通用技术集团大连机床有限责任公司 辽宁大连 116620
摘要：FANUC串行主轴的运行方式多种多样，除了最基础的速度控制方式外，还有主轴定向、刚性攻丝、主轴Cs轮廓控制等等，Cs轮廓控制是在串行主轴上组合专用的检测器，通过主轴电机，对主轴的位置进行定位和控制的一种功能。它与主轴定位相比精度更高，也可以进行与其他伺服轴之间的插补。
关键词：Cs轮廓控制；反向间隙
对于数控机床来说，我们对串行主轴的主轴速度控制运行方式为主轴旋转控制（通过速度指令来进行主轴旋转），对主轴的位置进行控制的方式为主轴轮廓控制（通过移动指令来进行主轴旋转）。而对主轴进行轮廓控制的功能就是Cs轮廓控制功能。主轴的旋转控制和Cs轮廓控制之间可以进行切换互不干扰。Cs轮廓控制轴的自动运行和手动运行，在Cs轮廓控制方式下和常用的伺服轴控制方式相同。当串行主轴切换成伺服轴进行控制时，其定位精度也是机床稳定运行的一个重要指标。
一、FANUC系统Cs轮廓控制功能
FANUC下Cs轮廓控制功能的开启为参数（NO.3704#7）设为“0”，同时参数（NO.8133#2）设为“1”，此参数设定完成后，主轴Cs轮廓控制功能生效，功能生效后，主轴将变为伺服轴的控制方式，需对其进行参数调整。同时需要增加一个系统轴号来进行Cs轮廓控制方式下的主轴控制，并对增加的轴主要相关参数进行设定，例如：使用轴的速度和加/减速、显示等相关参数。除此之外，作为Cs轮廓控制轴的轴的数字伺服参数（NO.2000~）不需要进行设定。
二、FANUC系统反向间隙功能
反向间隙是因为丝杠和螺母之间肯定有一定的间隙，所以在转向切换之后会产生一定的误差。FANUC系统对于正常的伺服电机都提供了反向间隙补偿功能，用来消除因反向间隙产生的运动误差，如果将主轴变成伺服轴控制，反向间隙补偿对其是否会产生影响？
三、Cs轮廓控制方式下梯图编写
Cs轮廓控制切换信号为CON<G27.7>，当此信号为1时，将主轴设定为Cs轮廓控制轴。而确定是否切换成为Cs轮廓控制轴可查看FSCSL<Fn44.1>Cs轮廓控制切换完成信号。梯形图编写如图1所示
.png)
图1
.png)
图二
在上面梯形图中，在自动运行方式下，M20（R502.4）启动Cs轮廓控制功能，M21（R502.5）为关闭Cs轮廓控制功能。在开启Cs轮廓控制之后信号G27.7为“1”，主轴进行旋转控制方式到Cs轮廓控制方式的切换，当信号F44.1为“1”表示方式切换完成，同时使CS轴坐标建立请求信号为“1”，当Cs轴坐标建立状态信号F48.4成为“1”，则建立Cs轴的绝对坐标和机械坐标。将串行主轴从主轴旋转控制切换到Cs轮廓控制后，当前位置将会丢失，所以务必执行参考点返回操作。此时如果出现报警号为PS5346的报警信息，则需要执行手动回参考点操作。在启动Cs轮廓控制的同时，需要将信号G27.7串联到主轴旋转辅助信号（R802.6）以便使主轴正转信号（G70.5）和主轴停止信号（G29.6）同时有效。切换到Cs轮廓控制方式后，可以与通常的伺服轴一样运行。切换后的状态如图二所示。
四、反向间隙补偿影响
当主轴切换为Cs轮廓控制方式后，我们对主轴进行进行定位控制，给其不同的位置指令，同时通过激光干涉仪对其定位精度进行检测，结果显示不同的反向间隙补偿数值对其定位精度产生了一定的影响，由此可见，对伺服轴的反向间隙补偿应用在Cs轮廓控制下的主轴定位中同样适用。
五、结语
主轴的运行方式不仅仅限于控制主轴速度，还可以对主轴的位置进行精确控制，而Cs轮廓控制就可以完美的实现主轴的位置控制，同时Cs轮廓控制下主轴的位置控制精度比普通的主轴定位精度更好，反应的很迅捷，所以很适合应用在正常的加工程序中，帮助实现主轴的快速定位，并且，Cs轮廓控制方式下，主轴的定位精度也可以像伺服轴一样进行反向间隙调整，使其定位精度更加准确。
参考文献：
FANUC Series oi-MODEL D连接说明书（功能篇）