基于FANUC數(shù)控系統(tǒng)改造VMC-3000立式加工中心的自動(dòng)換刀設(shè)計(jì)

（中航飛機(jī)股份有限公司，陜西 西安 710089）

基于FANUC數(shù)控系統(tǒng)改造VMC-3000立式加工中心的自動(dòng)換刀設(shè)計(jì)

呂龍

（中航飛機(jī)股份有限公司，陜西 西安 710089）

基于FANUC 0i Mate-MC數(shù)控系統(tǒng)改造的VMC-3000立式加工中心為基礎(chǔ)，對(duì)加工中心刀庫(kù)的電氣原理圖設(shè)計(jì)、控制程序編寫與調(diào)試、機(jī)械修理與調(diào)整。該加工中心刀庫(kù)改造后實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)換刀，提升了加工中心的高效、高精加工，提高了生產(chǎn)效率和效益。

FANUC數(shù)控系統(tǒng)；刀庫(kù)；PMC；自動(dòng)換刀

數(shù)控設(shè)備的升級(jí)改造可促進(jìn)我國(guó)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。在數(shù)控機(jī)床中，自動(dòng)換刀系統(tǒng)可以被看作是其中的重要組成部分。為了對(duì)機(jī)床工作效率進(jìn)行提升，自動(dòng)換刀裝置（ATC）也成為加工中心的重要技術(shù)內(nèi)容。 切削速度的提高，讓機(jī)床的切削時(shí)間表現(xiàn)出了日益縮短的特點(diǎn)，在數(shù)控設(shè)備的升級(jí)改造過(guò)程中，人們對(duì)換刀效率的要求也表現(xiàn)出了逐步提高的特點(diǎn)。從數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，換刀的效率已經(jīng)成為了衡量加工高加工中心技術(shù)水平一項(xiàng)重要指標(biāo)。VMC-3000立式數(shù)控加工中心是美國(guó)2002年制造，采用ACRAMATIC 1200MC數(shù)控系統(tǒng)。利用FANUC 0i Mate-MC數(shù)控系統(tǒng)改造的VMC-3000立式加工中心為基礎(chǔ)，對(duì)刀庫(kù)進(jìn)行改造升級(jí)。

1 自動(dòng)換刀流程

首先判斷主軸刀號(hào)與刀庫(kù)當(dāng)前刀號(hào)的一致性，若二者不同，則刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)需要與主軸刀號(hào)保持一致性。隨后，Z軸移至第二參考點(diǎn)主軸定向，刀庫(kù)向前，靠近主軸，主軸松刀吹氣，將當(dāng)前刀具還回刀庫(kù)并移至第一參考點(diǎn)，完成還刀動(dòng)作。

如果刀號(hào)為T0，設(shè)備操作人員可以跳過(guò)還刀過(guò)程，進(jìn)而在對(duì)TFIN信號(hào)進(jìn)行處理，結(jié)束還刀；若指令刀號(hào)不為T0，則執(zhí)行以下?lián)Q刀動(dòng)作。

數(shù)控系統(tǒng)在發(fā)出刀庫(kù)電動(dòng)機(jī)正/反轉(zhuǎn)起動(dòng)信號(hào)以后，刀庫(kù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。在刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)至加工程序指定的刀號(hào)以后，通過(guò)將Z軸移到第二參考點(diǎn)的方式完成抓刀動(dòng)作，主軸刀具夾緊，刀庫(kù)向后，遠(yuǎn)離主軸，換刀結(jié)束。

2 換刀宏程序的設(shè)計(jì)

圖1 換刀邏輯流程圖

對(duì)換刀宏程序的自動(dòng)調(diào)用。是系統(tǒng)在檢測(cè)到程序執(zhí)行M06T**換刀指令所采取的主要措施，在這一過(guò)程中，系統(tǒng)還會(huì)對(duì)T代碼進(jìn)行譯碼處理。利用換刀臂式刀庫(kù)的動(dòng)作過(guò)程實(shí)現(xiàn)邏輯控制和軸進(jìn)給，是換刀宏程序的主要作用機(jī)理。它可以通過(guò)與PMC配合的方式，完成刀庫(kù)的自動(dòng)換刀。將系統(tǒng)參數(shù)6071設(shè)定為6，即當(dāng)執(zhí)行

3 PMC 邏輯控制程序的設(shè)計(jì)

應(yīng)答工作方式是換刀宏程序和PMC程序在執(zhí)行換刀動(dòng)作的過(guò)程中所采取的主要方式。在這一過(guò)程中，換刀宏程序向PMC發(fā)出刀庫(kù)動(dòng)作命令，在動(dòng)作命令執(zhí)行完畢后，PMC會(huì)在第一時(shí)間將完成信息反饋到換刀宏程序。

宏變量與G代碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

#1000(G54.0)：T代碼檢索完成，刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)結(jié)束，等待換刀；

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì) FANUC 0i Mate-MC系統(tǒng)的數(shù)控銑床和換刀臂式刀庫(kù)（24T）的改造升級(jí)是本篇文章的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)。在刀庫(kù)和銑床改造為加工中心后，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率會(huì)得到有效提升，低廉的改裝成本是這一技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中所表現(xiàn)出來(lái)的主要優(yōu)勢(shì)，它可以對(duì)數(shù)控銑床的功能進(jìn)行充分拓展。通過(guò)對(duì)PMC 和宏程序進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，也可以讓換刀速度和換刀的安全性得到有效改善。

[1]北京FANUC公司.FANUC PMC梯形圖語(yǔ)言編程說(shuō)明書(shū)[M].

[2]黃祖平.數(shù)控銑床加裝自動(dòng)換刀的刀庫(kù)裝置[J]. 機(jī)電工程技術(shù)，2013.

[3]王 茜.基于Fanuc系統(tǒng)的四軸加工中心刀庫(kù)電氣控制[J].功能部件設(shè)計(jì)，2010.

[4]張建玲.FANUC 0i MD數(shù)控系統(tǒng)斗笠式刀庫(kù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀[J].機(jī)床自動(dòng)化，2013.

[5]黃 風(fēng).數(shù)控機(jī)床斗笠式刀庫(kù)換刀宏程序的開(kāi)發(fā)和調(diào)試[J].自動(dòng)化與傳動(dòng)，2010.

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：1671-0711（2017）08（上）-0146-02