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基于FANUCOiMD數(shù)控銑床升級為加工中心的改造
閱讀：353 發(fā)布時間：2020-8-12數(shù)控銑床沒有自動換刀功能，當(dāng)大批量生產(chǎn)零 件且需要多把刀具加工完成時，就需要頻繁進行手 動換刀，勢必會降低生產(chǎn)效率；而在數(shù)控銑床上加 裝刀庫后形成的加工中心卻可以解決此問題。
1斗笠式刀庫的機械安裝與調(diào)試
加工中心刀庫有很多種，斗笠式刀庫又稱無機 械手的盤式刀庫，因其機械結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，而 且換刀過程容易控制，此次升級改造過程中使用的 就是斗笠式刀庫。
改造前的數(shù)控銑床立柱側(cè)面已經(jīng)預(yù)留了加裝刀 庫使用的6個M24的螺紋孔，孔水平間距為100 mm， 豎直間距為200 mm;主軸中心距離立柱中心間距為 120 mm，購買12刀位的斗笠式刀庫，并按尺寸設(shè)計 立柱和刀庫之間的連接部分，如圖1所示。
安裝后，首先利用百分表，檢測刀庫和加工中 心的X坐標(biāo)軸和Y坐標(biāo)軸的平行度，并做相應(yīng)調(diào)整， 使其平行度控制在0.02 mm以內(nèi)；將主軸裝上刀柄， Z軸下降到合適位置，手動使刀庫前移至和主軸中心 線一致的位置，調(diào)整刀庫傳感器的位置，使其在此 位置的刀庫前位檢測信號（X8. 3)被接通。并把此 位置處Z軸的坐標(biāo)值記錄在參數(shù)1241中，作為第二 參考點，即換刀點。
2斗笠式刀庫的氣動控制回路安裝、連接與調(diào)試 購買的斗笠式刀庫前進和后退的動作是靠直線 氣缸實現(xiàn)的，前進和后退停止的準(zhǔn)確位置由刀庫前位傳感器和原位傳感器控制，在機床刀庫出廠時，刀 庫廠家已經(jīng)設(shè)計好，作者只需要進行相應(yīng)的接線和 位置調(diào)整即可。圖2是改裝后的加工中心啟動原理 圖，根據(jù)此原理圖進行新加“刀庫”和“氣冷”氣 動控制回路的安裝、連接和調(diào)試，使其滿足換刀和氣 冷的控制要求。
4用M06指令實現(xiàn)對換刀過程的控制
1. 1換刀參數(shù)設(shè)置
目前，加工中心換刀一般采用Txx M06指令進行 控制，只要將系統(tǒng)參數(shù)6071設(shè)定為6，即當(dāng)執(zhí)行M06 時就調(diào)用換刀宏程序，實現(xiàn)換刀控制。編輯完換刀 宏程序09001之后，為防止操作人員誤將換刀宏程 序刪除和修改，可通過將參數(shù)#3202的#4 (NE9)設(shè) 成1對換刀宏程序09001進行保護。
4.2換刀宏程序
(1) 換刀宏變量說明
#1000 (G54#0):判斷指令T代碼和主軸上的刀 號是否一致，若一致#1000 =1
#1001 (G54#1):判斷指令T代碼是否為零，若 為 T0，貝ij#1001=1
#1002 (G54#2):判斷主軸上是否有刀。若沒有 刀，貝|J#1002 =1
#1003 (G54#3):判斷刀套號和主軸刀號是否一 致。若一致，則#1003 =1
(2) 換刀宏程序 09001 (Txx M06)
IF [#1000EQ1] G0T0 1;(如果所選擇的刀具在
主軸上，換刀結(jié)束）
#3003 =1;(自動換刀時，程序單段功能失效） #100=#4003;(通過#100 設(shè)定是 G90/G91)
#101 =#4006;(通過#101 設(shè)定是 G21/G20)
IF [#1002 EQ 1] GOTO 2 ;(主軸沒有刀具，則
直接進行抓刀控制）
G91G30Z0; (Z軸返回第二參考點，即換刀點， 由參數(shù)1241決定）
M19;(主軸準(zhǔn)停，定向角度由參數(shù)4077控制）
IF [#1003 EQ1] GOTO 5 (主軸刀具和換刀位置 刀套號一致）
GOTO 4
N2 G91 G28 Z0 M19
N4M56;(刀盤旋轉(zhuǎn)，把所要換的刀轉(zhuǎn)到換刀位置) N5M54;(刀盤向右到換刀位置，靠近主軸）
G4 X1;(延時 1 s)
M52;(主軸松刀，吹氣）
G91G28Z0M19; (Z軸返回第一參考點，準(zhǔn)停） M19;(主軸準(zhǔn)停，定向角度由參數(shù)4077控制） IF [#1001 EQ 1] GOTO 3;(主軸有刀，換刀指 令為T0時，還刀后不進行抓刀控制）
M56;(刀盤旋轉(zhuǎn)，把所要換的刀轉(zhuǎn)到換刀位置） G91G30Z0; (Z軸回換刀點，參數(shù)1241控制） N3M53;(刀具夾緊）
M55;(刀盤向左退回到初始位置，遠離主軸） G#100;(恢復(fù)G90模式或者G91模式）
G#101;(恢復(fù)到公制G21或者英制G20)
#3003 =0;(恢復(fù)程序單段運行功能有效）
N1 M99;(換刀程序結(jié)束）
4.3刀庫控制相關(guān)PMC點位分配 X4. 2為刀具松開到位開關(guān)信號；
X4. 6為刀具夾緊到位開關(guān)信號；
X5.0為刀庫計數(shù)信號；
X4. 4為刀庫右位檢測信號（靠近主軸）；
X4. 5為刀庫左位檢測信號（遠離主軸）；
Y5. 1為刀盤向右輸出（靠近主軸）；
Y2. 7為刀盤向左輸出（遠離主軸）；
Y5. 2為主軸松刀輸出；
Y7. 4為刀盤反向旋轉(zhuǎn)輸出；
Y7. 7為刀盤正向旋轉(zhuǎn)輸出。
4. 4斗笠式刀庫換刀PMC程序編制
按照換刀流程編寫換刀控制PMC程序，主要包 括M代碼（M52~M55)的譯碼、刀具碼識別控制、 刀庫正反轉(zhuǎn)、刀庫取刀和還刀控制等幾部分。其中， D0為主軸刀號、D6為刀庫容量、D2為當(dāng)前刀套號。 限于篇幅原因，文中沒有編寫手動換刀控制程序，自 動換刀控制梯形圖程序如圖4一8所示。
MSG( “編程刀具大于大刀位”
G4F2
M17
END4
MSG( “編程刀具小于或等于零”
G4F2
M17
1.4.6刀具旋轉(zhuǎn)及定位程序（原理在第1.4. 4節(jié)中已 說明）
刀具旋轉(zhuǎn)因為是當(dāng)作系統(tǒng)的一個主軸來處理的， 所以只需要在零件加工程序中出現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和停止的M 代碼即可。但需要設(shè)置參數(shù)N35000 ¥ MA_SPIND_ ASSIGN_TO_MACHAX [AX6] = 3
即M3 =3，S=XXX，其中：M3表示動力刀具軸，3 表示正轉(zhuǎn)，XXX表示轉(zhuǎn)速；
M3 =4, = XXX，其中：M3表示動力刀具軸，4表 示反轉(zhuǎn)，XXX表示轉(zhuǎn)速；
M3 =5,其中：M3表示動力刀具軸，表示動力刀 具軸停止，刀具旋轉(zhuǎn)結(jié)束；
SPOS [3] =XXXX，SPOS [3]表示動力刀具軸定 位，XXXX表示定位的角度。
1.4.7刀具扭力控制
刀塔上的S11傳感器在正常狀態(tài)下為ON，如果 動力刀塔在工作的過程中S11感測器為OFF，說明刀 塔負荷過載，伺服驅(qū)動器被切換至SERVO OFF狀態(tài)， 所有程序動作止。
2結(jié)束語
應(yīng)用單一伺服馬達，經(jīng)由控制機構(gòu)分別驅(qū)動刀 盤換刀與驅(qū)動動力刀具，有較低的投資成本與較少 的維修保養(yǎng)，可靠度較高；也因為較少的干涉可能而 有較高的應(yīng)用性。配套此動力刀塔的機床具有車、 銑、鉆削及攻絲多種功能，減少工件的裝卡次數(shù)，提 高零件的加工精度，節(jié)省了大量的人工成本，取得非 常好的經(jīng)濟效益。
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