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          數控加工中心盤式刀庫隨機換刀的程序設計
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          數控加工中心盤式刀庫隨機換刀的程序設計
          日期: 2018-05-16 閱讀: 2752 次


                機床是制造機器的機器,機床工業的技術水平決定著裝備制造業乃至整個國民經濟的技術水平。馬克思在《資本論》中有一段論述:"大工業必須掌握這特有的生產資料,即機器的本身,必須用機器生產機器。這樣,大工業才能建立起與自己相應的技術基礎,才得以自立"。我國數控技術及其數控機床設備在各工業部門中應用的整體水平與工業發達國家相比還有一定差距。為了實現"十一五"規劃的發展目標,進一步發展我國的裝備制造業,加快機床的數控化,對各行各業尤其對于加工批量零件、關鍵零件和形狀復雜零件的行業,如航空、電力、船舶、模具制造業等都具有十分重要的意義。
            數控機床尤其是加工中心的PLC控制程序設計是比較復雜的。因為加工中心自動換刀的控制程序是一個比較復雜的控制過程。按自動換刀方式通??梢苑譃殡S機換刀和固定換刀兩種方式。圓盤式刀庫是ATC隨機換刀典型的形式之一。其換刀機構(ATC)通過凸輪機構來完成整個換刀過程。換刀的動作過程準確可靠,是一種被經常采用的刀庫。圓盤式刀庫在鏈式、盤式或箱式刀庫程序設計時,通??梢詫⒌毒呓粨Q分為兩個步驟,T命令主要完成搜索刀庫中的刀具,M命令完成刀具的交換,使主軸上更換新的刀具。因此,刀具交換實際上就是指搜索和交換目標刀具。隨機換刀是一個非常復雜的邏輯控制過程。它只對刀具進行編碼而不對刀套進行編碼,刀具在刀庫中的位置是隨機的。理想的隨機換刀控制通常包括圓盤式刀庫PLC控制程序和宏程序(固定循環換刀程序)兩部分組成。PLC控制程序根據T碼完成搜索刀庫中的刀具,NC宏程序完成刀具交換的整個過程。
            1隨機換刀PLC程序設計
            以XH716加工中心(FANUC 數控系統)圓盤式刀庫為例,刀庫刀具交換的PMC控制程序設計主要考慮搜索目標刀具在刀庫上的刀套位置、大小刀具管理和判別、刀庫旋轉方向(目標刀套最短路徑)的判別、刀具數據的刷新和管理以及可預選刀具(主要為了可以縮短換刀時間),從而完成目標刀具的搜索,為刀具交換作準備。無論是西門子(SIEMENS)數控系統還是發那科(FANUC)數控系統,它們接受的T碼都是二進制數據 格式。因此在著手編制刀庫PLC控制程序時首先考慮好選用功能指令的數據格式。這樣就能保證正確選用功能指令,避免功能指令數據格式的不一致性。
            PMC有很多類型,如SA1 、SB7等,要正確理解PMC已有的回轉控制如圖2、數據檢索如圖3、邏輯乘如圖4和變址修改如圖5等功能指令的用途,充分掌握合理應用數據檢索指令完成對目標刀具所在刀套號的搜索;用回轉控制指令解決刀庫旋轉最短路徑的判別;用邏輯乘和變址修改指令完成刀具交換后的數據刷新;用比較指令解決大小刀具的判別,這樣就可以比較容易簡化一些復雜的判別和邏輯控制的程序。同時PMC控制程序還必須考慮一些必要的報警提示信息和必要的互鎖條件:比如機械手不在原位 Z軸必須鎖住;刀套翻下時刀庫不得旋轉;主軸刀具未松開機械手不得交換等。隨機換刀要防止杜絕發生刀具交換不正確的亂刀現象,否則會發生由于刀具選錯而使加工工件報廢的可能。
            2 NC 宏程序
            NC宏程序可以進行賦值、判斷、比較、跳轉、各種運算和軸運動指令。FANUC 0i數控系統系列的NC宏程序可以通過讀取、運用系統變量( G54.0-G55.7對應的變量號: #1000-#1015;)將PMC程序中大小刀具交換的條件狀態位作為換刀宏程序判斷跳步執行的條件,通過用戶宏程序和PMC之間的信號應答,非常容易地實現了大小刀具的隨機換刀;通過對機床數據的設定可以非常容易地使得軸移動到固定換刀點;可以定義不同的M 輔助功能代碼與PMC控制程序有機結合激活每一步換刀動作,整個換刀執行過程之間的復雜關系就十分簡單明了。使用系統變量和機床參數不僅是一個非常有效簡捷的方法,而且可以簡化PMC控制程序設計,最終共同完成復雜的刀具交換的過程。

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