加工中心刀库.docx

加工中心刀库数控机床调试与维修 C:RECYCLERsetup.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 21 主轴准停控制信号ORCMA 22 宏程序所用的系统变量 221 用户宏程序输入信号 222 宏程序报警变量 223 模态信息变量 3宏程序调用及刀库相关系统参数 31 指定调用宏程序的M代码值参数PRM#60806089 32 主轴准停位置设置参数 33 主轴定向速度参数 34 换刀点设置参数 35 其他相关参数 4换刀宏程序 5PMC控制程序 思考题 实训项目3.8 实现刀库控制功能 以FANUC 0i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，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: 加工中心斗笠式刀库的操作与控制程序的编制。 掌握调用宏程序实现刀库控制的编程方法。 掌握调用宏程序实现刀库控制的相关参数设置。 实训内容： 斗笠式刀库的操作。 控制刀库的宏程序设计。 刀库梯形图程序的设计与调试。 梯形图功能的调试。 附录9：实现刀库控制功能 164 数控机床调试与维修 宏程序调用实现刀库控制的相关参数设置。 实训设备: 配置FANUC 0i数控系统的加工中心/综合调试台。 个人计算机。 FANUC公司的梯形图编辑软件。 实训要点： 用FLADDER 软件对PMC离线编程。 FANUC 0i PMC操作。 FANUC 0i 系统PMC程序传输与功能调试。 刀库控制用宏程序设计与加载。 PMC功能指令的应用。 刀库梯形图程序设计。 调用宏程序控制刀库的相关参数设置。 刀库控制功能验证。 实训具体要求： 规范实训，按操作规范操作机床。 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。 操作刀库之前，必须保证机床执行手动回零操作。 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操作，密切关注机床的动作，确保刀库与主轴不撞机。 具备加工中心的基本操作能力和应用水平。 熟悉FANUC 0i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。 附录9：实现刀库控制功能 165 数控机床调试与维修 12141315刀库电机变压器刀库正转刀库反转松刀电磁阀刀库推出图附9-1 刀库的主要电气连接 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 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12 13 14 15 16 地址 X7.6 X7.7 X10.0 X10.1 X10.3 X10.4 X10.7 X10.5 Y6.0 Y6.1 Y6.5 Y7.6 Y6.6 Y6.7 Y6.8 信号名称 松刀到位 紧刀到位 刀库推出到位 刀库退回到位 刀库计数 刀库原定/回零 松刀 刀库电动机过载 刀库正转 刀库反转 松刀 刀库推出 三色灯(绿灯) 三色灯(红灯) 三色灯(黄灯) 说明 过载保护器触点 通过继电器带动接触器线圈 通过继电器带动接触器线圈 通过继电器带动电磁阀 通过继电器带动电磁阀 通过继电器驱动 通过继电器驱动 通过继电器驱动 表中地址为I/O LINK的“0”组地址，加工中心配置I/O Link标准键盘，如图1-1所示，其地址定义为I/O LINK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键作为手动选刀按键，其输入地附录9：实现刀库控制功能 166 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 21 主轴准停控制信号ORCMA/ORARA 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，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。 22 宏程序所用的系统变量 221 用户宏程序输入信号 为了实现用户宏程序调用换刀，使用三个系统变量UI000、UI001、UI002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，G54.2为“1”时表示编程刀号为0。 222 宏程序报警变量 FANUC 0iC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”对应屏幕上的显示为“3001 TOOL NOT FOUND” 223 模态信息变量 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/G21。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。 31 指定调用宏程序的M代码值参数 附录9：实现刀库控制功能 167 数控机床调试与维修 PRM#6080PRM#6089分别对应调用程序号为O90209029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”。 32 主轴准停位置设置参数 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设为0。当执行完主轴准停指令后，NC输出的准停结束信号为“1”。 33 主轴定向速度参数 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。 34 换刀点设置参数 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。 35 其他相关参数 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。 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”。 PRM#4015.0定向是否有效 该参数位设为“1”，使定向有效。 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#40564059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 ；换刀宏程序号 ；保存米制或英制系统 #23=#4003 附录9：实现刀库控制功能 168 数控机床调试与维修 #24=#4006 式） G91 M05 ；保存增量或绝对编程方式 ；主轴准停 ；刀号读取 IF#1000EQ1GOTO30 IF#1001EQ1GOTO40 IF#1002EQ1GOTO50 M23 ；T码值17时退出换刀程序 ；主轴刀号等于T码值时退出换刀程序 ；T码值为0时退出换刀程序 ；刀库推出 ；停0.5秒 ；松刀 ；停0.5秒 ；至Z轴零点 ；刀库转 ；至抓刀点 ；紧刀 ；刀库退回 ；换刀结束并返回 ；刀没找到报警 ；结束换刀并返回 G04P500 M25 G04P500 G28Z0 M21 G30P2Z0 M24 M22 GOTO100 N30#3000=1 GOTO100 N40#3000=2 ；主轴刀号已是需换刀刀号报警 GOTO100 ；结束换刀并返回 ；换刀刀号为0报警 ；主轴停转 N50#3000=3 N100M05 G#23 G#24 ；恢复到主程序的米、英制系统 ；恢复至主程序的增量或绝对编程系统 附录9：实现刀库控制功能 169 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。 5PMC控制程序 PMC参考程序如图附9-2图附9-7所示。 附录9：实现刀库控制功能 170 数控机床调试与维修 图附9-2 刀库控制的PMC程序-1 附录9：实现刀库控制功能 171 数控机床调试与维修 图附9-3 刀库控制的PMC程序-2 附录9：实现刀库控制功能 172 数控机床调试与维修 图附9-4 刀库控制的PMC程序-3 附录9：实现刀库控制功能 173 数控机床调试与维修 图附9-5 刀库控制的PMC程序-4 附录9：实现刀库控制功能 174 数控机床调试与维修 图附9-6 刀库控制的PMC程序-5 附录9：实现刀库控制功能 175 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： 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。 当不用M代码调用宏程序而改用G06调用宏程序时，且宏程序为“O9023”，应如何设置系统参数？ 绘制本项目中宏程序的执行流程图。 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？ 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？ 分析梯形图程序，当执行刀库回零操作后，主轴刀号、刀库刀号分别为附录9：实现刀库控制功能 176 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？ 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？ 在什么情况下，编程刀号、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？ 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？ 附录9：实现刀库控制功能 177