盤(pán)式刀庫(kù)隨機(jī)換刀的程序設(shè)計(jì)(fanuc系統(tǒng))

1、關(guān)鍵字：自動(dòng)刀具交換裝置（ATC）；隨機(jī)換刀；數(shù)據(jù)刷新；摘要：采用PLC控制程序和宏程序（固定換刀循環(huán)程序）組成的兩部分完成復(fù)雜的刀庫(kù)隨機(jī)換刀控制程序是比較有效的方法。機(jī)床是制造機(jī)器的機(jī)器，機(jī)床工業(yè)的技術(shù)水平?jīng)Q定著裝備制造業(yè)乃至整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的技術(shù)水平。馬克思在《資本論》中有一段論述：“大工業(yè)必須掌握這特有的生產(chǎn)資料，即機(jī)器的本身，必須用機(jī)器生產(chǎn)機(jī)器。這樣，大工業(yè)才能建立起與自己相應(yīng)的技術(shù)基礎(chǔ)，才得以自立“。我國(guó)數(shù)控技術(shù)及其數(shù)控機(jī)床設(shè)備在

2、各工業(yè)部門中應(yīng)用的整體水平與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定差距。為了實(shí)現(xiàn)“十一五“規(guī)劃的發(fā)展目標(biāo)，進(jìn)一步發(fā)展我國(guó)的裝備制造業(yè)，加快機(jī)床的數(shù)控化，對(duì)各行各業(yè)尤其對(duì)于加工批量零件、關(guān)鍵零件和形狀復(fù)雜零件的行業(yè)，如航空、電力、船舶、模具制造業(yè)等都具有十分重要的意義。數(shù)控機(jī)床尤其是加工中心的PLC控制程序設(shè)計(jì)是比較復(fù)雜的。因?yàn)榧庸ぶ行淖詣?dòng)換刀的控制程序是一個(gè)比較復(fù)雜的控制過(guò)程。按自動(dòng)換刀方式通常可以分為隨機(jī)換刀和固定換刀兩種方式。如圖1，圓盤(pán)式刀庫(kù)是

3、ATC隨機(jī)換刀典型的形式之一。其換刀機(jī)構(gòu)（ATC）通過(guò)凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)完成整個(gè)換刀過(guò)程。換刀的動(dòng)作過(guò)程準(zhǔn)確可靠，是一種被經(jīng)常采用的刀庫(kù)。在鏈?zhǔn)?、盤(pán)式或箱式刀庫(kù)程序設(shè)計(jì)時(shí)，通?？梢詫⒌毒呓粨Q分為兩個(gè)步驟，T命令主要完成搜索刀庫(kù)中的刀具，M命令完成刀具的交換，使主軸上更換新的刀具。因此，刀具交換實(shí)際上就是指搜索和交換目標(biāo)刀具。隨機(jī)換刀是一個(gè)非常復(fù)雜的邏輯控制過(guò)程。它只對(duì)刀具進(jìn)行編碼而不對(duì)刀套進(jìn)行編碼，刀具在刀庫(kù)中的位置是隨機(jī)的。理想的隨機(jī)換刀控制

4、通常包括圓盤(pán)式刀庫(kù)PLC控制程序和宏程序（固定循環(huán)換刀程序）兩部分組成。PLC控制程序根據(jù)T碼完成搜索刀庫(kù)中的刀具，NC宏程序完成刀具交換的整個(gè)過(guò)程。1隨機(jī)換刀隨機(jī)換刀PLC程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)以XH716加工中心（FANUC數(shù)控系統(tǒng)）圓盤(pán)式刀庫(kù)為例，刀庫(kù)刀具交換的PMC控制程序設(shè)計(jì)主要考慮搜索目標(biāo)刀具在刀庫(kù)上的刀套位置、大小刀具管理和判別、刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)方向（目標(biāo)刀套最短路徑）的判別、刀具數(shù)據(jù)的刷新和管理以及可預(yù)選刀具（主要為了可以縮短換刀時(shí)間

5、），從而完成目標(biāo)刀具的搜索，為刀具交換作準(zhǔn)備。無(wú)論是西門子（SIEMENS）數(shù)控系統(tǒng)還是發(fā)那科（FANUC）數(shù)控系統(tǒng)，它們接受的T碼都是二進(jìn)制數(shù)據(jù)格式。因此在著手編制刀庫(kù)PLC控制程序時(shí)首先考慮好選用功能指令的數(shù)據(jù)格式。這樣就能保證正確選用功能指令，避免功能指令數(shù)據(jù)格式的不一致性。PMC有很多類型，如SA1、SB7等，要正確理解PMC已有的回轉(zhuǎn)控制如圖2、數(shù)據(jù)檢索如圖3、邏輯乘如圖4和變址修改如圖5等功能指令的用途，充分掌握合理應(yīng)用數(shù)據(jù)

6、檢索指令完成對(duì)目標(biāo)刀具所在刀套號(hào)的搜索；用回轉(zhuǎn)控制指令解決刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)最短路徑的判別；用邏輯乘和2NC宏程序NC宏程序可以進(jìn)行賦值、判斷、比較、跳轉(zhuǎn)、各種運(yùn)算和軸運(yùn)動(dòng)指令。FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)系列的NC宏程序可以通過(guò)讀取、運(yùn)用系統(tǒng)變量(G54.0G55.7對(duì)應(yīng)的變量號(hào)：#1000#1015；)將PMC程序中大小刀具交換的條件狀態(tài)位作為換刀宏程序判斷跳步執(zhí)行的條件，通過(guò)用戶宏程序和PMC之間的信號(hào)應(yīng)答，非常容易地實(shí)現(xiàn)了大小刀具的隨機(jī)換刀；通