fanuc系统如何屏蔽z轴光栅尺 FANUC-绝对式直线光栅尺的屏蔽与参数计算与设置

一台西班牙GURUTZPE公司生产的GL13.10.6重型数控卧式车床，该机床配置了FANUC Series 0i-TF Type 1数控系统，15"彩色LCD单元，两个进给轴使用高精度绝对式光栅尺作为检测元件，实现全闭环控制。

经过现场检查判断光栅尺反馈单元引起的故障，只有更换了就可以恢复正常。究竟是光栅尺反馈电缆还是读数头问题，必须要拆开拖板，才能进一步确认。由于是原装进口机床，还在三包期内，不方便拆卸拖板等部件，需要厂家派人过来处理。但用户生产任务又十分着急，只好把全闭环改成半闭环，先暂时使用。

重要提示：在进行屏蔽光栅尺修改参数前，先做个数据备份，以便数据恢复。

打开参数界面，找到1815参数查看，设置如下：

	#7	#6	#5	#4	#3	#2	#1	#0
1815	0	0	1	1	0	0	0	0

1815#1 OPT 作为位置检测器，

0: 不使用分离式脉冲编码器。

1: 使用分离式脉冲编码器。

注释

使用带有参考标记的直线尺、或者带有绝对地址原点的直线尺（全闭环系统）时，将参数值设定为 “1”。

1815#4 APZ 作为位置检测器使用绝对位置检测器时，机械位置与绝对位置检测器之间的位置对应关系

0: 尚未建立。

1: 已经建立。

使用绝对位置检测器时，在进行第1 次调节时或更换绝对位置检测器时，务须将其设定为 “0”，再次通电后，通过执行手动返回参考点等操作进行绝对位置检测器的原点设定。由此，完成机械位置与绝对位置检测器之间的位置对应，此参数即被自动设定为 “1”。

1815#5 APC 位置检测器为

0: 绝对位置检测器以外的检测器。

1: 绝对位置检测器（绝对脉冲编码器或绝对式光栅尺）。

通过查看1815参数，该机床配置了绝对式直线光栅尺，机床开机后，在进给轴不执行参考点回零操作的情况下，能迅速的读取机床绝对位置。

把1815.1设置为0，关机后重新启动系统，会变成以下情况，出现DS300（参考点返回请求）等报警，不用理会。

	#7	#6	#5	#4	#3	#2	#1	#0
1815	0	0	1	0	0	0	0	0

打开伺服设定界面，如图：

该图为全闭环时的设定，改半闭环后，需要对以下参数重新计算后修改：

1. 参数1820指令倍乘比CRM按照以下公式计算：

CRM=

=

按下式求CMR 的设定值：

● 当CMR为1～48时，设定值 = CMR×2，数据设定范围：1~96

● 当CMR为1/2～1/27时，设定值=1/CMR 100，数据设定范围：101~127

当CMR指令倍乘比计算结果为1时（CNC的最小移动单位与伺服的检测单位相同），CMR的设定值应该设定为2。把图中指令倍乘比20改为2即可。

各轴的移动指令：直径/半径指定。一般只有车床X轴才直径指定，可通过参数DIAx（No.1006#3）进行选择，如下：

	#7	#6	#5	#4	#3	#2	#1	#0
1006	0	0	0	0	1	0	0	0

那图中指令倍乘比20又是怎么得来的呢？

由于该机床配置了西班牙FAGOR的绝对式高分辨率光栅尺，型号为G3BF50-740-5-A，分辨率到达0.05μm（5/100000=0.00005mm）。所以：

全闭环时，指令倍乘比CMR计算结果按实际计算值写入。

2. 参数2084/2085柔性齿轮比N/M按照以下公式计算：

电机1转移动量：5mm/rev（丝杆螺距5mm）

检测单位：1/1000mm

所以，柔性齿轮比参数2084 N=5，参数2085 M=1000

● 不论使用何种脉冲编码器，计算公式相同。

● F·FG 的分子、分母，其最大设定值（约分后）均为32767。

● αi 脉冲编码器与分辨率无关，在设定F·FG 时，电机每转动１圈作为100万脉冲处理。

通过使来自脉冲编码器、分离式检测器的位置反馈脉冲可变，即可相对于各类滚珠丝杠的螺距、减速比而轻而易举地设定检测单位。

其他N/M的设定举例（减速比为1:1）

检测 单位	滚珠丝杠导程
	5mm	6mm	8mm	10mm	12mm	16mm	20mm
1μm	5/1000	6/1000	8/1000	10/1000	12/1000	16/1000	20/1000
0.5μm	10/1000	12/1000	16/1000	20/1000	24/1000	32/1000	40/1000
0.1μm	50/1000	60/1000	80/1000	100/1000	120/1000	160/1000	200/1000

在全闭环中，位置检测器使用串行输出方式时：

光栅尺分辨率：0.05μm，控制器的最小设定单位为1μｍ

现计算结果是1/20，由于原CMR=20，是2的10倍，所以换算后为1/2。

其他FFG（分子/分母）的设定举例：

检测单位	光栅尺分辨率
	1μm	0.5μm	0.1μm	0.05μm	0.01μm
1μm	1/1	1/2	1/10	1/20	1/100
0.5μm	——	1/1	1/5	1/10	1/50
0.1μm	——	——	1/1	1/2	1/10

3. 参数2022电机方向保持原设定值。

4. 参数2023速度反馈脉冲数，该参数为固定值8192，半闭环与全闭环相同。

5. 参数2024位置反馈脉冲数，半闭环时，该参数为固定值12500。

全闭环时的计算：

电机1转移动量：5mm/rev（丝杆螺距5mm）

光栅尺分辨率： 0.00005mm（0.05μm）

位置反馈脉冲=

由于计算结果为100000，已超过设定范围0~32767，可以使用参数2185位置反馈脉冲变换系数。实际上“位置反馈脉冲数”是位置反馈脉冲数（参数2024）和位置反馈脉冲变换系数（参数2185）的乘积。

既：位置反馈脉冲数=参数2024×参数2185

因此，100000=12500×8

所以，参数2024设定为12500，参数2185设定为8。

变换系数只能是2的乘方值，如2，4，8，16.......。

另外，不管是半闭环还是全闭环，只要位置反馈脉冲数在设定范围0~32767以内，参数2185设定为0。

6. 参数1821参考计数器容量保持原设定值50000。

本机床改为半闭环，使用绝对值位置编码器反馈，无需修改。只有半闭环使用增量式编码器反馈时，需要重新计算设定，否则将导致回参考点不准确。

全闭环时参考计数器容量=Z相（参考点）的间隔/检测单位

光栅尺等Z相（参考点）只有一个时，参考计数器容量任意设定为10000、50000等整数值。

因绝对式光栅尺无参考点标识，可以任意设定整数值，所以本机设定为50000。

设定完成后如下图：

关机，重新启动系统，这时参考点还没有建立，把进给轴移动到所需参考点位置，把参数1815.4设定为1，最终设定如下：

	#7	#6	#5	#4	#3	#2	#1	#0
1815	0	0	1	1	0	0	0	0

完成后关机，正常启动系统后，参考点自动建立，不需要回参考点操作，就可以正常使用，至此全部设定完成。

光栅尺故障及更换见《FANUC Series 0i-TF数控系统-SV384/SV385/SV386报警处理》

参考资料：

✔ Gurutzpe GL13.10.6 使用手册

✔ FANUC CNC 16i 连接教材 B-10141/05

✔ FANUC Series 0i-MODEL F 维修说明书 B-64605CM/01

✔ FANUC Series 0i-MODEL F 参数说明书 B-64610CM/01

✔ FANUC AC SERVO MOTOR αi-B_αi_βi-B_βi 参数说明书 B-65270CM/10

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