加工中心安裝對刀儀方案

　　在加工過程中，工件裝卸、刀具調整等輔助時間在加工周期中占很大比例，其中刀具調整既費時又費力，還需要試切和測量。每一個刀具的偏置值是仔細切削每一個刀具，測量、計算、補償(手工上刀具)都能得到，稍有不慎就會報廢工件。更換工具后，必須重新進行工作。據統計，純機動時間約占總時間的55%，裝夾、對刀等輔助時間約占45%。因此，道具顯示出極大的優越性。使加工中心能夠對刀具儀表進行調整，可以大大減少由于人為操作造成的刀頭不準確、刀具斷裂、損壞、磨損等不能及時發現產生的不良品或浪費，縮短刀具調整時間，提高生產效率。因此，本文以國內主流機床云南VMC850為基礎，采用FANUC 0IMATE-MD系統三軸加工中心。

　　一、 功能分析

　　1.1數控系統分析

　　FANUC-Oimate-MD系統配合自動測長儀實現了刀具長度的測量，可以使用系統自帶的刀具長度測量指令C37，也可以使用C31功能跳過宏程序來實現。使用工具長度測量說明G37。需要輸入的信號有：XEA1-EXA3，永久地址為：X4.0~X4.2，且機床沒有將三個輸入信號從系統控制單元傳到電氣柜的意愿，如果修改參數改變這三個輸入信號地址會對其他功能產生影響，所以不要使用刀具長度測量的功能實現。C31跳車功能有兩種：一種是一般跳車，需要輸入信號跳車(PLC地址為X4.7);一種是高速跳車，需要輸入四個高速跳車信號中的任意一個(HDI0-HDI3)。目前，機床沒有從系統控制單元將跳車信號引至電氣柜，因此使用普通跳車信號的接線比較復雜，信號延時或偏差現象嚴重。除PMC側外，只有CNC側為0-2MS，高速跳轉信號可直接從CNC系統主板的JA40接口導出，連接更方便，信號延時或偏差小于0.1ms。

　　通過以上分析，G31高速跳刀功能更適合刀具長度測量。圖1。參數設置為6200~6202、6207。6282~6285號。

　　1.2工具分析

　　加工中心對刀儀的工作原理是在對刀長度進行檢測時，當刀具與對刀儀接觸并被壓到固定位置后，將信號發送到數控系統對刀。當刀具被壓到最低位置時，該信號被記錄為行程信號。用于刀具行程保護。儀器信號線是六芯線。儀表由機電元件實現，信號輸出為常開型，不同接線可實現0V或+24V輸出，行程保護通過工作電源DC0V和24V實現：修改系統PLC。使用X地址正常關閉點控制地址，當地址為I時，將出現超出行程的警報。

　　利用指令或操作面板對可編程序控制器(PLC)進行修改，實現對刀具氣功能量的控制。

　　二、系統PLC編輯

　　2.1切割機天橋防護

　　通過查找機床未使用的X地址信號，選擇X11.0作為刀具跨線橋保護的輸入信號。編制梯形圖時，應注意報警的自鎖、報警內容的準備以及報警的復位和取消。

　　2.2工具儀表吹掃控制

　　為便于操作和控制，操作面板按鍵和M指令可以控制刀具儀表的吹氣。操作面板上正好有一個備用按鈕來控制刀具的吹氣。這個密鑰的地址是X9.7?？刂七壿嬋缦拢喊聪掳粹o打開吹氣，松開按鈕關閉吹氣。選擇M21和M22梯形圖控制開吹和閉吹?？刂七壿嬋缦拢簣绦蠱21開啟吹氣，M22關閉吹氣。

　　三、宏程序調用

　　FANUC 0imate MD提供宏程序調用方式：簡單調用(G65);模式調用(G66，G67);(3)使用G代碼宏程序調用;使用M代碼宏程序調用。為了便于準備call語句，選擇使用G代碼來調用宏程序。G910調用09010宏程序并將參數6050更改為910。

　　宏程序調用可以指定參數。FANUC 0imate MD有兩種類型的自變量名稱：I類使用G、L、0和N.P以外的字母，每個字母一次對應一個自變量;II類使用a、B和C，每個字母一次對應一個自變量。也可以使用10組1，J和K。自變量的類型根據使用的字母自動確定。

　　四、宏程序設計

　　4.1系統宏變量

　　#5061 ~#5065：跳過位置(工件坐標系)，#5021 ~#5025：指令當前位置(機械坐標系)，#5041 ~#5045：指令當前位置(工件坐標系)，#4001 ~#4030：前一指令程序段的模型信息(代碼G)。

　　4.2刀具長度補償值的計算方法

　　系統變量只是記錄工件在跳過位置的坐標值的變量。刀具長度補償值是通過計算工件在Z軸的坐標值來計算的。假設主軸端面與刀具在z軸第一參考點的跳刀位置的距離為A，工件在z軸第一參考點的坐標值為B，工件在z軸跳刀位置的坐標值為C，則刀具長度補償值=A-LE-BL。

　　4.3編程

　　編寫宏程序，控制機床運動，進行計算，實現刀具長度測試。刀具長度測量的作用過程如下：

　　1) Z軸返回機床坐標原點

　　2) 移動X軸和Y軸，對刀儀在刀具正下方移動。

　　3) z軸以負方向移動到靠近對刀儀的安全位置。

　　4) 轉動主軸并暫停。

　　5) 再次按下循環開始按鈕并吹LS。

　　6) 對于長度測量，z軸在負方向緩慢移動。

　　7) 測量完成后，z軸增加5mm。

　　8) 在相應的偏移量中寫入刀具長度。

　　9) Z軸返回機床坐標的零點。刀具長度測量完成。

　　五、調試，

　　5.1系統參數設置及功能跳過調試

　　設置與高速跳過和宏程序調用相關的參數。參數6200到6287可以設置FANUC 0iMate--MD skip函數，參數6050改為910(執行C910調用09010宏程序)。參數設置完成后，觀察切刀高速跳車信號和天橋信號輸入是否有效，然后逐步驗證切刀高速跳車功能和天橋保護功能是否有效。

　　5.2宏程序調試

　　在運行宏程序之前，應該為一些相關變量賦值。#900：對刀高度，#901：對刀中心X軸對刀值，#902：對刀中心Y軸對刀值，#903：主軸端面到第一參考點對刀點Z的距離(正值)。給這些變量賦值后，可以調試宏程序。首先，一步緩慢運轉機器，觀察機床運動和自變量值變化是否正確。

　　六、結論

　　以VMC850加工中心為例，從電氣連接、數控系統PLC的改造、宏程序的編寫與調用、整體調試等方面探討了在數控FANUC系統中安裝對刀儀的思路和方法。該設計方案可以提高加工效率，減少刀具故障，對機械加工行業的人們具有重要的參考意義。