1 免责声明
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2 概述
在发电和工程机械领域，大型龙门五轴加工中心（双摆头），刀具旋转摆动（如45度）进行大型件自动加工过程中，需要通过手轮控制刀具法向运动（如几何轴Z方向），刀具远离或接近工件，从而实现手轮干预加工过程。
2.1 功能说明
在AUTO或MDA操作方式下，使用手轮在线刀具长度补偿功能，在刀具法向（如G17平面，L1长度方向）控制几何轴偏移运动。例如：手轮移动控制刀具长度方向增加或减少偏移，即Z轴远离或接近工件。
手轮在线刀具长度补偿功能可用于以下情形：
· 循环停止
· 单段
· 程序停止M00/M01
· 进给倍率=0%
· 程序执行过程中
补充说明
通用的DRF功能，在AUTO或MDA操作方式下，可使用手轮移动机床轴。
2.2 应用条件
手轮在线刀具长度补偿功能，须满足以下条件：
· 激活AUTO或MDA操作方式
· 激活TRAORI，或CYCLE800
· 选择刀具坐标系TCS
· 选择DRF功能
· 激活第3几何轴（或第1/2几何轴）的手轮功能
· 选择增量INC1，INC10，或INC100
2.3 软件要求
NC系统软件： > V4.7 SP2 HF1
3 功能配置
3.1 手轮设置
以手轮连接到以太网MCP483（以太网工作方式） X60为例，参数设置如下，
N11350[0] $MN_HANDWHEEL_SEGMENT [0]= 7
N11351[0] $MN_HANDWHEEL_MODULE [0]= 1
N11352[0] $MN_HANDWHEEL_INPUT [0]= 1
3.2 功能参数配置
参数 | 示例 | 说明 |
N19320 $ON_TECHNO_FUNCTION_MASK
| Bit 29=1 | Technological options Bit 29: Online override in tool direction |
N11350 $MN_HANDWHEEL_SEGMENT | [0]= 7 | Handwheel segment |
N11351 $MN_HANDWHEEL_MODULE | [0]= 1 | Handwheel module |
N11352 $MN_HANDWHEEL_INPUT | [0]= 1 | Handwheel input |
N52210 FUNCTION_MASK_DISP
| Bit 14=1 Bit 15=1 | Display Overlay in tool direction under machine Bit 14: Display overlay of the DRF under the machine |
MD 52211 $MCS_FUNCTION_MASK_DISP_ZOA | Bit 23=1 Bit 24=1 | Function screen for displaying overview of work offsets Bit 23: Display TOFF Bit 24: Display overlay $AA_TOFF |
N20620 HANDWH_GEOAX_MAX_INCR_SIZE
| 10 mm | Limitation handwheel increment for geometry axes |
N20621 HANDWH_ORIAX_MAX_INCR_SIZE | 10 deg | Limiting of handwheel increment for orientation axes |
M20622 HANDWH_GEOAX_MAX_INCR_VSIZE | 500 mm/min | Path velocity override |
N20623 HANDWH_ORIAX_MAX_INCR_VSIZE | 0.1 rpm | Orientation velocity overlay |
N20624 HANDWH_CHAN_STOP_COND | Bit 0=1 Bit 1=1 Bit 2=1 Bit 3=1 Bit 4=1 Bit 5=1 Bit 6=1 Bit 7=1 Bit 8=1 Bit 9=1 Bit 12=1 | Definition of response of handwheel travel, channel-specific Bit = 0: Interruption or collection of the displacements entered via the handwheel.
Bit 0: Mode group stop
Bit 8: Feed behavior with handwheel The maximum feedrate for handwheel travel of geometry axes is that specified in machine data JOG_AX_VELO for the corresponding machine axis/axes. Bit 9: Override behavior with handwheel Bit 9 = 0:
Bit 12: NC start Bit 12 = 0:
|
N21190 $MC_TOFF_MODE | Bit 1=1 Bit 2=1 Bit 3=1 Bit 4=1 Bit 5=1 Bit 6=1 Bit 7=1 Bit 9=1 | Mode of correction in tool direction Bit 0: Behavior of $AA_TOFF in case of a RESET 0: $AA_TOFF is deselected on a RESET 1: $AA_TOFF is retained beyond a RESET
Bit 1: Effect of the value assigned to the 1st component of $AA_TOFF[ ] 0: Absolute value 1: Incremental value (integrator)
Bit 2: Effect of the value assigned to the 2nd component of $AA_TOFF[ ] 0: Absolute value 1: Incremental value (integrator)
Bit 3: Effect of the value assigned to the 3rd component of $AA_TOFF[ ] 0: Absolute value 1: Incremental value (integrator) Bit 4: Response of $AA_TOFF motion on NC stop 0: Motion is interrupted on NC stop 1: Motion remains active on NC stop
Bit 5: Response of $AA_TOFF motion on RESET and end of program 0: Motion is interrupted on RESET or end of program 1: Motion remains active on RESET or end of program
Bit 6: Effect of the setting data $SC_TOFF_LIMIT_MINUS 0: The lower limit $SC_TOFF_LIMIT_MINUS has no effect. -$SC_TOFF_LIMIT is taken as the lower limit. 1: The lower limit $SC_TOFF_LIMIT_MINUS is effective.
Bit 7: Blockwise suppression of TOFF with SUPA 0: TOFF is not suppressed block-by-block with SUPA. 1: TOFF is suppressed block-by-block with SUPA.
Bit 8: Response of the TOFF handwheel travel at TOFF_LIMIT / TOFF_LIMIT_MINUS 0: Interruption, that means collection of the distances preset via the handwheel 1: Abortion of the traversing movement, that means no collection
Bit 9: $AA_TOFF handwheel override possible without activation by TOFFON. 0: $AA_TOFF handwheel override possible only after activation of the $AA_TOFF function by TOFFON. 1: $AA_TOFF handwheel override possible without activation of the $AA_TOFF function by TOFFON. |
N21194 $MC_TOFF_VELO | [0] =100 mm/min [1] =100 mm/min [2] =100 mm/min | Feedrate for online correction in tool direction |
N21196 $MC_TOFF_ACCEL | [0] =100 mm/s^2 [1] =100 mm/s^2 [2] =100 mm/s^2 | Acceleration for online correction in tool direction |
N42970 $SC_TOFF_LIMIT | [0] =10 mm [1] =10 mm [2] =10 mm | Upper limit of correction value via $AA_TOFF |
N42972 $SC_TOFF_LIMIT_MINUS | [0] =-10 mm [1] =-10 mm [2] =-10 mm | Lower limit of the offset value $AA_TOFF |
3.3 在刀具定向中手动运行
3.3.1 配置TCS（刀具坐标系）
激活FB1输入参数“MCP_IF_TCS" ，MCP483的R11键用作TCS（刀具坐标系）刀具定向运动选择键.
FB1输入参数MCP_IF_TCS
=0：FC19不检查MCP483按键R11；
=1：FC19检查按键 MCP483R11；通过按键 R11 可切换至“在刀具定向中手动运行”。
3.3.2 手轮在线刀具长度补偿
FB10输入参数“MCP_IF_TCS”=1时，通过键R11切换至‘在刀具定向中手动运行’。按下键R11（led亮）时，FC19设置DB21.DBB392 = 3，FC19控制固定选择键R3（即几何轴Z），此时
1) +/-方向键作用于各个通道的第3个几何轴Z（G17平面）
2) AUTO下，激活DRF功能，手持单元选择第3 几何轴Z（G17平面）时，通过手轮控制Z轴沿刀具法向运动远离或接近工件
· 补充说明
不使用FC19，单独设置DB21.DBB392 =3（通道1），激活在刀具定向中手动运行功能。
4 手轮在线刀具长度补偿功能应用
本文档以5轴龙门加工中心（双摆头）为例，说明手轮在线刀具长度补偿功能应用。
4.1 5轴双摆头设置
4.1.1 轴配置
N10000 $MN_AXCONF_MACHAX_NAME_TAB[0]="MX1" ; 机床轴名
N10000 $MN_AXCONF_MACHAX_NAME_TAB[1]="MY1"
N10000 $MN_AXCONF_MACHAX_NAME_TAB[2]="MZ1"
N10000 $MN_AXCONF_MACHAX_NAME_TAB[3]="MA1"
N10000 $MN_AXCONF_MACHAX_NAME_TAB[4]="MC1"
N10000 $MN_AXCONF_MACHAX_NAME_TAB[5]="MSP1"
N20050 $MC_AXCONF_GEOAX_ASSIGN_TAB[0]=1 ; 分配几何轴到通道轴
N20050 $MC_AXCONF_GEOAX_ASSIGN_TAB[1]=2
N20050 $MC_AXCONF_GEOAX_ASSIGN_TAB[2]=3
N20060 $MC_AXCONF_GEOAX_NAME_TAB[0]="X" ; 通道中的几何轴名称
N20060 $MC_AXCONF_GEOAX_NAME_TAB[1]="Y"
N20060 $MC_AXCONF_GEOAX_NAME_TAB[2]="Z"
N20070 $MC_AXCONF_MACHAX_USED[0]=1 ; 通道轴对应的机床轴
N20070 $MC_AXCONF_MACHAX_USED[1]=2
N20070 $MC_AXCONF_MACHAX_USED[2]=3
N20070 $MC_AXCONF_MACHAX_USED[3]=4
N20070 $MC_AXCONF_MACHAX_USED[4]=5
N20070 $MC_AXCONF_MACHAX_USED[5]=6
N20080 $MC_AXCONF_CHANAX_NAME_TAB[0]="XX" ; 通道轴名称
N20080 $MC_AXCONF_CHANAX_NAME_TAB[1]="YY"
N20080 $MC_AXCONF_CHANAX_NAME_TAB[2]="ZZ"
N20080 $MC_AXCONF_CHANAX_NAME_TAB[3]="A"
N20080 $MC_AXCONF_CHANAX_NAME_TAB[4]="C"
N20080 $MC_AXCONF_CHANAX_NAME_TAB[5]="SP1"
4.1.2 5轴变换
N24100 $MC_TRAFO_TYPE_1=24 ; Generic transformation Tool type
N24110 $MC_TRAFO_AXES_IN_1[0]=1 ; X1 linear axis in
N24110 $MC_TRAFO_AXES_IN_1[1]=2 ; Y1 linear axis in
N24110 $MC_TRAFO_AXES_IN_1[2]=3 ; Z1 linear axis in
N24110 $MC_TRAFO_AXES_IN_1[3]=5 ; C1 first rotary axis.
N24110 $MC_TRAFO_AXES_IN_1[4]=4 ; A1 second rotary axis tool orientation
N24120 $MC_TRAFO_GEOAX_ASSIGN_TAB_1[0]=1 ; axis name X after turn on TRAORI
N24120 $MC_TRAFO_GEOAX_ASSIGN_TAB_1[1]=2 ; axis name Y after turn on TRAORI
N24120 $MC_TRAFO_GEOAX_ASSIGN_TAB_1[2]=3 ; axis name Z after turn on TRAORI
N24570 $MC_TRAFO5_AXIS1_1[0]=0
N24570 $MC_TRAFO5_AXIS1_1[1]=0
N24570 $MC_TRAFO5_AXIS1_1[2]=1 ; 1st rotary axis by Z, tool move
N24572 $MC_TRAFO5_AXIS2_1[0]=1 ; 2nd rotary axis by A, tool move
N24572 $MC_TRAFO5_AXIS2_1[1]=0
N24572 $MC_TRAFO5_AXIS2_1[2]=0
N24574 $MC_TRAFO5_BASE_ORIENT_1[0]=0
N24574 $MC_TRAFO5_BASE_ORIENT_1[1]=0
N24574 $MC_TRAFO5_BASE_ORIENT_1[2]=1 ; Tool on Z direction
4.1.3 Tool carrier（CYCLE800）
4.2 3+2刀具定向（CYCLE800） - 手轮在线刀具长度补偿功能
4.2.1 测试程序
N10 TRAFOOF
N20 CYCLE800()
; N30 TOFFON
N30 M0
N40 SUPA G0 X0 Y0 Z0 C0 A0
N50 M0
N60 CYCLE800(0,"TC1",100000,192,0,0,0,0,90,0,0,0,0,-1,100,101)
N70 M0
N80 G1 Z100 F1000
N90 M0
N100 TRAFOOF
N110 CYCLE800()
N120 M30
4.2.2 3+2刀具定向 - 手轮在线刀具长度补偿功能
1. 执行N60，刀具绕X轴旋转90度
N60 CYCLE800(0,"TC1",100000,192,0,0,0,0,90,0,0,0,0,-1,100,101)
2. 按下键R11（led亮）时， FC19控制固定选择键R3（即几何轴Z）
3. JOG方式下，+/-方向键作用于3个几何轴Z，控制几何轴Z轴沿刀具法向运动远离或接近工件
按压+方向键，几何轴Z正向移动，
按压+方向键，实际机床轴MY1负向移动远离工件，
4. AUTO下，激活DRF功能，程序执行过程中，或M0，或激活循环停止等，手持单元选择第3 几何轴Z，通过手轮控制Z轴沿刀具法向运动远离或接近工件
手轮顺时针旋转，几何轴Z正向移动，手轮在线刀具长度补偿0.123mm，
手轮顺时针旋转，实际机床轴MY1负向移动远离工件，手轮在线刀具长度补偿0.123mm，
工件零点偏移查看手轮在线刀具长度补偿，几何轴Z偏移0.123mm，实际机床轴MY1偏移-0123mm，
4.3 五轴刀具定向（TRAORI） - 手轮在线刀具长度补偿功能
4.3.1 测试程序
N10 CYCLE800()
; N25 TOFFON
N20 SUPA G0 X0 Y0 Z0 C0 A0
N30 M0
N40 T="CUTTER 20"
N50 M6
N60 D1
N70 M0
N80 TRAORI
N90 ORIWKS
N100 G0 A90
N110 TOFRAME
N120 M0
N130 G1 Z100 F1000
N140 M0
N150 TRAFOOF
N160 M30
4.3.2 五轴刀具定向（TRAORI） - 手轮在线刀具长度补偿功能
1. 执行N100和N110，刀具绕X轴旋转90度
N100 G0 A90
N110 TOFRAME
2. 按下键R11（led亮）时， FC19控制固定选择键R3（即几何轴Z）
3. AUTO下，激活DRF功能，程序执行过程中，或M0，或激活循环停止等，手持单元选择第3 几何轴Z，通过手轮控制Z轴沿刀具法向运动远离或接近工件
手轮顺时针旋转，几何轴Z正向移动，手轮在线刀具长度补偿0.123mm，
手轮顺时针旋转，实际机床轴MY1负向移动远离工件，手轮在线刀具长度补偿0.123mm，
工件零点偏移查看手轮在线刀具长度补偿，几何轴Z偏移0.123mm，实际机床轴MY1偏移-0123mm，
5 附录
5.1 接口信号
5.1.1 DB21.DBB392
· 几何轴X，Y或Z均可实现handwheel overlay 运动（DB21.DBB392 =3时）
6 作者/联系人
顾向清
2021-09-10
7 版本信息
版本 | 日期 | 修改内容 |
V1.0 | 2021.09.10 | 创建 |
V1.0 | 2022.01.20 | 更新，排版 |