随机换刀式加工中心刀库的大直径刀具控制

随机换刀式加工中心刀库的大直径刀具控制

邹

晔,韦志强,张新亮

(无锡职业技术学院　工业中心,江苏　无锡　214121)

摘　要:针对随机换刀的盘式刀库加工中心,提出了一种结合宏程序、PMC程序和参数设置来实现自动换刀的控制的方法,解决了大直径刀具的换刀问题,该方法在FANUC-0iMC系统加工中心上调试成功。关键词:加工中心;随机换刀;大直径刀具

中图分类号:TH16　　　文献标识码:A　　　文章编号:1671-7880(2009)06-0040-03LargeDiameterCuttersControlintheToolMagazineof

RandomChangingMachineCenter

ZOUYe,WEIZhi2qiang,ZHANGXin2liang

(WuxiInstituteofTechnology,Wuxi214121,China)

Abstract:ThepaperisaimedattheATCprocessofmachinecenterwithcarouselstorage.Anautomaticcontrolmeth2od,combinedwithmacroprograms,PMCprogramsandparametersetting,isproposed.Theproblemofchangingcut2terswithlargediametersissolved.ThemethodhasbeendebuggedsuccessfullyintheFANUC0i2MCmachinecenter.Keywords:machinecenter;changingcuttersrandomly;cutterswithlargediameters

　　自动换刀装置(ATC)是保证加工中心多工序加工的基本条件,其主要作用在于减少加工过程中的非切削时间,提高生产效率,降低生产成本,进而提升机床乃至整个生产线的生产力。因而,加工中心自动换刀系统性能的好坏直接影响加工效率的高低。

过程。换刀的动作过程快速且准确可靠,是一种常采用的刀库形式。

在换刀控制时,通常可以将刀具交换分为两个步骤,先调用Txx指令,主要完成搜索刀库中的刀具,再使用M06指令完成刀具的交换,使主轴上更换新的刀具。因此,刀具交换实际上就是指搜索刀具和交换目标刀具两个动作节拍。

随机换刀只对刀具进行编码而不对刀套进行编码,刀具在刀库中的位置是随机的。

1　刀库随机换刀控制方式

随机换刀一般有机械手,可实现刀具预选,刀具号与刀套号不一一对应,系统有相应的刀具表随时记忆刀具使用情况,刀表中刀套号是固定的,而刀具号则随刀具的交换随时更新。例如,在刀具表初始化后,N号刀套中是N号刀,但只要产生刀具交换,则刀具表随之进行数据交换。

目前我们研究的对象为FANUC-0iMC系统的VMC1100加工中心,采用的是随机式换刀的圆盘式刀库。

3　预选刀具的自动控制

刀库刀具交换的PMC控制程序设计主要考虑搜索目标刀具在刀库上的刀套位置、刀库旋转

方向(目标刀套最短路径)的判别,从而完成目标刀具的搜索,为刀具交换作准备。所有刀具直径都不超过100mm为通常的标准状态,采用随机换刀。个别刀具(如盘刀、大刀体镗刀)直径超过100mm,这把刀就不能参与其它小直径刀具的随

2　圆盘式刀库控制原理

圆盘式刀库是ATC随机换刀典型的形式之一。其换刀机构通过凸轮机构来完成整个换刀

收稿日期:2009-10-28

机换刀工作过程(可能产生刀位干涉),对这类刀具的自动交换必然要作出特殊处理,其方法是:将刀库存储刀具的区域分为两部分,一部分为多

作者简介:邹　晔(1974—　),男,江苏无锡人,无锡职业技术学院讲师,研究方向:数控技术应用。

第6期　　　　　　　　　　邹晔,等:随机换刀式加工中心刀库的大直径刀具控制41

数的正常刀具区仍然采用随机方式换刀;另一部分为极少数的大直径刀具区域,采用固定刀位方式换刀(刀具取出、存入都是同一刀位,不允许放入刀库的其它刀位)。系统可通过宏程序T指令

判断使用随机换刀方式还是使用随机换刀+固定位置换刀的混合方式,具体刀库选刀宏程序流程图如图1所示。

图1　刀库选刀宏程序流程图

4　刀具交换的自动控制

理想的随机换刀控制通常包括圆盘式刀库

PMC用户程序和NC宏程序(大直径选刀、换刀程序)两部分组成。PMC用户程序和NC宏程序共同完成根据T码完成搜索刀库中的刀具,完成刀具交换的整个过程。

FANUC0i-MC数控系统的NC宏程序可以

N50N60N80N90

IF[#902GEXX]THEN#909=1#910=#908+#909IF[#910EQ0]GOTO120IF[#902EQ0]GOTO120

N70M39

N100T0

N110IF[#910NE0]GOTO130N120T[#906]N130M99

通过读取、运用系统变量将宏程序中大小直径刀具交换的条件状态位作为换刀宏程序判断跳步执行的条件,通过用户宏程序和PMC之间的信号应答,非常容易地实现了大小直径刀具的随机换刀与固定方式换刀方式选择。

选刀过程选用TXX调用选刀宏程序,其内容如下:

09000

N10　#906=#149N20N30N40

#IF[#904EQ0]GOTO120#M39

IF[#906GEXX]THEN#908=1

其中#906:T指令刀号寄存变量。

#904:换刀方式控制变量[0:标准刀具,随机

换刀方式。1:含大直径刀具(暂定一把),随机换刀+固定位置换刀的混合方式。

#902:主轴刀号寄存变量。#908、#909:标记变量。

#910:使用大直径刀具判据变量。

XX:大直径区限制刀位号,16把刀库为14;20把刀库为18;24把刀库为22。

换刀过程采用M06调用换刀宏程序,其内容如下:

42

09020N10N20N30N40N50N60N70N80N90

无锡职业技术学院学报　

N110#906=0

IF[#906EQ#902]GOTO120IF[#910EQ0]GOTO70IF[#902EQ0]GOTO70IF[#906EQ0]GOTO70G65P9021T[#906]G65P9021#910=0#908=0

N120M99

　　　　第8卷

5　总　结

随机换刀的控制过程是比较复杂的。将宏程序与PMC程序有机结合使得机床的换刀过程

控制更为方便、简捷。大直径刀具的处理采用宏变量的方式,宏程序可以与PMC程序多种组合以实现盘式刀库随机换刀的控制,此方法已经在FANUC-0iMC数控系统的VMC1100加工中心上调试实现。N100#909=0

参考文献:

[1]　陈芳,李继中.盘式刀库加工中心自动换刀系统控制[J].机械设计与制造,2007(10):149-150.[2]　曹秋霞.小型立式加工中心无机械手自动换刀装置的设计[J].机床与液压,2006(9):54-56.[3]　张兆宇.普及型数控系统中随机自动换刀的实现[J].南通职业大学学报,2006(2):76-78.

[责任编辑∶须劲松]

(上接第5页)业学生毕业后开展本行业工作、掌

很有必要。当然,如果条件不成熟,也可以作为《吴文化》课程中的一部分内容来讲授。在各专

业教学中也要渗透行业的民俗知识,而在这方面,目前老师们做得还很不够,民俗教育的意识不强。老师们首先要加强吴地民俗知识的学习,把其作为教学的内容有机渗透在专业教学中。

3.充分运用吴地民俗文化资源

握吴地民众心理将不无益处。

　　二、苏南高职院校学生学习吴地民俗知识的途径和方法

　　1.校园文化活动应包含对吴地民俗知识的宣传

吴地民俗包括衣食住行、婚丧嫁娶、传统节日等生活的方方方面,内容十分丰富。苏南高职院校校园文化活动应注意对吴地民俗知识的宣传,把它纳入到整体计划中。如布置吴地民俗展览、开设民俗知识讲座、开展民俗知识竞赛和游艺活动等。学院图书馆要多购些吴地民俗书籍和音像资料,供师生教学之用。

2.通过课程教学学习吴地民俗知识

现在许多本科院校很重视人文素质教育,开设了《民俗学》等人文课程。高职院校加强民俗知识的学习是人文素质教育的组成部分,对苏南高职院校来说,开设全校性的选修课《吴地民俗》

参考文献:

随着对地方文化研究的深入和文化遗产的

重视,吴地的民俗文化也得到了较好的保护。苏南高职院校要有计划地组织学生走出校园去感受吴地民俗。如参观江南园林和民居、古镇古街、民俗博物馆、吴文化公园、参加传统的庙会活动和传统节日等等,高职生还可以利用假期和实习期间进行民俗采风,深入社区、乡村进行民俗调查。通过这些活动,让高职生在实际感受中了解和认识吴地民俗的丰富多姿,逐渐培养对吴地的深厚感情,为他们今后更好地服务苏南的经济社会、过上美好幸福的生活打下地方文化知识的基础。

[1]　钟敬文.民俗学概论[M].上海:上海文艺出版社,1998:1.

[2]　唐茂松.吴地民俗的和谐风情[A].王立人.吴文化与和谐文化[C].南京:凤凰出版社,2008:501-506.[3]　高燮初.吴地文化通史[M].北京:中国文史出版社,2006:1350.

[责任编辑∶陈永涛]