FANUC系统多边形加工功能的实现和经验

■ 山东鲁南机床有限公司 （山东滕州 277500） 王彦平 刘佳慧

多边形控制分为两种控制方式，一种是主轴和伺服轴之间的同步控制，也就是数控系统的串行主轴作为工件轴，控制轴（伺服轴）作为刀具轴进行旋转而形成的多边形加工。另一种为两个主轴之间的同步控制，即以第二主轴作为刀具旋转轴而进行的多边形加工，称为主轴间多边形加工（见图1）。

下面对主轴间多边形加工的原理进行分析和介绍。

首先两个主轴要分为主动轴和从动轴，成为同步标准的轴称作主动轴，与主动轴同步移动的轴称为从动轴。在多边形加工中，刀具轴作为主动轴，工件轴作为从动轴（见图2）。

在多边形加工中，当指令轴进入同步方式时，主动轴和从动轴进入同步状态，使工件和刀具按一定的比例旋转，将工件的形状加工成多边形。通过改变工件和刀具的旋转比和刀盘上刀具安装数量，可以把工件加工成各种形状，在同步过程中不管是自动运行还是手动运行，如果在没有取消同步的情况下，始终保持同步关系。

在加工工件中，常见的有四边形和六边形。

图1 主轴间多边形加工

图2 主控轴与从控轴示意

在加工过程中，如果加工四边形，建议工件和刀具的转速比为1∶2，在刀盘上安装两把刀具，安装间隔180°。如果车六边形，刀盘上安装三把刀具，安装间隔120°。通过实际加工可以看出，刀具和工件的转速比例越小，形状误差越小，所以在加工多面体时，应合理选用刀具数量，使刀具和工件的转速比达到最小。

依据加工原理和经验，刀盘的直径越大，加工工件的平面度越好，虽然在制造过程中有成本的限制、机床的空间不足等问题，但选用刀盘时，应做到尽量选用大些的刀盘。

为了保障加工工件的质量，在安装刀具时，应用百分表对刀尖的圆度和平面度进行测量，以保障各个刀尖安装在同一平面和同一圆周上。

两把刀具加工四边形的轨迹如图3所示。

三把刀具加工六边形的轨迹如图4所示，实物如图5所示。

以FANUC中两主轴之间的控制为例，首先应该确认系统是否有主轴间多边形加工功能，如果没有此功能，系统必须安装此功能，并且两主轴都应设定为旋转轴。设置参数见表1。

加工编程可以如下：

M03 S800；（主轴转速800r/min）

G00 X85.0 Z10.0

G51.2 P1 Q2；（刀具数和多边形的边数比例为1∶2，刀具的旋转速度为1 600r/min）

G01 X75.0 F10.0；（X方向切入）

Z-20.0；（Z向的切削长度）

G04 X1.0；（暂停1s）

图3 四边形加工轨迹

图4 六边形加工轨迹

图5 实物

表1 参数设置

图6 横向纹路

G00 X85.0 Z10.0；（X/Z方向退出）

G50.2；（取消多边形加工指令）

M05；（停止主轴）

在加工过程中，有很多用户时常反映工件表面会出现横向的纹路（见图6），如果出现这种情况应检查以下几点：①在主轴侧，首先应检查主轴和电动机连接的皮带够不够紧。②主轴位置编码器的连接是否松动。③其次要检查刀具电动机和刀盘的连接是否松动。④刀盘与连接轴间隙是否大。以上情况有一项存在，加工的工件就一定会出现横纹。

多边形加工功能不仅操作非常方便，在加工工件的形状上也比传统的机械传动更加自由和多样，并在加工精度上和形状误差上有很大的提高和改善，这种使用方法，在参数设定和调试时极为方便，在操作使用和程序编辑中更易于掌握，可以为用户创造更高的经济效益。