VMC850加工中心四轴改造

袁平 杜勇奕 袁钢

摘    要： 研究所通过实例，改造了原VMC850三轴加工中心，使其具有第四轴的功能。

关键词： 加工中心    四轴    改造

研究所在承接外加工任务时，经常遇到需加工曲线、曲面类零件，如在圆柱面上加工曲线槽等。这些加工在普通的三轴加工中心上是很难完成的，而现在利用研究所现有的条件进行机床改造，完成难度较高的加工任务。

研究所有一台新瑞重工生产的VMC850的加工中心，在该设备上，安装数控分度头作为第四轴（A轴）。通过此种改造，不仅能把在数控机床上需要多道工序的加工集中在一次安装中完成，增加了机床的自由度，扩展其功能，而且提高了加工精度、质量和效益。本文主要介绍VMC850加工中心的技术改造，改造后的加工中心能实现四轴联动，性价比高。

1.准备工作

添加工作台之前，先确认加工中心的数控系统是否具有第四轴控制功能。

加工中心使用FANUC0i-Mate系统，该系统可同时控制4个轴，再调出相关PLC程序，发现R637.3和G100.3均是控制第四轴的信号，见图1，可见PLC程序也支持第四轴控制。

目前3轴（X、Y、Z）使用R系列伺服放大器，所以第四轴必须选择β系列的放大器。

图1

2.安装

（1）分度头的选型

根据客户提出的加工精度和工件最大质量的要求，要达到要求的精度，分度头的分度精度必须要在30″内，最大的切向力矩要在300N·m以上，其中心高为160mm，主轴上工作台直径为200mm。通过选型和对比，结合各分度头生产厂家的资料，发现烟台环球机床附件集团有限公司生产的FKl4160D数控分度头比较适合该机床的改造，其主轴端采用标准短锥法兰，借助于圆工作台、短型卡盘、5C或3J型弹簧夹头和尾座，可加工较复杂的零件，较大、较小的棒料和细长的轴类零件[1]。

（2）电器选型

根据检查结果和产品加工要求，电器主要包括FANUC β iSV20 A06B-6130-H002伺服放大器、相对式编码器FANUC β 8lis 3000RPM伺服电机;SMC锁紧电磁阀和压力3关;欧姆龙的接近开关及数据光纤、刹车电阻组件等辅材，硬件主线见图2。

图2

（3）参数设定

连接好硬件，打开加工中心电源，使PARAMETER WRIT（参数可修改状态）=1，按以下步骤设定参数值。

①第四轴功能。设定参数：#9900=4;#1010=4（CNC受控轴数）;#8130=4（总控制轴数）;#9943.3=1（控制轴扩张），重新启动电源[2]。

②其他参数设定见以下表格。

OFSSB（FANUC串行伺服总线，用光纤连接一台主控机和多台从控机，NC与伺服放大器通过高速串行总线实现通信的技术）设定。

第1步：1920.0=0FSSB设定方式：0——自动，1——手动

1920.1=0FSSB自动设定：0—没完成，1完成;

第2步：按SYSTEM→[>→FSSB→AMP（放大器）（根据系统控制轴顺序设定）

设定：AXIS

A？摇？摇？摇？摇 4

X？摇？摇？摇？摇    1

Y？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇2？摇？摇？摇？摇

Z？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇3

按SETTING;

第3步：按SYSTEM→[>→FSSB→AXIS（轴）

设定：TNDM

X  ？摇？摇？摇？摇？摇1

Y？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇2

Z？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇3

A？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇4、

按SETTING，重新启动电源。

3.调试

启动第四轴PMC（编程机床控制器）：分析PLC程序，按SYSTEM→PMC→PMCPRM→KEEPRL，使K8.5（保持继电器）=1即可，见图3。

图3

上述工作完成后，接通工作气源，重新启动电源。将X、Y、Z轴回零，在MDI模式中，输入M11→INPUT，解除紧，手动旋转第四轴，检查线路是否接错。若无问题，将第四轴回零，进行加工试验，检查第四轴加工精度。

4.结语

机床增加第四轴后，一套夹具可同时用于工件四面的加工，提高了机床加工能力，保证了加工精度，削弱了操作人员的劳动强度。

参考文献：

[1]张德昌，王刚.GKF2210高精度数控分度头[J].工具技术，2001（1）：38-39.

[2]李刚斌.FANUC 0i-MB加工中心增加第四轴实例[J].设备管理与维修，2007（5）：30-32.

本文为江苏省常州市科教城科技项目（常科教城发【2012】36号）数控一代创新支撑平台建设论文之一。