基于FANUCOiMD數控銑床升級為加工中心的改造
精工銑床沒有自動換刀功能，當大批量生產零 件且需要多把刀具加工完成時，就需要頻繁進行手 動換刀，勢必會降低生產效率；而在精工銑床上加 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，因其機械結構簡單，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。改造前的精工銑床立柱側面已經預留了加裝刀 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坐標軸和Y坐標軸的平行度，并做相應調整， 使其平行度控制在0.02 mm以內；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軸的坐標值記錄在參數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 氣缸實現的，前進和后退停止的準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 庫廠家已經設計好，作者只需要進行相應的接線和 位置調整即可。圖2是改裝后的加工中心啟動原理 圖，根據此原理圖進行新加“刀庫”和“氣冷”氣 動控制回路的安裝、連接和調試，使其滿足換刀和氣 冷的控制要求。4用M06指令實現對換刀過程的控制1. 1換刀參數設置目前，加工中心換刀一般采用Txx M06指令進行 控制，只要將系統參數6071設定為6，即當執行M06 時就調用換刀宏程序，實現換刀控制。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#3202的#4 (NE9)設 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，換刀結束）#3003 =1;(自動換刀時，程序單段功能失效） #100=#4003;(通過#100 設定是 G90/G91)#101 =#4006;(通過#101 設定是 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1241決定）M19;(主軸準停，定向角度由參數4077控制）IF [#1003 EQ1] GOTO 5 (主軸刀具和換刀位置 刀套號一致）GOTO 4N2 G91 G28 Z0 M19 N4M56;(刀盤旋轉，把所要換的刀轉到換刀位置) 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，準停） M19;(主軸準停，定向角度由參數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，把所要換的刀轉到換刀位置） G91G30Z0; (Z軸回換刀點，參數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G90模式或者G91模式）G#101;(恢復到公制G21或者英制G20)#3003 =0;(恢復程序單段運行功能有效）N1 M99;(換刀程序結束）4.3刀庫控制相關PMC點位分配 X4. 2為刀具松開到位開關信號；X4. 6為刀具夾緊到位開關信號；X5.0為刀庫計數信號；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為刀盤反向旋轉輸出；Y7. 7為刀盤正向旋轉輸出。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、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( “編程刀具大于最大刀位”G4F2M17END4MSG( “編程刀具小于或等于零”G4F2M171.4.6刀具旋轉及定位程序（原理在第1.4. 4節中已 說明）刀具旋轉因為是當作系統的一個主軸來處理的， 所以只需要在零件加工程序中出現正反轉和停止的M 代碼即可。但需要設置參數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，XXX表示轉速；M3 =4, = XXX，其中：M3表示動力刀具軸，4表 示反轉，XXX表示轉速；M3 =5,其中：M3表示動力刀具軸，表示動力刀 具軸停止，刀具旋轉結束； 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，伺服驅動器被切換至SERVO OFF狀態， 所有程序動作止。2結束語應用單一伺服馬達，經由控制機構分別驅動刀 盤換刀與驅動動力刀具，有較低的投資成本與較少 的維修保養，可靠度較高；也因為較少的干涉可能而 有較高的應用性。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，提 高零件的加工精度，節省了大量的人工成本，取得非 常好的經濟效益。本文由海天精工整理發表文章均來自網絡僅供學習參考，轉載請注明！