加工中心刀库.docx
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加工中心刀库
加工中心刀库
数控机床调试与维修
C:
\RECYCLER\setup.reg附录9:
实现刀库控制功能目录
相关知识与技能
1(与刀库相关的电气连接
2(刀库控制的相关信号及其功能
2(1主轴准停控制信号ORCMA
2(2宏程序所用的系统变量
2(2(1用户宏程序输入信号
2(2(2宏程序报警变量
2(2(3模态信息变量(#4003、#4006)
3(宏程序调用及刀库相关系统参数
3(1指定调用宏程序的M代码值参数PRM#6080,60893(2主轴准停位置设置参数(PRM#4031)
3(3主轴定向速度参数(PRM#4038)
3(4换刀点设置参数(PRM#1241)
3(5其他相关参数
4(换刀宏程序
5(PMC控制程序
思考题
实训项目3.8实现刀库控制功能
以FANUC0i系统加工中心或调试台为例,介绍一种通过宏程序调用实现斗笠
式刀库换刀控制的方法。
刀库容量为16(装16把刀),利用伺服主轴电动机的内
置编码器进行定向/准停。
实训学时:
10学时。
实训目的:
(1)加工中心斗笠式刀库的操作与控制程序的编制。
(2)掌握调用宏程序实现刀库控制的编程方法。
(3)掌握调用宏程序实现刀库控制的相关参数设置。
实训内容:
(1)斗笠式刀库的操作。
(2)控制刀库的宏程序设计。
(3)刀库梯形图程序的设计与调试。
(4)梯形图功能的调试。
164附录9:
实现刀库控制功能
数控机床调试与维修
(5)宏程序调用实现刀库控制的相关参数设置。
实训设备:
(1)配置FANUC0i数控系统的加工中心/综合调试台。
(2)个人计算机(PC)。
(3)FANUC公司的梯形图编辑软件(FLADDER?
版本)。
实训要点:
(1)用FLADDER?
软件对PMC离线编程。
(2)FANUC0iPMC操作。
(3)FANUC0i系统PMC程序传输与功能调试。
(4)刀库控制用宏程序设计与加载。
(5)PMC功能指令的应用。
(6)刀库梯形图程序设计。
(7)调用宏程序控制刀库的相关参数设置。
(8)刀库控制功能验证。
实训具体要求:
(1)规范实训,按操作规范操作机床。
(2)机床工作时,严禁用手或导体去触碰各通电电器,确保人身和设备安全。
(3)操作刀库之前,必须保证机床执行手动回零操作。
(4)验证刀库功能时,可采用单程序运行模态或单独执行相关的刀库辅助功
能指令(M指令)操作,密切关注机床的动作,确保刀库与主轴不撞机。
(5)具备加工中心的基本操作能力和应用水平。
6)熟悉FANUC0i系统参数的设置方法与操作。
(
组织形式:
教师:
演示与指导,组织学生训练、演示、讨论与评估。
学生:
根据设备数量,可在课内分组定时训练,也可预约训练,采取组长负
责制,负责指导、提问与考核各组员。
相关知识与技能:
1(与刀库相关的电气连接
假设加工中心刀库的主电路如图附9-1所示。
165附录9:
实现刀库控制功能
数控机床调试与维修
1214
1315
刀库正转松刀电磁阀刀库反转刀库推出刀库电机变压器
-1刀库的主要电气连接图附9
有关PMC的I/O接口分配地址如表附9-1所示。
表附9-1刀库相关I/O地址分配
序号地址信号名称说明
1X7.6松刀到位
2X7.7紧刀到位
3X10.0刀库推出到位
4X10.1刀库退回到位
5X10.3刀库计数
6X10.4刀库原定/回零
7X10.7松刀
8X10.5刀库电动机过载过载保护器触点
10Y6.0刀库正转通过继电器带动接触器线圈
11Y6.1刀库反转通过继电器带动接触器线圈
12Y6.5松刀通过继电器带动电磁阀
13Y7.6刀库推出通过继电器带动电磁阀
14Y6.6三色灯(绿灯)通过继电器驱动
15Y6.7三色灯(红灯)通过继电器驱动
16Y6.8三色灯(黄灯)通过继电器驱动表中地址为I/OLINK的“0”组地址,加工中心配置I/OLink标准键盘,如图1-1所示,其地址定义为I/OLINK的“1”组,输入的起始地址为X20,输出的起始地址为Y24。
键盘的[D8]键(从上至下的第4排,从左至右的第8位)作为手动主轴准停控制键,其输入地址为X28.3,对应的按键指示灯地址为Y28.3。
键盘的[D7]键(从上至下第4排、从左至右的第7位)作为手动选刀按键,其输入地
166附录9:
实现刀库控制功能
数控机床调试与维修
址为X28.2,对应的按键指示灯地址为Y28.2。
2(刀库控制的相关信号及其功能
2(1主轴准停控制信号ORCMA(G70.6)/ORARA(F45.7)
ORCMA信号用于主轴换刀或主轴还刀时的准停控制,保证刀柄不会与刀库发生撞击而损坏刀库或主轴,可通过PMC编程实现M19(主轴准停M指令)或手动主轴准停控制。
与此对应的主轴准停结束信号为F45.7(ORARA),当此信号为“1”时表示主轴准停结束。
主轴准停控制用的传感器可用外部接近开关和电动机速度传感器、外部位置编码器、主轴电动机内置传感器等多种形式,参见第四部分的“实训项目4.4”所述。
目前大多利用伺服主轴电动机的内置位置编码器实现。
2(2宏程序所用的系统变量
2(2(1用户宏程序输入信号(G54.0,G54.2)
为了实现用户宏程序调用换刀,使用三个系统变量UI000(G54.0-#1000)、UI001(G54.1-#1001)、UI002(G54.2-#1002)供宏程序与PMC间跳转控制。
G54.0为“1”表示编程刀号大于等于刀库容量,G54.1为“1”时表示主轴刀号等于编程刀号(T码值),G54.2为“1”时表示编程刀号为0。
2(2(2宏程序报警变量
FANUC0iC系统的“#3000”变量用于宏程序报警,可在其表达式后指定不超过26个字符的报警信息。
可显示报警号和报警信息,其中报警号为变量#3000的值加上3000。
例:
“#3000=1(TOOLNOTFOUND)”对应屏幕上的显示为“3001TOOLNOTFOUND”
(3模态信息变量(#4003、#4006)2(2
系统变量#4003保存系统当前所处的编程坐标模态值G90/G91;#4006保存系统当前所用的编程单位系统G20(英制)/G21(米制)。
这两个系统变量用于保护宏程序执行过程中系统的模态,在宏程序执行结束后,再恢复至系统调用宏程序前的模态。
3(宏程序调用及刀库相关系统参数
本项目采用M指令的M06调用宏程序实现刀库的换刀控制。
3(1指定调用宏程序的M代码值参数(PRM#6080,6089)
167附录9:
实现刀库控制功能
数控机床调试与维修
PRM#6080,PRM#6089分别对应调用程序号为O9020,9029的宏程序所需的M代码值。
当用“M06“调用O9023宏程序时,必须将PRM#6083设为“6”。
本项目中的宏程序号为O9021,所以PRM#6081设置为“6”。
3(2主轴准停位置设置参数(PRM#4031)
当刀库调整好后,将所测主轴准停的位置数据设置在参数PRM#4031中,参数PRM#4077(定向时停止位置偏移量)设为0。
当执行完主轴准停指令(M19或手动主轴准停)后,NC输出的准停结束信号(F45.7)为“1”。
3(3主轴定向速度参数(PRM#4038)
在执行M19或手动主轴准停指令时,主轴按参数PRM#4038所设定的运转速度进行准停定向。
3(4换刀点设置参数(PRM#1241)
一般情况下,用第二参考点作为主轴换刀或还刀点。
对于立式加工中心,一般只需将刀库调整好后所测的Z轴位置数据设置在参数PRM#1241中。
3(5其他相关参数
(1)PRM#4000.0——主轴和电动机的旋转方向设定
若使用主轴内置编码器,该参数位设为0时,表示主轴和电动机的旋转方向相同。
(2)PRM#4002.3、2、1、0——使用主轴位置编码器作为位置反馈
该参数位分别对应设置为“0、0、0、1”。
(3)PRM#4015.0——定向是否有效
该参数位设为“1”,使定向有效。
4)PRM#4010.2、1、0——设定电动机传感器类型(
使用内置位置编码器时,设为“0、0、1”。
若主轴和主轴电动机间的传动比为1:
1时,PRM#4056,4059不需要设置。
4(换刀宏程序
下面提供换刀调用的宏程序例子供分析参考,例中刀库容量为16。
%
O9021;换刀宏(子)程序号#23=#4003;保存米制或英制系统
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实现刀库控制功能
数控机床调试与维修
#24=#4006;保存增量或绝对编程方式(G90、G91方式)
G91;增量坐标编程
M05;主轴停止
G30P2Z0;至抓刀点(换刀点)M19;主轴准停
M26;刀号读取(判断刀库刀号与主轴刀号是否一致)
IF[#1000EQ1]GOTO30;T码值?
17时退出换刀程序IF[#1001EQ1]GOTO40;主轴刀号等于T码值时退出换刀程序IF[#1002EQ1]GOTO50;T码值为0时退出换刀程序M23;刀库推出
G04P500;停0.5秒
M25;松刀
G04P500;停0.5秒
G28Z0;至Z轴零点
M21;刀库转(刀盘旋转选刀)G30P2Z0;至抓刀点
M24;紧刀(抓刀)
M22;刀库退回
GOTO100;换刀结束并返回N30#3000=1(TOOLNOTFOUND);刀没找到报警
GOTO100;结束换刀并返回N40#3000=2(TOOLNO.ONSPINDLE);主轴刀号已是需换刀刀号报警GOTO100;结束换刀并返回N50#3000=3(TCODEIS0);换刀刀号为0报警N100M05;主轴停转
G#23;恢复到主程序的米、英制系统G#24;恢复至主程序的增量或绝对编程系统
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实现刀库控制功能
数控机床调试与维修
M99;返回主程序
%
从程序中可以看出,M19为主轴准停指令,M20为刀库回零指令,M21为选刀(刀库转)指令,M22为刀库退回指令,M23为刀库推出指令,M24为紧刀指令,M25为松刀指令,M26为刀号读取指令。
5(PMC控制程序
PMC参考程序如图附9-2,图附9-7所示。
170附录9:
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数控机床调试与维修
图附9-2刀库控制的PMC程序-1
171附录9:
实现刀库控制功能
数控机床调试与维修
图附9-3刀库控制的PMC程序-2
172附录9:
实现刀库控制功能
数控机床调试与维修
图附9-4刀库控制的PMC程序-3
173附录9:
实现刀库控制功能
数控机床调试与维修
图附9-5刀库控制的PMC程序-4
174附录9:
实现刀库控制功能
数控机床调试与维修
图附9-6刀库控制的PMC程序-5
175附录9:
实现刀库控制功能
数控机床调试与维修
图附9-7刀库控制的PMC程序-6
实训总结:
参照附表1格式要求编制实训总结报告
思考题:
(1)请按调用宏程序实现换刀控制的编程思路,设计不调用宏程序而直接用PMC编程实现刀库控制的编程思路。
(2)当不用M代码调用宏程序而改用G06(假设G06不作为其他准备功能指令)调用宏程序时,且宏程序为“O9023”,应如何设置系统参数(FANUC0i系统),
(3)绘制本项目中宏程序的执行流程图。
(4)对于半闭环控制的加工中心,在进行换刀操作之前必须进行哪些操作,为什么,
(5)对于如本项目所述的加工中心,没出现乱刀现象时,主轴刀号与刀库刀号是什么对应关系,
(6)分析梯形图程序,当执行刀库回零操作后,主轴刀号、刀库刀号分别为
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实现刀库控制功能
数控机床调试与维修
多少,若刀库的“1”号位上有刀,且主轴上也装有刀时,在执行完刀库回零操作、换刀操作前,应采取什么措施保证不会发生刀库与主轴撞击事故,
(7)分析梯形图程序,当加工中心刀库进行过手动选刀操作后,刀库会不会出现乱刀现象,若会出现,应如何改进梯形图程序,保证在手动选刀操作后不会出现乱刀现象,什么情况下会出现乱刀现象,
(8)在什么情况下,编程刀号(T码值)、刀库刀号、主轴刀号相等,在什么情况下,编程刀号等于主轴刀号,在什么情况下,刀库刀号等于编程刀号,在什么情况下,刀库刀号一定等于主轴刀号,
(9)分析梯形图程序,本项目中的自动选刀是就近方式还是固定方式,手动选刀是什么方式,
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实现刀库控制功能
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- 关 键 词:
- 加工 中心
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