飞扬FO数控系统在GMC160系列龙门式加工中心的应用

任瑞明，李 祎

沈阳机床中捷机床有限公司，辽宁 沈阳 110141

0 引言

GMC160型龙门式加工中心采用飞扬（F0）数控系统，F0是全数字模块化数控系统，本机床共有4个进给轴，一个主轴。其中X、Y、Z轴为直线轴，采用SIEMENS交流进给驱动电机拖动，主轴采用SIMODRIVE交流主轴驱动电机拖动。

数控系统FO软硬件包括：开放式的实时Linux操作系统，奔腾III850 HZ CPU，15"触摸式平板液晶显示器，512 MB RAM 内存，最小容量20G硬盘，字母数字键盘，命令按钮板73个键盘按钮、鼠标及12个机床功能按钮，以太网连接卡，按TCP/IP协议，内嵌飞扬高速总线通讯控制板，基于飞扬专利技术的红外通讯I/O控制模块，基于飞扬高速总线的数字伺服控制单元，ES10/AT加工轨迹优化，同时控制轴数：3轴或4轴（根据用户选择），MDI）手动数据输入。

1 硬件设计

1.1 操作面板

图1

飞扬F0是机床的CNC控制系统，可以通过CNC控制系统的操作面板执行下列基本功能：编辑和修改零件程序，执行零件程序，手动控制，读入/读出零件程序和数据，编辑程序数据，报警显示和取消报警，编辑机床数据屏幕分布说明见图1。

飞扬数控系统启动后，在显示屏上会显示下图所示窗口，该窗口由以下几部分组成：

A 菜单条；

B 显示和工作区域，其显示内容取决于功能，位置值，对话窗口，图形，目录以及使用者的输入值或其它参数数据或命令窗口；

C 按时间顺序显示CNC信息的窗口；

D 垂直软件键；

E 水平软件键；

F 日期和时间。

1.2 选择电机型号

1）选择电机家族类型；

2）在电机家族中选择配置的电机型号；

3）垂直轴电机要选择抱闸。

1.3 选择光栅型号

1）电机自有传感器，通常默认；

2）外部传感器，根据轴的类型选择光栅。

1.4 伺服模块型号

1）根据系统的配置选择相应的伺服型号；

2）主轴为M系列，伺服轴为A系列。

1.5 轴类型的选择

1）主轴为异步电机；

2）伺服直线轴为旋转电机直线轴；

3）B轴旋转轴选择旋转电机旋转轴。

1.6 接口板选择

通常选择FDIB3

1.7 参数设定

1）S01005设定为1，表示该轴反馈依靠电机编码器，设定为0，表示该轴反馈依靠光栅尺；

2）S01006电机方向设定；

3）S01021电机反馈方向，当电机旋转时如果发生飞车导致的电流过大可以修改该参数；

4）S01007外部反馈方向，当电机旋转时如果发生飞车导致的电流过大可以修改该参数；

5）S01054根据伺服模块的类型进行相应的设定，主轴设定为-2，伺服轴都设成0就可以了；

6）S03002丝杠节距，单位为毫米（mm）；

7）S03003齿轮降速比分子；

8）S03004齿轮降速比分母。

1.8 机床系统设定参数

1.8.1 软硬限位的设定

CNC→SERVICE→AXIS TABLE→ZERO CYCLE→AXHWEOR

硬限位：ON表示生效，OF表示失效

CNC→SERVICE→AXIS TABLE→ZERO CYCLE→AXSWEOR

软限位：ON表示生效，OF表示失效

1.8.2 行程的设定

CNC→SERVICE→AXIS TABLE→ZERO CYCLE→AXVPER

正限位限定

CNC→SERVICE→AXIS TABLE→ZERO CYCLE→AXVNER

负限位限定

1.8.3 零偏设定

CNC→SERVICE→AXIS TABLE→ZERO CYCLE→AXVZPR

1.8.4 光栅尺的设定

在系统的键盘上按下Ctrl+S，搜索并修改相关参数按下急停按钮，在RESET页面下选择RESET FDD，重新给上24V电即可。

光栅尺失效 光栅尺生效FDP0065 XM = 0 FDP0065 XM = 1 FDZMOTCNT XM = ON FDZMOTCNT XM = OF主轴光栅失效 主轴光栅尺生效FSP0065=0 FSP0065=1 FSZMOTCNT=ON FSZMOTCNT=OF

1.8.5 回零顺序的设定

CNC→SERVICE→AXIS TABLE→ZERO CYCLE→AXSZPR

设定为0时，则上电后不用回零，即可运行程序。

设定1、2、3、4等数值，数值越大越先回零

2 基本操作

2.1 电源模块

飞扬 F0配置的驱动采用XP200-150-M-000，它包括电源模块和功率模块，电源模块主要为NC和功率模块提供控制和动力电源，产生母线电压，同时监测电源和模块状态，机床用户可根据电源模块上的状态指示灯来了解电源模块的工作状态 。

2.2 系统上电

1）给上系统总电源，直到系统界面显示出来；

2）观察此时是否有报警，如果出现 LUX00 ERROR LUX00_PWROFF_ERR，操作如下：

CTRL+S→LUXRESET→回车→循环启动→松开急停→24V→RESET→RESET CNC；

3）如果没有出现上述报警，则：松开急停→24V→RESET→RESET CNC。

注：

该报警出现的原因通常是系统不正常关机引起的，其中包括：系统界面卡死了，无法正常关机，只能强制闭掉电源（不可避免），非正常关机顺序（急停—关掉系统界面—关机—关机完毕—关掉系统电源），正常关机后，没有等到系统完全关闭后就匆忙将系统关机了，其它以外情况，按照下述方法进行合法关机，避免系统数据丢失。

2.3 系统下电

1）确认当前没有程序运行，能安全下电；

2）按下急停按钮；

3）在操作界面下按键盘上的ALT + /F + 4（ALT+F4），此时界面提示是否退出，选择 “YES”；

4）CTRL + ALT + DEL 这时系统给出三个选项：TURN OFF THE COMPUTER（关机），RESTART THE COMPUTER（重新启动系统）；

5）如果系统发生死机情况，则直接关掉系统电源。如果再次开机可能出现LUX00 ERROR LUX00_PWROFF_ERR报警，按照CTRL+S→LUXRESET→回车→循环启动→松开急停→24V→RESET→RESET CNC进行操作。

3 常见调试

3.1 回零及零偏

3.1.2 回零顺序

CNC→SERVICE→AXIS TABLE→ZERO CYCLE→AXSZPR

1）设定为0时，则上电后不用回零，即可运行程序；

2）设定1、2、3、4等数值，数值越大越先回零；

3）取消回零不等同于回零结束。

3.1.3 零点偏置

CNC→SERVICE→AXIS TABLE→ZERO CYCLE→AXVZPR

3.2 保存参数

CNC→SERVICE→MAINT PARAMETER→SAVE PAR→OK

3.3 主轴参数

主轴相关的参数，都是以SP1开头，SP1字母SP后是数字1，不是字母L，主轴参数都是以SP1开头。

3.3.1 档位速度设定

键盘上按CTRL+S，搜索SP1RANGE，然后按回车键进入该参数页面。

找到以下参数：

1）MIN_HG：主轴高档时最小速度；

2）MAX_HG：主轴高档时最大转速；

3）MIN_LG：主轴低档时最小转速；

4）MAX_LG：主轴低档时最大转速。

3.4 保存参数

CNC→SERVICE→MAINT PARAMETER→SAVE PAR→OK，对设定的参数进行保存。

4 机床逻辑信息

GMC160龙门式铣镗加工中心的PLC（AUCOL语言编程）逻辑信息。

当PLC有信息要显示时，位于按钮板上的MSG按钮将闪烁。按此按钮，弹出第一个要显示的信息。若按钮继续闪烁，暗示还有其它警告信息。若按钮停止闪烁，暗示警告信息显示完毕。

5 结论

飞扬F0系统是当今世界较为先进控制系统之一，功能强，程序设计简单，维护方便，价格低廉等特点，倍受用户的青睐。在GMC160系列龙门式加工中心的应用为我厂小型数控机床提出了宝贵的经验和思路。

[1]Openpcs User Manual，Version5.5.0，www.infoteam.de.