FANUC+设定参数实现刚性攻丝.pdf
设定参数实现刚性攻丝
(大连机床集团有限责任公司 黄贤鸿)
1两种攻丝方式的比较
以前的加工中心为了攻丝,一般都是根据所选用的丝锥和工艺要求,在加工程序中编入一个主轴转速和正/反转指令,然后再编人G84／G74固定循环,在固定循环中给出有关的数据,其中Z轴的进给速度是根据F=丝锥螺距×主轴转速得出,这样才能加工出需要的螺孔来。虽然从表面上看主轴转速与进给速度是根据螺距配合运行的,但是主轴的转动角度是不受控的,而且主轴的角度位置与Z轴的进给没有任何同步关系,仅仅依靠恒定的主轴转速与进给速度的配合是不够的。主轴的转速在攻丝的过程中需要经历一个停止－正转－停止－反转－停止的过程,主轴要加速－制动－加速－制动,再加上在切削过程中由于工件材质的不均匀,主轴负载波动都会使主轴速度不可能恒定不变。对于进给Z轴,它的进给速度和主轴也是相似的,速度不会恒定,所以两者不可能配合得天衣无缝。这也就是当采用这种方式攻丝时,必须配用带有弹簧伸缩装置的夹头,用它来补偿Z轴进给与主轴转角运动产生的螺距误差。如果我们仔细观察上述攻丝过程,就会明显地看到,当攻丝到底,Z轴停止了而主轴没有立即停住(惯量),攻丝弹簧夹头被压缩一段距离,而当Z轴反向进给时,主轴正在加速,弹簧夹头被拉伸,这种补偿弥补了控制方式不足造成的缺陷,完成了攻丝的加工。对于精度要求不高的螺纹孔用这种方法加工尚可以满足要求,但对于螺纹精度要求较高,6H或以上的螺纹以及被加工件的材质较软(铜或铝)时,螺纹精度将不能得到保证。还有一点要注意的是,当攻丝时主轴转速越高,Z轴进给与螺距累积量之间的误差就越大,弹簧夹头的伸缩范围也必须足够大,由于夹头机械结构的限制,用这种方式攻丝时,主轴转速只能限制在600r/min以下。
刚性攻丝就是针对上述方式的不足而提出的,它在主轴上加装了位置编码器,把主轴旋转的角度位置反馈给技控系统形成位置闭环,同时与Z轴进给建立同步关系,这样就严格保证了主轴旋转角度和Z轴进给尺寸的线生比例关系。因为有了这种同步关系,即使由于惯量、加减速时间常数不同、负载波动而造成的主轴转动的角度或Z轴移动的位置变化也不影响加工精度,因为主轴转角与Z轴进给是同步的,在攻丝中不论任何一方受干扰发生变化,则另一方也会相应变化,并永远维持线性比例关系。如果我们用刚性攻丝加工螺纹孔,可以很清楚地看到,当Z轴攻丝到达位置时,主轴转动与Z轴进给是同时减速并同时停止的,主轴反转与Z轴反向进给同样保持一致。正是有了同步关系,丝锥夹头就用普通的钻夹头或更简单的专用夹头就可以了,而且刚性攻丝时,只要刀具(丝锥)强度允许,主轴的转速能提高很多,4000r/min的主轴速度已经不在话下。加工效率提高5倍以上,螺纹精度还得到保证,目前已经成为加工中心不可缺少的一项主要功能。
2刚性攻丝功能的实现
从电气控制的角度来看,数控系统只要具有主轴角度位置控制和同步功能,机床就能进行刚性攻丝,当然还需在机床上加装反馈主轴角度的位置编码器。要正确地反映主轴的角度位置,最好把编码器与主轴同轴联接,如果限于机械结构必需通过传动链联接时,要坚持1:1的传动比,若用皮带,则非同步带不可。还有一种可能,那就是机床主轴和主轴电动
机之间是直连,可以借用主轴电动机本身带的内部编码器作主轴位置反馈,节省二项开支。
除去安装必要的硬件外,主要的工作是梯形图控制程序的设计调试。市面上有多种数控系统,由于厂家不同,习惯各异,对刚性攻丝的信号安排和处理是完全不一样的。我们曾经设计和调试过几种常用数控系统的刚性攻丝控制程序,都比较繁琐。调试人员不易理解梯形图控制程序,特别是第一台样机调试周期长,不利于推广和使用。尽管如此,加工中心有了该项功能,扩大了加工范围,受到用户的青睐。
3不用设计梯形图实现刚性攻丝
在FANUC 0i数控系统里,参数N0.5200#0如果被设定为0,那么刚性攻丝就需要用M 代码指定。一般情况下,我们都使用M29,而在梯形图中也必须设计与之相对应的顺序程序,这对初次尝试者来说还有一定的困难。正常的情况下,没有特殊要求时,主轴参数初始化后把参数No.5200#0设定为1,其它有关参数基本不动,也不用增加任何新的控制程序,这样就简单多了。在运行调试中要根据机床本身的机械特性设置刚性攻丝必须的一组参数(见表l)。参数设置好后就可以直接使用固定循环G84/G74指令编程,其格式举例如下:
表1刚性攻丝参数表
功能 参数
攻丝最高主轴转速 No.5241-N0.5244
主轴与攻丝轴的时间常数 No.5261-No.5264
刚性攻丝轴回路增益 No.5280-N0.5284
刚性攻丝时攻丝轴移动位置偏差量的极限值 No.5310
刚性攻丝时主轴移动位置偏差量的极限值 No.5311
刚性攻丝时的攻丝轴停止时的位置偏差量极限值 No.5312
刚性攻丝时的主轴停止时的位置偏差量极限值 No.5313
(1)每分钟进给编程
右螺纹
G94;Z轴每分钟进给
M3S1000;主轴正转（1000r/min）
G90G84X-300.Y-250.Z-150.R-120.P300F1000;右螺纹攻丝,螺距1mm
左螺纹
G94;Z轴每分钟进给
M4Sl000;主轴反转（1000r/min）
G90G74X-300.Y-250.Zl50.R-120.P300F1000;左螺纹攻丝,螺距1mm
(2)每转(主轴)进给编程
右螺纹
G95;Z轴进给/主轴每转
M3S1000;主轴正转(1000r/min)
G90G84X-300.Y-250.Z-150.R-120.P300F1.0;右螺纹攻丝,螺距1mm
右螺纹
G95;Z轴进给/主轴每转
M4S1000;主轴反转(1000r/min)
G90G74X-300.Y-250.Z150.R-120.P300F1.0;左螺纹攻丝,螺距1mm
以上刚性攻丝编程由于将参数No.5200#0设置为1,固定循环G84/成为刚性攻丝的指令,所以它的编程格式就完全与原固定循环G84/G74普通攻丝是一样的。根据用户的使用调查,刚性攻丝性能大大优于普通攻丝。
刚性攻丝
设定参数实现刚性攻丝 一般都是根据所选用的丝锥和工艺要求, 在加工程序中编入一个主轴转速和正/反转指令, 然后再编人G84／G74 固定循环, 在固定循环中给出有关的数据, 其中Z 轴的进给速度是根据 F =丝锥螺距×主轴转速得出, 这样才能加工出需要的螺孔来。虽然从表面上看主轴转速与进给速度是根据螺距配合运行的, 但是主轴的转动角度是不受控的, 而且主轴的角度位置与Z 轴的进给没有任何同步关系, 仅仅依靠恒定的主轴转速与进给速度的配合是不够的。主轴的转速在攻丝的过程中需要经历一个停止－正转－停止－反转－停止的过程, 主轴要加速－制动－加速－制动, 再加上在切削过程中由于工件材质的不均匀, 主轴负载波动都会使主轴速度不可能恒定不变。对于进给Z 轴, 它的进给速度和主轴也是相似的, 速度不会恒定, 所以两者不可能配合得天衣无缝。这也就是当采用这种方式攻丝时, 必须配用带有弹簧伸缩装置的夹头, 用它来补偿Z 轴进给与主轴转角运动产生的螺距误差。如果我们仔细观察上述攻丝过程, 就会明显地看到, 当攻丝到底,Z 轴停止了而主轴没有立即停住( 惯量), 攻丝弹簧夹头被压缩一段距离, 而当Z 轴反向进给时, 主轴正在加速, 弹簧夹头被拉伸, 这种补偿弥补了控制方式不足造成的缺陷, 完成了攻丝的加工。对于精度要求不高的螺纹孔用这种方法加工尚可以满足要求, 但对于螺纹精度要求较高,6H 或以上的螺纹以及被加工件的材质较软( 铜或铝) 时, 螺纹精度将不能得到保证。还有一点要注意的是,
当攻丝时主轴转速越高,Z 轴进给与螺距累积量之间的误差就越大, 弹簧夹头的伸缩范围也必须足够大, 由于夹头机械结构的限制, 用这种方式攻丝时, 主轴转速只能限制在600r/min 以下。 刚性攻丝就是针对上述方式的不足而提出的, 它在主轴上加装了位置编码器, 把主轴旋转的角度位置反馈给技控系统形成位置闭环, 同时与Z 轴进给建立同步关系, 这样就严格保证了主轴旋转角度和Z 轴进给尺寸的线生比例关系。因为有了这种同步关系, 即使由于惯量、加减速时间常数不同、负载波动而造成的主轴转动的角度或Z 轴移动的位置变化也不影响加工精度, 因为主轴转角与Z 轴进给是同步的, 在攻丝中不论任何一方受干扰发生变化, 则另一方也会相应变化, 并永远维持线性比例关系。如果我们用刚性攻丝加工螺纹孔, 可以很清楚地看到, 当Z 轴攻丝到达位置时, 主轴转动与Z 轴进给是同时减速并同时停止的, 主轴反转与Z 轴反向进给同样保持一致。正是有了同步关系, 丝锥夹头就用普通的钻夹头或更简单的专用夹头就可以了, 而且刚性攻丝时, 只要刀具( 丝锥) 强度允许, 主轴的转速能提高很多,4 000r/min 的主轴速度已经不在话下。加工效率提高 5 倍以上, 螺纹精度还得到保证, 目前已经成为加工中心不可缺少的一项主要功能。 2 刚性攻丝功能的实现 从电气控制的角度来看, 数控系统只要具有主轴角度位置控制和同步功能, 机床就能进行刚性攻丝, 当然还需在机床上加装反馈主轴角度的位置编码器。要正确地反映主轴的角度位置, 最好把
FANUC 攻丝相关参数 (1)
- 9 - 附录1：和批量钻孔、攻丝相关主要参数 设定项 0i Mate-MD 设定注意点 快移时间常数1 1620 X 轴 120 Y 轴 145 Z 轴 150 根据快速倍率100%时，TCMD 的波形确认最佳设定值，该参数对于批量打孔攻丝效率影响大，各轴单独进行优化 快移时间常数2 1621 X 轴 56 Y 轴 56 Z 轴 64 根据快速倍率100%时，TCMD 的波形确认最佳设定值，该参数对于批量打孔攻丝效率影响大，各轴单独进行优化 切削时间常数 1622 X 轴 64 Y 轴 64 Z 轴 64 在普通方式下加工时，对加工精度和效率有进一步要求时，在轴运行稳定前提下，可以设定更小值，三轴设定必须一致快速移动直线型定位 1401#1 1 固定设定值 前馈功能总生效(包括快速) 1800#3 1 固定设定值 切削/快速前馈切换 2214#4 1 固定设定值 快速位置前馈系数 2092 9900 (三轴一致)固定设定值 快速速度前馈系数 2069 50 （三轴一致）固定设定值 切削位置前馈系数 2144 9900 (三轴一致)固定设定值 切削速度前馈系数 2145 50 （三轴一致）固定设定值 快速/切削进给到位宽度切换 NO.1801#4 1 固定设定值 快速到位宽度 NO.1826 500 固定设定值 切削到位宽度 NO.1827 20 固定设定值 快速移动程序段间重叠功能生效 NO.1601#4 1 固定设定值 快速移动程序段重叠时减速比 NO.1722 50 固定设定值 切削时速度增益倍率 2107 X 轴 150 Y 轴 150 Z 轴 150 根据各轴频率响应测试，确认合理的伺服速度环增益，注意测试频率响应时需要将倍率值一起设定至NO2021中 切削/快速进给位置增益切换功能 2212#6 1 固定设定值 切削时位置增益 1825 5000 根据机床刚性，进行合理设定。快速时位置增益 2178 3000 建议设定值 刚性攻丝主轴最大转速 5241 5000r/min 建议设定值 刚性攻丝加减速时间常数 5261 350ms（直线型）确认同步误差在合理范围内的设定值 刚性攻丝回退时间常数 5271 0 回退不同时间常数时设定 刚性攻丝主轴和攻丝轴位置增益 5280 5000 设定值和NO4065～4069一致， 刚性攻丝时主轴电机电压 4085 100 建议设定值 刚性攻丝时主轴前馈功能 5203#2 1 建议设定值 主轴位置前馈系数 4344 9900 确认和Z 轴前馈系数设定一致主轴速度前馈系数 4037 50 确认和Z 轴前馈系数设定一致主轴电机励磁时间 4099 100 建议设定值
FANUC 0I常用参数
FANUC-0iA 常用的参数[post] 參數型號意義 0.0TVONTV 檢查 0.1ISO傳輸碼為ISO/EIA 0.2INI輸入單位為mm(毫米)/inch(英吋) 0.5SEQ序號自動插入 1.1FVC紙帶格式 12.0MIX鏡像 20I/ORS-232 通訊頻道 傳輸(I/O=0) 參數型號意義 101.0SB2設定STOP 位元為1或2 101.3ASI設定ASCII 碼 102傳輸設備設定 103傳輸速率 傳輸(I/O=1) 參數型號意義 111.0SB2設定STOP 位元為1或2 111.3ASI設定ASCII 碼 112傳輸設備設定 113傳輸速率 傳輸(I/O=2) 參數型號意義 121.0SB2設定STOP 位元為1或2 121.3ASI設定ASCII 碼 122傳輸設備設定 123傳輸速率 行程限制 參數型號意義 1320各軸第一行程正方向限制 1321各軸第一行程負方向限制 1322各軸第二行程正方向限制 1323各軸第二行程負方向限制 進給率 參數型號意義 1420各軸快速移動進給率 1410空跑(dry run)速度 1422所有軸切削最大進給率 1430各軸切削最大進給率 1431先行控制所有軸切削最大進給率 1432先行控制各軸切削最大進給率 1425原點復歸減速後FL速度 1421快速移動FO速度 1423各軸JOG模式進給速度 1424各軸快速移動進給速度 加減速控制 參數型號意義 1620各軸快速移動加減速時間常數 1622切削進給加減速時間常數(指數型) 1622補間後加減速時間常數 1621鍾型加減速時間常數 1623切削進給FL速率(指數型) 1624補間後加減速時間常數(指數型) 1625JOG 進給FL速率(指數型) 伺服 參數型號意義 1800.1當VRDY在PRDY之前輸出伺服 1800.4切削和快速進給背隙補正量分開設 1815.1分離式檢出器使用有效/無效 1815.5絕對式檢出器使用有效/無效 1816.4DMR 1820CMR 1821各軸參考點容量 1825各軸伺服迴路增益 1826INPOSITION 寬度 1827切削進給INPOSITION 寬度 1828移動中位置偏差量限制 1829停止間位置偏差量限制 1836原點復歸時伺服誤差量 1850各軸柵格點偏移量 1851背隙補正量(切削) 1852背隙補正量(快速進給) 伺服自動設定 參數型號意義 2000~2126伺服系統參數 2000.1伺服參數自動設定 2020馬達型號 2021負載慣性比 2022馬達旋轉方向 2023馬達速度回饋脈波數 2024馬達位置回饋脈波數 2084 2085FLEX GEAR CRT/MDI 參數型號意義 3100.3FKYCRT 鍵盤為半鍵或全鍵 3100.7CORCRT為單色或彩色 3102.0~6語言設定 3105.2實際速度和T碼顯示 3111.0SVS伺服調整畫面 3111.1SPS主軸調整畫面 3111.5OPM操作監視畫面 3111.6OPS在監視畫面顯示主軸/馬達轉速 開機初始設定 參數型號意義 3401.0DPI小數點忽略有效/無效 3402.0G01電源打開時是G00或G01 3402.1~2電源打開時選擇平面G17/G18/G19 3402.3G91電源打開時是G90或G91 3404.7M3B同一個單節可執行一個或三個M碼 節距誤差補償 參數型號意義 3620補償參考點位置號碼 3621補償負方向位置號碼 3622補償正方向位置號碼 3623節距誤差補償倍率 3624節距誤差補償間隔距離 主軸控制
FANUCOi 刚性攻牙参数
FANUCOi 刚性攻牙参数 FANUC Oi 系统开通刚性攻牙功能需要设定参数仅供参考。将参数 No.5200#0 设置为 1,修改以下参数：攻丝最高主轴转速 N0.5241 - N0.5244 主轴与攻丝轴的时间常数 N0.5261 - No.5264 刚性攻丝轴回路增益 N0.5280 - N0.5284 刚性攻丝时攻丝轴移动位置偏差量的极限值N0.5310 刚性攻丝时主轴移动位置偏 差量的极限值 N0.5311 刚性攻丝时的攻丝轴停止时的位置偏差量极限值 N0.5312 刚性攻丝时的主轴停止时的位置偏差量极限值 N0.5313 。如下列： (1) 每分钟进给编程右螺纹G94; Z 轴每分钟进给M3Sl000;主轴正转（1000r/min) G9O G84 X-300.Y-250.Z-150.R-120. P300 F1000;右螺纹攻丝 , 螺距 lmm 左螺 纹G94; Z 轴每分钟进给M4Sl000; 主轴反 转（1000r/min) G9O G74X-300.Y-250.Zl50.R-120.P300 F1000; 左螺纹攻丝 , 螺距 lmm (2) 每 转 ( 主轴 ) 进给编程右螺纹G95; Z 轴进给 / 主轴每转M3 S1000; 主轴正转 (1000r/min) G9O G84X-300.Y-250.Z-150.R-120. P300 F1.0; 右螺纹攻 丝 , 螺距 1mm 右螺纹G95;Z 轴进给 / 主轴每转M4S1000;主轴反转 (1000r/min) G90 G74 X-300.Y-250.Z150.R-120. P300 F1.0; 左螺纹攻丝 , 螺距 l mm 以上 刚性攻丝编程由于将参数 No.5200#0 设置为 1, 固定循环 G84/ 成为刚性攻丝的指令 , 所以它的编程格 式就完全与原固定循环 G84/G74 普通攻丝是一样的
FANUC Oi 刚性攻丝
FANUC Oi 系统开通刚性攻牙功能需要设定参数仅供参考。 将参数 No.5200#0 设置为 1,修改以下参数：攻丝最高主轴转速 N0.5241 - N0.5244 主轴与攻丝轴的时间常数 N0.5261 - No.5264 刚性攻丝轴回路增益 N0.5280 - N0.5284 刚性攻丝时攻丝轴移动位置偏差量的极限值N0.5310 刚性攻丝时主轴移动位置偏差量的极限值 N0.5311 刚性攻丝时的攻丝轴停止时的位置偏差量极限值 N0.5312 刚性攻丝时的主轴停止时的位置偏差量极限值 N0.5313 。如下列： (1) 每分钟进给编程右螺纹G94; Z 轴每分钟进给M3Sl000;主轴正转（1000r/min) G9O G84X-300.Y-250.Z-150.R-120. P300 F1000;右螺纹攻丝 , 螺距 lmm 左螺纹G94; Z 轴每分钟进给M4Sl000; 主轴反转（1000r/min) G9O G74 X-300.Y-250.Zl50.R-120.P300 F1000; 左螺纹攻丝 , 螺距 lmm (2) 每转 ( 主轴 ) 进给编程右螺纹G95; Z 轴进给 / 主轴每转M3S1000; 主轴正转 (1000r/min) G9O G84X-300.Y-250.Z-150.R-120. P300 F1.0; 右螺纹攻丝 , 螺距 1mm 右螺纹G95;Z 轴进给 / 主轴每转M4S1000;主轴反转 (1000r/min) G90 G74 X-300.Y-250.Z150.R-120. P300 F1.0; 左螺纹攻丝 , 螺距 l mm 以上刚性攻丝编程由于将参数 No.5200#0 设置为 1, 固定循环 G84/ 成为刚性攻丝的指令 , 所以它的编程格式就完全与原固定循环 G84/G74 普通攻丝是一样的
CNC机床钻孔、攻丝切削参数_图文(精)
普通螺纹底孔刀号钻头转速钻头进给丝锥转速丝锥进给细螺纹底孔直径通用管螺纹 底孔直径钻头转速钻头进给M4×0.7 3.33950901/4″11.5600160 M5×0.8 4.24900904453562/8″15430120 M6×155(198501804254251/2″18.7340100 M8×1.25 6.76(20800200500625 3/4″24.2270150M10×1.58.57(21700300500750M12×1.2510.7 M12×1.7510.28(22630280500875M16×1.514.5 M16×213.99(23460220400800M20×1.518.5 M20×2.517.410(24365180320800M20×1.518.5 M24×32111(25340160250750 M30X3.526.5250125200700 M10×1912(26700180500500 NPT1/8″8.714 7001807、对丝锥:因为孔加工刀具对刀时是以钻尖或丝锥端中心为刀位点,攻螺纹时,由于丝锥切削部分有锥角,端部不能切出完整的牙型,注:若攻不通孔螺纹,底孔深度:D钻=h有效+0.7D+0.3D底孔。 6、对钻头加工倒角,大小采用估算法,手轮进给倒角,切削一定深度后,退出游标卡尺测量,一般比螺纹孔径大3-4mm。 CNC机床常用普通螺纹钻孔参数表
丝锥钻入深度应大于螺纹有效深度。一般可取:H丝=h有效+0.7D。D为螺纹大径。 8、中心钻应短,有良好的刚度。 1、先铣削上表面,再加工螺纹,若表面无要求,则可不铣面。 加工过程: 2、加工螺纹的方法:先用中心钻加工底孔的中心孔,再钻底孔,然后对底孔倒角,最后攻丝。 公司为提高效率,在点孔时,点的稍大些,连倒角一起做了。 3、孔加工循环的选择,中心钻选用G82,底孔加工选用G81,倒角选用G82,螺纹若是右旋,选用G84。 4、孔加工循环的高度平面选择:a:Z向R高度:对G81、G82,为螺纹孔上表面以上3-5mm,对G84应大些,为10mm以上。 b:初始平面高度:为螺纹孔上表面以上20mm。公司选用100mm。 5、孔底面高度:对底孔钻,考虑到钻头角度以及孔是通孔的因素,取螺纹孔下表面下方0.3D底孔。
FANUC设定参数实现刚性攻丝
FANUC设定参数实现刚性攻丝 (大连机床集团有限责任公司黄贤鸿) 1 两种攻丝方式的比较 以前的加工中心为了攻丝, 一般都是根据所选用的丝锥和工艺要求, 在加工程序中编入一个主轴转速和正/ 反转指令, 然后再编人G84 ／G74 固定循环, 在固定循环中给出有关的数据, 其中Z 轴的进给速度是根据F=丝锥螺距×主轴转速得出, 这样才能加工出需要的螺孔来。虽然从表面上看主轴转速与进给速度是根据螺距配合运行的, 但是主轴的转动角度是不受控的, 而且主轴的角度位置与Z 轴的进给没有任何同步关系, 仅仅依靠恒定的主轴转速与进给速度的配合是不够的。主轴的转速在攻丝的过程中需要经历一个停止－正转－停止－反转－停止的过程, 主轴要加速－制动－加速－制动, 再加上在切削过程中由于工件材质的不均匀, 主轴负载波动都会使主轴速度不可能恒定不变。对于进给Z 轴, 它的进给速度和主轴也是相似的, 速度不会恒定, 所以两者不可能配合得天衣无缝。这也就是当采用这种方式攻丝时, 必须配用带有弹簧伸缩装置的夹头, 用它来补偿Z 轴进给与主轴转角运动产生的螺距误差。如果我们仔细观察上述攻丝过程, 就会明显地看到, 当攻丝到底,Z 轴停止了而主轴没有立即停住(惯量), 攻丝弹簧夹头被压缩一段距离, 而当Z 轴反向进给时, 主轴正在加速, 弹簧夹头被拉伸, 这种补偿弥补了控制方式不足造成的缺陷, 完成了攻丝的加工。对于精度要求不高的螺纹孔用这种方法加工尚可以满足要求, 但对于螺纹精度要求较高,6H 或以上的螺纹以
及被加工件的材质较软(铜或铝) 时, 螺纹精度将不能得到保证。还有一点要注意的是, 当攻丝时主轴转速越高,Z 轴进给与螺距累积量之间的误差就越大, 弹簧夹头的伸缩范围也必须足够大, 由于夹头机械结构的限制, 用这种方式攻丝时, 主轴转速只能限制在600r/min 以下。 刚性攻丝就是针对上述方式的不足而提出的, 它在主轴上加装了位置编码器, 把主轴旋转的角度位置反馈给技控系统形成位置闭环, 同时与Z 轴进给建立同步关系, 这样就严格保证了主轴旋转角度和Z 轴进给尺寸的线生比例关系。因为有了这种同步关系, 即使由于惯量、加减速时间常数不同、负载波动而造成的主轴转动的角度或Z 轴移动的位置变化也不影响加工精度, 因为主轴转角与Z 轴进给是同步的, 在攻丝中不论任何一方受干扰发生变化, 则另一方也会相应变化, 并永远维持线性比例关系。如果我们用刚性攻丝加工螺纹孔, 可以很清楚地看到, 当Z 轴攻丝到达位置时, 主轴转动与Z 轴进给是同时减速并同时停止的, 主轴反转与Z 轴反向进给同样保持一致。正是有了同步关系, 丝锥夹头就用普通的钻夹头或更简单的专用夹头就可以了, 而且刚性攻丝时, 只要刀具(丝锥)强度允许,主轴的转速能提高很多,4000r/min 的主轴速度已经不在话下。加工效率提高 5 倍以上,螺纹精度还得到保证, 目前已经成为加工中心不可缺少的一项主要功能。 2 刚性攻丝功能的实现 从电气控制的角度来看, 数控系统只要具有主轴角度位置控制和同
广数圆度误差调试指导说明书
圆度误差调试指导 原理说明: 18XP系列世纪星硬件设计具有可以采集脉冲数据的特性，因而可以来对走圆过程中的X轴与Y轴的脉冲进行采集与分析，带有采集功能的18XP设 计了通过图形界面的方式来显示两轴的同步误差，对两个进给轴插补铣圆的轨 迹进行同步描绘并显示出误差精度，以便分析后进行相关参数调整，将铣削圆 度误差控制在较小的范围内。 接线说明: 1.0.3m 电缆和2m 电缆共同的DB15头孔接到21(或18)世纪星的轴口 2.0.3m 电缆的DB15头针接到21(或18)世纪星的轴口指令线上 3.2m 电缆的另一DB15头孔接到18XP的轴口上 [注意]：以上接线中，21(或18)系统的X轴与18XP的X轴连接；21(或 18)系统的Y轴与18XP的Y轴连接 18XP调试18系列世纪星的接线见<刚性攻丝调试指导说明书>附图1 18XP调试21系列世纪星的接线见<刚性攻丝调试指导说明书>附图2 参数设置: 在21的轴参数中设置以下几个参数: 1、外部脉冲当量分子：18XP跟21设置成一致； 2、外部脉冲当量分母：18XP设置成21的值乘以4；例如，21若为2， 则18XP需设置成8； 3、电机每转脉冲数：18XP设置成21的值乘以4；例如，21若为2500， 则18XP设置成10000； 4、是否带反馈：18XP和21都需设置成45(带反馈)； 在18的轴参数中设置以下几个参数: 5、外部脉冲当量分子：18XP跟18设置成一致； 6、外部脉冲当量分母：18XP跟18设置成一致； 7、电机每转脉冲数：18XP跟18设置成一致； 8、是否带反馈：18XP和21都需设置成45(带反馈)； 另外18XP中要设置： 1、要查看18XP中：“诊断”-“伺服调试”-“轴设置”中是否为系统默 认设置，即（x y z c）：（0 1 2 0），若不是，则改为如此。 2、要查看18XP中：“诊断”-“伺服调试”-“轮廓误差”-“参数设置” 中是否为系统默认设置，即radius =20 ，此值与18XP系统自带的G代码程序 O00F1中的铣圆半径值20一致；若要修改圆半径，则这两个值都要修改成一 致。
FANUC常用系统参数说明
FANUC0 小括号()改为中括号【】将3204中的PAF由0改为1. 释放风扇报警(ALM701参数PRM8901#0(FAN) 08000-08999保密设置NE8(N0.3202#0). 09000-09999保密设置NE9(NO.3202#4). FANUC Series 0i-MD：在显 示器上修改梯图。 按SY STEM!,按右扩展键几次，直到显示器下面出现［PMCCNF时，按［PMCCNF软键,按［设定］软键，在出现的画面上将：编程允许(EDIT ENABLE)内置xx(PROGRAERNABLE)编辑后保存到(WRITETOF-ROM (EDIT) ), 这三项打开即可修改梯图. FANUC Series 0i-MC ： 按SY STEM!，按［ > ］软键几次，当出现［PMCPRM软键时按此键，按［SETING ］软键，在出现的画面上将： EDIT ENABLE! 1 WRITE TO F-ROM (EDIT置1 PROGRAMMER ENA B LE 这三项打开即可修改梯图。 这三项只要能置为 1 ，就能进入梯图修改，xx 不了1，就是有参数封
住了，防止别人乱改梯图。对于有密码的，要输入密码才可以看到, 才可以修改。为使用梯形图编辑功能，应该 在“PARAMETERSFOR ONLINE MONITO R中把“ RS-232- C和“F-BUS选择为“ NOT USE , 以使在线监控功能无效。 自动插入顺序号：0000 #5 SEQ 自动插入顺序号增量值：3216 最大主轴转速：3772 加工中心乱刀XX System——参数-----PNMNET----- 数据----- 操作----- 缩放 寻找。 xx 系统D144,主轴25, D145 1POT(1).D146(2)…… 新版本系统D300主轴25, D301 1POT(1).D302 2POT(2)……
刚性攻丝&柔性攻丝
理论上，攻螺纹时，当主轴转一转，Z轴的进给总量应该等于丝锥的螺距。即：P＝F/S 式中P—丝锥的螺距，mm F—Z轴的送给量，mm/min S—主轴转速，r/min 一般的攻螺纹功能，主轴的转速和Z 轴的进给是独立控制，因此上面的条件可能并不满足。特别在孔的底部，主轴和Z 轴的转速降低并停止，然后它们反转，而且转速增加，由于各自独立执行加、减速，因此上面的条件更可能不满足。为此，通常由装在攻丝夹头内部的弹簧对进给量进行补偿以改善攻螺纹的精度。 如果控制主轴的旋转和Z 轴的进给总是同步，那么攻丝的精度就可以得到保证。这种方法称为“刚性攻丝”。这时主轴的运行从速度系统变成位置系统运行。 在加工中心上面攻丝时，要求丝锥的进给和旋转必须同步，即：进给量＝转速×螺距，以防止拉断丝锥。这样就必须要去伺服电机来驱动主轴，要求在主轴上面增加位置传感器，对主轴传动机构的间隙和惯量都会有严格的要求。如果机床不具备这样的条件，只能选择柔性攻丝，在丝锥夹头中增加弹性装置，若产生不同步，弹性装置的伸缩量会补偿丝锥的进给量和“转速×螺距”的差值。此即柔性攻丝。很多工厂在加工中心上，工件装夹稳定的时候使用柔性攻丝。其实在加工条件好的情况下，使用柔性攻丝犹如画蛇添足。刚性攻丝就是要求丝锥的旋转角度和轴向进给严格配比，即使在加速、减速、反转等过程也不例外。 刚性攻丝的刀具夹持系统通常比柔性攻丝的刀具夹持系统价格低一些，螺纹长度的控制也更为精确,螺纹精度比柔性攻丝好。但柔性攻丝可选择扭距过载保护，这一点刚性攻丝不能做到。通常柔性攻丝的丝锥寿命要比刚性攻丝的长。 现在有专用刚性攻丝丝锥，螺纹部分较柔性攻丝丝锥短，带侧固槽，寿命比柔性攻丝要长。
翻孔攻丝与螺母-尺寸参数与比较
钣金件上的螺母、螺钉的结构形式 铆接螺母 铆接螺母常见的形式有压铆螺母柱、压铆螺母、涨铆螺母、拉铆螺母、浮动压铆螺母 压铆螺母柱 压铆就是指在铆接过程中，在外界压力下，压铆件使基体材料发生塑性变形，而挤入铆装螺钉、螺母结构中特设的预制槽内，从而实现两个零件的可靠连接的方式，压铆的非标螺母有两种，一种是压铆螺母柱，一种是压铆螺母。采用此种铆接形式实现和基材的连接的，此种铆接形式通常要求铆接零件的硬度要大于基材的硬度。普通低碳钢、铝合金板、铜板板材适合于压接压铆螺母柱，对于不锈钢和高碳钢板材因为材质较硬，需要特制的高强度的压铆螺母柱，不仅价格很高，而且压接困难，压接不牢靠，压接后容易脱落，厂家为了保证可靠性，常常需要在螺母柱的侧面加焊一下，工艺性不好，因此，有压铆螺母柱和压铆螺母的钣金零件尽可能不采用不锈钢。包括压铆螺钉、压铆螺母也是这种情况，不合适在不锈钢板材上使用。 压铆螺母柱的压接过程如图1-41所示： 图 1-41 压铆过程示意图 压铆螺母 压铆螺母的压接过程如图1-42所示：
图 1-42 压铆过程示意图 涨铆螺母 涨铆就是指在铆接过程中，铆装螺钉或螺母的部分材料在外力作用下发生塑性变形，和基体材料形成紧配合，从而实现两个零件的可靠连接的方式。常用的ZRS等等就是采用此种铆接型式实现和基材的连接的。涨铆工艺比较简单，连接强度较低，通常用在对紧固件高度有限制，且承受扭距不大的情况。如图1-43所示： 图1-43涨铆过程示意图 拉铆螺母 拉铆是指在铆接过程中，铆接件在外界拉力的作用下，发生塑性变形，其变形的位置通常在专门设计的部位，靠变形部位夹紧基 材来实现可靠的连接。常用的拉铆螺母就是采用此种铆接型式实现和基材的连接的。拉铆使用专用的铆枪进行铆接，多用在安装空间较小，无法使用通用铆接工装的情况，例如封闭的管材。如图1-44所示： 图 1-44拉铆过程示意图 浮动压铆螺母 有些钣金结构上的铆装螺母，因为整体机箱结构复杂，结构的积累误差太大，以致这些铆装螺母的相对位置误差很大，造成其它零件装配困难，在相应的压铆螺母位置上采用压
设定参数实现刚性攻丝
设定参数实现刚性攻丝 (大连机床集团有限责任公司黄贤鸿) 1 两种攻丝方式的比较 以前的加工中心为了攻丝 , 一般都是根据所选用的丝锥和工艺要求 , 在加工程序中编入一个主轴转速和正 /反转指令 , 然后再编人 G84／G74 固定循环 , 在固定循环中给出有关的数据 , 其中 Z 轴的进给速度是根据 F =丝锥螺距×主轴转速得出 , 这样才能加工出需要的螺孔来。虽然从表面上看主轴转速与进给速度是根据螺距配合运行的 , 但是主轴的转动角度是不受控的 , 而且主轴的角度位置与 Z 轴的进给没有任何同步关系 , 仅仅依靠恒定的主轴转速与进给速度的配合是不够的。主轴的转速在攻丝的过程中需要经历一个停止－正转－停止－反转－停止的过程 , 主轴要加速－制动－加速－制动 , 再加上在切削过程中由于工件材质的不均匀 , 主轴负载波动都会使主轴速度不可能恒定不变。对于进给 Z 轴 , 它的进给速度和主轴也是相似的 , 速度不会恒定 , 所以两者不可能配合得天衣无缝。这也就是当采用这种方式攻丝时 , 必须配用带有弹簧伸缩装置的夹头 , 用它来补偿 Z 轴进给与主轴转角运动产生的螺距误差。如果我们仔细观察上述攻丝过程 , 就会明显地看到 , 当攻丝到底 ,Z 轴停止了而主轴没有立即停住 ( 惯量 ), 攻丝弹簧夹头被压缩一段距离 , 而当 Z 轴反向进给时 , 主轴正在加速 , 弹簧夹头被拉伸 , 这种补偿弥补了控制方式不足造成的缺陷 , 完成了攻丝的加工。对于精度要求不高的螺纹孔用这种方法加工尚可以满足要求 , 但对于螺纹精度要求较高 ,6H 或以上的螺纹以及被加工件的材质较软 ( 铜或铝 ) 时 , 螺纹精度将不能得到保证。还有一点要注意的是 , 当攻丝时主轴转速越高 ,Z 轴进给与螺距累积量之间的误差就越大 , 弹簧夹头的伸缩范围也必须足够大 , 由于夹头机械结构的限制 , 用这种方式攻丝时 , 主轴转速只能限制在 600r/min 以下。 刚性攻丝就是针对上述方式的不足而提出的 , 它在主轴上加装了位置编码器 , 把主轴旋转的角度位置反馈给技控系统形成位置闭环 , 同时与 Z 轴进给建立同步关系 , 这样就严格保证了主轴旋转角度和 Z 轴进给尺寸的线生比例关系。因为有了这种同步关系 , 即使由于惯量、加减速时间常数不同、负载波动而造成的主轴转动的角度或 Z 轴移动的位置变化也不影响加工精度 , 因为主轴转角与 Z 轴进给是同步的 , 在攻丝中不论任何一方受干扰发生变化 , 则另一方也会相应变化 , 并永远维持线性比例关系。如果我们用刚性攻丝加工螺纹孔 , 可以很清楚地看到 , 当 Z 轴攻丝到达位置时 , 主轴转动与 Z 轴进给是同时减速并同时停止的 , 主轴反转与 Z 轴反向进给同样保持一致。正是有了同步关系 , 丝锥夹头就用普通的钻夹头或更简单的专用夹头就可以了 , 而且刚性攻丝时 , 只要刀具 ( 丝锥 ) 强度允许 , 主轴的转速能提高很多 ,4 000r/min 的主轴速度已经不在话下。加工效率提高 5 倍以上, 螺纹精度还得到保证 , 目前已经成为加工中心不可缺少的一项主要功能。 2 刚性攻丝功能的实现 从电气控制的角度来看 , 数控系统只要具有主轴角度位置控制和同步功能 , 机床就能进行刚性攻丝 , 当然还需在机床上加装反馈主轴角度的位置编码器。要正确地反映主轴的角度位置 , 最好把编码器与主轴同轴联接 , 如果限于机械结构必需通过传动链联接时 , 要坚持 1:1 的传动比 , 若用皮带 , 则非同步带不可。还有一种可能 , 那就是机床主轴和主轴电动机之间是直连 , 可以借用主轴电动机本身带的内部编码器作主轴位置反馈 , 节省二项开支。
刚性攻丝参数设置
刚性攻丝参数设置 1.与主轴相关参数 4000#0=0 主轴与电机的旋转方向一致 4001#4=0 主轴传感器安装方向与主轴旋转方向一致 、4002#3，2，1，0=0，0，1，0 在主轴传感器上用位置编码器4003#7，6，5，4=0，0，0，0，主轴传感器的齿轮比设定1：1 2. 刚性攻丝参数 5101.6=1 攻丝到孔底时输出在反转 5112=3 攻丝时主轴正转的M代码 5113=3 攻丝时主轴反转的M代码 5200.0=1 刚性攻丝（没设为弹性攻丝） 5204=1 在诊断上显示刚性攻丝的同步偏差 5211=100 刚性攻丝退刀时的倍率 5241=2500 刚性攻丝时主轴最高转速1 5242=2500 刚性攻丝时主轴最高转速1 5261=100 主轴和攻丝轴的直线加减速的时间常数1 5262=100 主轴和攻丝轴的直线加减速的时间常数1 5300=10 刚性攻丝时攻丝轴的到位宽度 5301=50 刚性攻丝时主轴的到位宽度 5310=13000 刚性攻丝时攻丝轴移动时位移偏差 5311=30000 刚性攻丝时主轴移动时位移偏差 5312=200 刚性攻丝时攻丝轴停止时位移偏差 5313=500 刚性攻丝时主轴停止时位移偏差 1620=200 快速移动直线加/减速时间常数 1621=200 快速移动铃型加/减速时间常数 5314= 刚性攻丝时攻丝轴移动时位移偏差（当设定值超出5310的设定范围，可设本参数） 5280=3000 刚性攻丝中主轴与攻丝轴的位置控制的环路增益 与4065—4068一致 注：1、机床震动时可把5280改小 2、当有位置偏差报警时可修改上述相应位置偏差参数（不同机型参数可根据情况修改） 3.主轴定向参数 4015#0=1 定向有效 4031 定向角度 4.刚性攻丝指令程序 M03S300 M29S300 G84Z-50R2F1 G80 M30
攻牙底孔参数
攻牙底孔的使用参数表 一、螺紋下孔徑表 1、公制粗牙螺紋JIS B 0209-1982(單位：mm) 螺纹尺寸钻头直径螺纹下孔徑內螺紋小徑 最小直径最大直径 M1×0.25 0.75 0.78 (80%) 0.729 0.785 1.1 ×0.25 0.85 0.88 (80%) 0.829 0.885 1.2 ×0.25 0.95 0.98 (80%) 0.929 0.985 1.4 ×0.3 1.1 1.14 (80%) 1.075 1.142 1.6 ×0.35 1.25 1.32 (75%) 1.221 1.321 1.8 ×0.35 1.45 1.52 (75%) 1.421 1.521 2×0.4 1.6 1.65 (80%) 1.567 1.679 2.2 ×0.45 1.75 1.83 (75%) 1.713 1.838 2.5 ×0.45 2.1 2.13 (75%) 2.013 2.138 3×0.5 2.5 2.59 (75%) 2.459 2.599 3.5 ×0.6 2.9 3.01 (75%) 2.850 3.010 4×0.7 3.3 3.39 (80%) 3.242 3.422 4.5 ×0.75 3.8 3.85 (80%) 3.688 3.878 5×0.8 4.2 4.31 (80%) 4.134 4.334 6×1 5 5.13 (80%) 4.917 5.153 7×1 6 6.13 (80%) 5.917 6.153 8×1.25 6.8 6.85 (85%) 6.647 6.912 9×1.25 7.8 7.85 (85%) 7.647 7.912 10×1.5 8.5 8.62 (85%) 8.376 8.676 11×1.5 9.5 9.62 (85%) 9.376 9.676 12×1.75 10.3 10.40 (85%) 10.106 10.441 14×2 12 12.2 (85%) 11.835 12.210 16×2 14 14.2 (85%) 13.835 14.210 18×2.5 15.5 15.7 (85%) 15.294 15.744 20×2.5 17.5 17.7 (85%) 17.294 17.744 22×2.5 19.5 19.2 (85%) 19.294 19.744 24×3 21 21.2 (85%) 20.752 21.252 27×3 24 24.2 (85%) 23.752 24.252 30×3.5 26.5 26.6 (90%) 26.211 26.771 33×3.5 29.5 29.6 (90%) 29.211 29.771 36×4 32 32.1 (90%) 31.670 32.270 39 ×4 35 35.1 (90%) 34.670 35.270 42 ×4.5 37.5 37.6 (90%) 37.129 37.799 45 ×4.5 40.5 40.6 (90%) 40.129 40.799 48 ×5 43 43.1 (90%) 42.587 43.297 註(1)M1.4以下等級：5H、M1.6以上等級：6H (2)基於JIS B 0209-1982標準
FANUC维修中常用参数
FANUC维修中常用参数 FANUC系统有很丰富的机床参数，为数控机床的安装调试及日常维护带来了方便条件。根据多年的实践，对常用的机床参数在维修中的应用做一介绍。 1. 手摇脉冲发生器损坏。一台FANUC 0TD数控车床，手摇脉冲发生器出现故障，使对刀不能进行微调，需要更换或修理故障件。当时没有合适的备件，可以先将参数900#3置“0；'暂时将 手摇脉冲发生器不用，改为用点动按钮单脉冲发生器操作来进行刀具微调工作。等手摇脉冲发生器修好后再将该参数置“伫 2. 当机床开机后返回参考点时出现超行程报警。上述机床在返回参考点过程中，出现510或511超程报警，处理方法有两种： (1) 若X轴在返回参考点过程中，出现510或就是511超程报警，可将参数0700LT1X1数值改为+99999999(或将0704LT1X2数值修改为-99999999)后，再一次返回参考点。若没有问题则将参数0700或0704数值改为原来数值。 (2) 同时按P与CAN键后开机，即可消除超程报警。 3. 一台FANUC 0i数控车床，开机后不久出现ALM701报警。从维修说明书解释内容为控制部上部的风扇过热，打开机床电气柜，检查风扇电机不动作，检查风扇电源正常，可判定风扇损坏，因一时购买不到同类型风扇，即先将参数RRM8901#0改为“1先释放ALM701报警，然后在强制冷风冷却，待风扇购到后，再将PRM8901改为W 4. 一台FANUC 0M数控系统加工中心，主轴在换刀过程中，当主轴与换刀臂接触的一瞬间发生接触碰撞异响故障。分析故障原因就是因为主轴定位不准，造成主轴头与换刀臂吻合不好，无疑会引起机械撞击声，两处均有明显的撞伤痕迹。经查，换刀臂与主轴头均无机械松动，且换刀臂定位动作准确，故采用修改N6577参数值解决，即将原数据1525改为1524后，故障排除。 5. 密级型参数0900?0939维修法。按FANUC 0MC操作说明书的方法进行参数传输时，密级型参数0900?0939必须用MDI方式输入很不方便。现介绍一种可以传输包含密级型参数0900?0939在内的传输方法，步骤如下： (1) 将方式开关设定在EDIT位置； (2) 按PARAM键，选择显示参数的画面； (3) 将外部接收设备设定在STAND BY (准备)状态； (4) 先按EOB键不放开，再按OUTPOT键即将全部参数输出。 6. 一台FANUC 0MC立式加工中心，由于绝对位置编码电池失效，导致X、Y、Z丢失参考点，必须重新设置参考点。 (1) 将PWE“ 0”改为“1,'更改参数NO、76、1=1，NO、22改为，此时CRT显示“ 300＞警即X、Y、Z轴必须手动返回参考点。 (2) 关机再开机，利用手轮将X、Y移至参考点位置，改变参数NO、22为，则表示X、Y已建立了参考点。 (3) 将Z轴移至参考点附近，在主轴上安装一刀柄，然后手动机械手臂，使其完全夹紧刀柄。此时将参数NO、22改为，即Z轴建立参考点。将NO76、1设“00，'PWE改为0。
FANUC常用系统参数说明
FANUC0 小括号（）改为中括号【】将3204中的PAR由0改为1. 释放风扇报警（ALM701）参数PRM8901#0(FAN) O8000-O8999保密设置NE8(NO.3202#0). O9000-O9999保密设置NE9(NO.3202#4). FANUC Series Oi-MD： 在显示器上修改梯图。 按SYSTEM键,按右扩展键几次,直到显示器下面出现[PMCCNF]时,按[PMCCNF]软键,按[设定]软键,在出现的画面上将:编程允许(EDIT ENABLE),内置编程器许可(PROGRA MM ER ENABLE),编辑后保存到快闪存储器（WRITE TO F-ROM (EDIT)）, 这三项打开即可修改梯图. FANUC Series Oi-MC ： 按SYSTEM 键，按[ > ] 软键几次，当出现[PMCPRM]软键时按此键，按[SETING]软键，在出现的画面上将：EDIT ENABLE置1 WRITE TO F-ROM (EDIT)置1 PROGRAMMER ENABLE 置1 这三项打开即可修改梯图。
这三项只要能置为1 ，就能进入梯图修改，若置不了1，就是有参数封住了，防止别人乱改梯图。对于有密码的梯形图，要输入密码才可以看到，才可以修改。为使用梯形图编辑功能，应该在“PARAMETERS FOR ONLINE MONITOR”中把“RS-232-C”和“F-BUS”选择为“NOT USE”，以使在线监控功能无效。 自动插入顺序号：0000 #5 SEQ 自动插入顺序号增量值：3216 最大主轴转速：3772 加工中心乱刀修正 System------参数-----PNMNET-----数据-----操作-----缩放-----寻找。 旧版本系统D144,主轴25，D145 1POT(1).D146(2)……新版本系统D300主轴25，D301 1POT(1).D302 2POT(2)……
FANUC系统设定参数实现刚性攻丝
FANUC系统设定参数实现刚性攻丝 两种攻丝方式的比较：以前的加工中心为了攻丝 , 一般都是根据所选用的丝锥和工艺要求 , 在加工程序中编入一个主轴转速和正 /反转指令 , 然后再编人 G84／G74 固定循环 , 在固定循环中给出有关的数据 , 其中 Z 轴的进给速度是根据 F =丝锥螺距×主轴转速得出 , 这样才能加工出需要的螺孔来。虽然从表面上看主轴转速与进给速度是根据螺距配合运行的 , 但是主轴的转动角度是不受控的 , 而且主轴的角度位置与 Z 轴的进给没有任何同步关系 , 仅仅依靠恒定的主轴转速与进给速度的配合是不够的。主轴的转速在攻丝的过程中需要经历一个停止－正转－停止－反转－停止的过程 , 主轴要加速－制动 －加速－制动 , 再加上在切削过程中由于工件材质的不均匀 , 主轴负载波动都会使主轴速度不可能恒 定不变。对于进给 Z 轴 , 它的进给速度和主轴也是相似的 , 速度不会恒定 , 所以两者不可能配合得天衣无缝。这也就是当采用这种方式攻丝时 , 必须配用带有弹簧伸缩装置的夹头 , 用它来补偿 Z 轴进给与主轴转角运动产生的螺距误差。如果我们仔细观察上述攻丝过程 , 就会明显地看到 , 当攻丝到底 ,Z 轴停止了而主轴没有立即停住 ( 惯量 ), 攻丝弹簧夹头被压缩一段距离 , 而当 Z 轴反向进给时 , 主轴正在加速 , 弹簧夹头被拉伸 , 这种补偿弥补了控制方式不足造成的缺陷 , 完成了攻丝的加工。对于精度要求不高的螺纹孔用这种方法加工尚可以满足要求 , 但对于螺纹精度要求较高 ,6H 或以上的螺纹以及 被加工件的材质较软 ( 铜或铝 ) 时 , 螺纹精度将不能得到保证。还有一点要注意的是 , 当攻丝时主轴转速越高 ,Z 轴进给与螺距累积量之间的误差就越大 , 弹簧夹头的伸缩范围也必须足够大 , 由于夹头 机械结构的限制 , 用这种方式攻丝时 , 主轴转速只能限制在 600r/min 以下。 刚性攻丝就是针对上述方式的不足而提出的 , 它在主轴上加装了位置编码器 , 把主轴旋转的角度位置反馈给技控系统形成位置闭环 , 同时与 Z 轴进给建立同步关系 , 这样就严格保证了主轴旋转角度和Z 轴进给尺寸的线生比例关系。因为有了这种同步关系 , 即使由于惯量、加减速时间常数不同、负载波动而造成的主轴转动的角度或 Z 轴移动的位置变化也不影响加工精度 , 因为主轴转角与 Z 轴进给是同步的 , 在攻丝中不论任何一方受干扰发生变化 , 则另一方也会相应变化 , 并永远维持线性比例关系。如果我们用刚性攻丝加工螺纹孔 , 可以很清楚地看到 , 当 Z 轴攻丝到达位置时 , 主轴转动与 Z 轴进给 是同时减速并同时停止的 , 主轴反转与 Z 轴反向进给同样保持一致。正是有了同步关系 , 丝锥夹头就用普通的钻夹头或更简单的专用夹头就可以了 , 而且刚性攻丝时 , 只要刀具 ( 丝锥 ) 强度允许 , 主 轴的转速能提高很多 ,4 000r/min 的主轴速度已经不在话下。加工效率提高 5 倍以上, 螺纹精度还得到保证 , 目前已经成为加工中心不可缺少的一项主要功能。 刚性攻丝功能的实现：从电气控制的角度来看 , 数控系统只要具有主轴角度位置控制和同步功能 , 机床就能进行刚性攻丝 , 当然还需在机床上加装反馈主轴角度的位置编码器。要正确地反映主轴的角度位置 , 最好把编码器与主轴同轴联接 , 如果限于机械结构必需通过传动链联接时 , 要坚持 1:1 的传动 比 , 若用皮带 , 则非同步带不可。还有一种可能 , 那就是机床主轴和主轴电动机之间是直连 , 可以借用主轴电动机本身带的内部编码器作主轴位置反馈 , 节省二项开支。除去安装必要的硬件外 , 主要的工作是梯形图控制程序的设计调试。市面上有多种数控系统 , 由于厂家不同 , 习惯各异 , 对刚性攻丝的信号安排和处理是完全不一样的。我们曾经设计和调试过几种常用数控系统的刚性攻丝控制程序 , 都比较繁琐。调试人员不易理解梯形图控制程序 , 特别是第一台样机调试周期长 , 不利于推广和使用。尽管如此 , 加工中心有了该项功能 , 扩大了加工范围 , 受到用户的青睐。