基于fanuc io link轴的伺服刀库分度控制

基于FANUC IO LINK轴的伺服刀库分度控制

童文利

（通用技术集团大连机床有限责任公司，辽宁 大连 116620）

摘要：刀库一般采用减速开关和定位开关组合的方法进行刀套定位，这种控制方法有故障点较多、定位速度不高的缺陷。而伺服电机具有较高的转速和精确定位的特点，采用FANUC I/O LINK轴的ATC/转台控制功能，不需外部开关，仅用电机内部编码器就可以精确定位指令刀套，并且不占用NC控制轴数，所以基于FANUC IO LINK轴的伺服刀库分度控制是一种高速、高精度、高可靠性、高性价比的刀库分度控制方法。

关键词：FANUC I/O LINK轴；刀库分度；ATC/转台控制功能；特殊的柔性齿轮比设定；

中图分类号：TG65 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2020）01（下）-0234-02

FANUC I/O LINK轴功能具有不占用NC控制轴数、控制简便、定位快捷准确的特点，常用于伺服刀库分度控制，它不需外部设置计数、定位、原点开关，减少了发生故障的环节。本文以MDH系列卧式加工中心的链式刀库为例，叙述了I/O LINK轴刀库的分度原理以及实际工程应用。1 刀库结构与基本配置

MDH系列卧式加工中心的链式刀库（见图1）采用I/O LINK i型βiSV20伺服放大器驱动伺服电机βis8，通过减速器带动刀库拨盘拨动刀套旋转，拨盘每旋转一周拨动10个刀位，减速器减速比为1：120。伺服放大器接受到T指令，指令刀套以最近路径旋转定位到刀库当前位置，电机编码器反馈刀库当前位置。2 基本参数设置

MDH系列卧式加工中心的链式刀库采用不同于以往常规方法的柔性齿轮比（N/M）的设置。

为了便于观察和处理，需要每旋转一个刀位显示坐标为10°，对于60把刀库，刀库旋转一周则为600°，那么，设定PMM刀位数量No.68=60，旋转轴每转移动量参数No.141=60×10°/检测单位=600000。

图1 刀库结构简图

参数号

No.125No.32No.105No.106No.31No.180No.68No.141No.000#7No.000#1

表1 基本参数表赋值258225003111100006060000011

含义电机代号CMRN M DIR

参考计数器容量 刀库容量旋转轴每转移动量

旋转轴模态显示

基本参数设定数据见表1。

这种柔性齿轮比设置方法，使刀具号显示比较直观，在更换同型号40把刀库时只需修改参数No.68=40和No.141=400000即可，不需重新伺服初始化，对于调试非常方便。3 PLC程序

对于刀库分度动作，采用ATC\\转台功能和快捷方式来实现。设置I/O LINK轴的首地址为X29/Y29，Y31的高四位为功能代码，低四位为指令数据1，Y32双字（指令数据2）赋值目标刀套号，Y29.0-Y29.2为模式选择信号，Y29.7为起动信号。

HEX

图2 PLC程序

如图2所示，当起动信号置1时，设置自动模式、功能代码、指令数据1、指令数据2。Y31字节的高四位=（2）=（0010）BIN，Y31字节的低四位=（1）HEX=（0001）BIN，所以直接赋值Y31=(00100001)BIN=(33)HEX。Y32为指令数据2等于指令刀套号D1770。当执行T7指令时，旋转7号刀套以最近路径快速定位到刀库当前位，刀库绝对坐标显示70000（图3），刀库分度结束。

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中国设备工程 2020.01 (下)

中国设备

Engineering工程

hinaCPlant

隔膜计量泵工作原理、使用问题及对策分析

杨世杰

（烟台泰和新材料股份有限公司，山东 烟台 264006）

摘要：我国隔膜计量泵技术水平与国外先进公司产品存在一定差距，本文从隔膜计量泵设备构造、工作原理和技术特点入手结合实际工作经验，对隔膜计量泵工作时常见故障进行分析，并提出相应的解决措施。结果表明，隔膜计量泵工作期间常见的故障包括隔膜零件故障、泵不上量或上量不足和计量精度不足等问题。为解决上述问题，工作人员应当从检查隔膜损坏或单向阀堵塞、补油阀堵塞、减速组件失效、进出口单向阀、将补油阀组进行调整、稳定电源频率和电压、更换吸排阀、更换隔膜片、调整或更换密封填料等多方面考虑。

关键词：隔膜计量泵；结构；工作原理；故障；解决措施

中图分类号：TM343.2 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2020）01（下）-0235-02

计量泵的特点在于它能够精确地调节、计量流经计量泵的各种流体，在精细化生产工艺中得到广泛的应用，是石油加工、精细化工、污水净化、食品加工、医药生产、能源加工、有机化工、高分子合成等众多技术领域中的核心设备。在这些工艺生产中，计量泵在物料计量、物料衡算、原料比例调整等方面发挥了重要作用。从第一台计量泵于1936年被开发应用出来以后，纵观计量泵的开发、应用的80多年历史，技术人员在计量泵的驱动力方式和设备材料选型上开展了大量的工作，基于驱动力方式和设备材料选型技术成果，计量泵的计量精确性、耐压耐温能力、流量调节灵活性、输送介质种类都得到了极大的提升。其中，隔膜计量泵是其中最为典型的计量泵。隔膜计量泵的最大的特点在于它使用“隔膜材料”将计量泵的驱动润滑组件与输送的流体体相隔离，及避免了流体体相对驱动润滑组件的腐蚀，又极大地提高了计量泵的密封性。

现在，隔膜计量泵凭借着它独特的技术特点，在喷漆、陶瓷加工、废水净化、精细化工等领域发挥了其他类型计量泵不可替代的作用。因此，为了弥补我国隔膜计量泵产业技术水平的差距，本文从隔膜计量泵工作原理入手，根据隔膜计量泵实际作业时经验，梳理了隔膜计量泵工作时常见的故障问题，并总结各种故障问题需要采取的解决措施。

1 隔膜计量泵的结构及原理1.1 隔膜计量泵的结构及原理

（1）隔膜计量泵结构。从结构组成来看，隔膜计量泵由驱动电机设备、隔膜组件、泵头、内循环压力平衡系统、量程调节组件、减速组件等几部分组成。其中，泵头由泵头、进料管线阀门、卡套法兰、出料管线阀门、护膜板等几部分组成；减速组件采用蜗轮蜗杆减速方式，行程调节采用N形曲轴连杆方式，减速组件和行程调节组件安装在统一箱体内；泄压阀、排气阀、补油阀、出油罐、缸体等组成隔膜计量泵的内循环压力平衡系统；隔膜片安装在缸体与泵头之间，将输送流体和液压油隔离起来；卧式泵的驱动电机设备安装在箱体的侧面，立式泵的驱动电机设备安装在箱体的上面，根据生产需求驱动点击设备可以选择变频电机也可选择固定频率电机。

（2）隔膜计量泵工作原理。隔膜计量泵的驱动电机设备利用传动带带动蜗杆选装，蜗杆经过涡轮、下套筒将动量传递给系统的N型轴。通过N型轴的联动作用和行程调节作用，调节计量泵柱塞往复运动的形成，从而实现计量泵流量的条件。另一个调节计量泵流量的方式，通过驱动电机设备工作频率调节实现的。当柱塞向后运动时，液压腔体积增加，液压腔内压力降低，使得弹性膜片向后弯曲。向后弯曲的膜片导致流体介质腔内体积增加，产生负压。这时，计量泵的进

位和原点开关，减少了故障环节，增加了刀库控制的稳定性，被广泛采用伺服刀库分度控制上。此外，I/O LINK轴还可以应用在托板库、转台的圆周分度和上下料等简易定位设备的直线位移，是一种性价比较高的运动控制方式。

参考文献：

[1]FANUC.FANUC SERVO AMPLIFIER βi series I/O Link Option

图3 刀库绝对坐标

MAINTENANCE MANUAL.B-65395EN/01[Z].

[2]肖斌.I/O Link轴在加工中心换刀机构的应用[J].设备管理与维修,2017(10):58-59.

[3]王元生.基于FANUC I/O-Link轴外围设备控制的刀库选刀程序设计[J].机床与液压,2014,42(14):150-153.

中国设备工程 2020.01 （下）235

4 结语

采用I/O LINK轴外部设备控制信号的分度功能控制可以实现高速、高精度的刀库分度，不需要额外增加计数、定