。

本发明针对FANUC 0i-MC五轴四联动数控系统，采用设置参数、编制PMC梯形图、编制用户宏程序及后置处理软件等方法实现宏观上的五轴五联动数控功能。

用直接调用宏程序的方法可以缩短数据的处理时间，提高系统的控制精度。根据实测的测量数据进行加工测量后得知，其控制精度误差都≤0.02mm。同时通过后置处理程序生成零件加工程序，可以降低操作的复杂系数，提高效率。

通过在实际生产中的应用证明，这种方法是完全可行的和成功的，开创了数控系统的应用先河。如在数字化装配、钻铆系统上都具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是后置程序处理流程图

图2是用户宏程序流程图

具体实施方式

参阅图1。(1)设置FANUC数控系统参数和编制FANUC数控系统PMC(FANUC数控系统专用机床PLC控制器)梯形图，把在联动过程中运动较少的轴设为PMC轴

PMC轴是在数控轴的基础上实现控制的，即PMC轴要占用一个数控轴。只要对任一个数控轴的参数进行设定就可以把它变为PMC轴，然后再编制PLC梯形图对它进行控制，梯形图控制地址的变化，就可以使同一个轴在数控轴和PMC轴之间进行自由切换。

梯形图控制地址：G136.2。

只要把G136.2这个地址置“1”，Z轴就从数控轴变为PMC轴，它的运动距离和运动速度由宏程序计算并赋给两个宏变量，然后由PLC调用。在需要五轴联动时通过指令同时启动PMC轴和其余四个数控轴就能实现五轴联动了。五轴联动结束后再把G136.2置为“0”，这样Z轴就成为了数控轴。在NC程序中设定一个“M”代码，通过PLC译码来启动PMC轴的运行和停止，如：“M08”定为启动PMC轴，“M09”停止PMC轴并切换为数控轴。

这里把Z轴设为PMC轴。

相关参数设置：

参数8001