以發(fā)那科 0i系統(tǒng)加工中心或調(diào)試臺為例,介紹一種通過宏程序調(diào)用實(shí)現(xiàn)斗笠式刀庫換刀控制的方法。刀庫容量為16(裝16把刀),利用伺服主軸電動(dòng)機(jī)的內(nèi)置編碼器進(jìn)行定向/準(zhǔn)停。
實(shí)訓(xùn)學(xué)時(shí):10學(xué)時(shí)。
實(shí)訓(xùn)目的:
(1)加工中心斗笠式刀庫的操作與控制程序的編制。
(2)掌握調(diào)用宏程序?qū)崿F(xiàn)刀庫控制的編程方法。
(3)掌握調(diào)用宏程序?qū)崿F(xiàn)刀庫控制的相關(guān)參數(shù)設(shè)置。
實(shí)訓(xùn)內(nèi)容:
(1)斗笠式刀庫的操作。
(2)控制刀庫的宏程序設(shè)計(jì)。
(3)刀庫梯形圖程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試。
(4)梯形圖功能的調(diào)試。
(5)宏程序調(diào)用實(shí)現(xiàn)刀庫控制的相關(guān)參數(shù)設(shè)置。
實(shí)訓(xùn)設(shè)備:
(1)配置發(fā)那科 0i數(shù)控系統(tǒng)的加工中心/綜合調(diào)試臺。
(2)個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)。
(3) 發(fā)那科公司的梯形圖編輯軟件(FLADDER Ⅲ 版本)。
實(shí)訓(xùn)要點(diǎn):
(1)用FLADDER Ⅲ 軟件對PMC離線編程。
(2)發(fā)那科 0i PMC操作。
(3)發(fā)那科 0i 系統(tǒng)PMC程序傳輸與功能調(diào)試。
(4)刀庫控制用宏程序設(shè)計(jì)與加載。
(5)PMC功能指令的應(yīng)用。
(6)刀庫梯形圖程序設(shè)計(jì)。
(7)調(diào)用宏程序控制刀庫的相關(guān)參數(shù)設(shè)置。
(8)刀庫控制功能驗(yàn)證。
實(shí)訓(xùn)具體要求:
(1)規(guī)范實(shí)訓(xùn),按操作規(guī)范操作機(jī)床。
(2)機(jī)床工作時(shí),嚴(yán)禁用手或?qū)w去觸碰各通電電器,確保人身和設(shè)備安全。
(3)操作刀庫之前,必須保證機(jī)床執(zhí)行手動(dòng)回零操作。
(4)驗(yàn)證刀庫功能時(shí),可采用單程序運(yùn)行模態(tài)或單獨(dú)執(zhí)行相關(guān)的刀庫輔助功能指令(M指令)操作,密切關(guān)注機(jī)床的動(dòng)作,確保刀庫與主軸不撞機(jī)。
(5)具備加工中心的基本操作能力和應(yīng)用水平。
(6)熟悉發(fā)那科 0i系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置方法與操作。
組織形式:
教師:演示與指導(dǎo),組織學(xué)生訓(xùn)練、演示、討論與評估。
學(xué)生:根據(jù)設(shè)備數(shù)量,可在課內(nèi)分組定時(shí)訓(xùn)練,也可預(yù)約訓(xùn)練,采取組長負(fù)責(zé)制,負(fù)責(zé)指導(dǎo)、提問與考核各組員。
相關(guān)知識與技能:
1.與刀庫相關(guān)的電氣連接
假設(shè)加工中心刀庫的主電路如圖附9-1所示。

圖附9-1 刀庫的主要電氣連接
有關(guān)PMC的I/O接口分配地址如表附9-1所示。
表附9-1 刀庫相關(guān)I/O地址分配
序號 | 地址 | 信號名稱 | 說明 |
1 | X7.6 | 松刀到位 | |
2 | X7.7 | 緊刀到位 | |
3 | X10.0 | 刀庫推出到位 | |
4 | X10.1 | 刀庫退回到位 | |
5 | X10.3 | 刀庫計(jì)數(shù) | |
6 | X10.4 | 刀庫原定/回零 | |
7 | X10.7 | 松刀 | |
8 | X10.5 | 刀庫電動(dòng)機(jī)過載 | 過載保護(hù)器觸點(diǎn) |
10 | Y6.0 | 刀庫正轉(zhuǎn) | 通過繼電器帶動(dòng)接觸器線圈 |
11 | Y6.1 | 刀庫反轉(zhuǎn) | 通過繼電器帶動(dòng)接觸器線圈 |
12 | Y6.5 | 松刀 | 通過繼電器帶動(dòng)電磁閥 |
13 | Y7.6 | 刀庫推出 | 通過繼電器帶動(dòng)電磁閥 |
14 | Y6.6 | 三色燈(綠燈) | 通過繼電器驅(qū)動(dòng) |
15 | Y6.7 | 三色燈(紅燈) | 通過繼電器驅(qū)動(dòng) |
16 | Y6.8 | 三色燈(黃燈) | 通過繼電器驅(qū)動(dòng) |
表中地址為I/O LINK的“0”組地址,加工中心配置I/O Link標(biāo)準(zhǔn)鍵盤,如圖1-1所示,其地址定義為I/O LINK的“1”組,輸入的起始地址為X20,輸出的起始地址為Y24。鍵盤的[D8]鍵(從上至下的第4排,從左至右的第8位)作為手動(dòng)主軸準(zhǔn)停控制鍵,其輸入地址為X28.3,對應(yīng)的按鍵指示燈地址為Y28.3。鍵盤的[D7]鍵(從上至下第4排、從左至右的第7位)作為手動(dòng)選刀按鍵,其輸入地址為X28.2,對應(yīng)的按鍵指示燈地址為Y28.2。
2.刀庫控制的相關(guān)信號及其功能
2.1 主軸準(zhǔn)停控制信號ORCMA(G70.6)/ORARA(F45.7)
ORCMA信號用于主軸換刀或主軸還刀時(shí)的準(zhǔn)停控制,保證刀柄不會與刀庫發(fā)生撞擊而損壞刀庫或主軸,可通過PMC編程實(shí)現(xiàn)M19(主軸準(zhǔn)停M指令)或手動(dòng)主軸準(zhǔn)停控制。與此對應(yīng)的主軸準(zhǔn)停結(jié)束信號為F45.7(ORARA),當(dāng)此信號為“1”時(shí)表示主軸準(zhǔn)停結(jié)束。
主軸準(zhǔn)停控制用的傳感器可用外部接近開關(guān)和電動(dòng)機(jī)速度傳感器、外部位置編碼器、主軸電動(dòng)機(jī)內(nèi)置傳感器等多種形式,參見第四部分的“實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目4.4”所述。目前大多利用伺服主軸電動(dòng)機(jī)的內(nèi)置位置編碼器實(shí)現(xiàn)。
2.2 宏程序所用的系統(tǒng)變量
2.2.1 用戶宏程序輸入信號(G54.0~G54.2)
為了實(shí)現(xiàn)用戶宏程序調(diào)用換刀,使用三個(gè)系統(tǒng)變量UI000(G54.0-#1000)、UI001(G54.1-#1001)、UI002(G54.2-#1002)供宏程序與PMC間跳轉(zhuǎn)控制。G54.0為“1”表示編程刀號大于等于刀庫容量,G54.1為“1”時(shí)表示主軸刀號等于編程刀號(T碼值),G54.2為“1”時(shí)表示編程刀號為0。
2.2.2 宏程序報(bào)警變量
發(fā)那科 0iC系統(tǒng)的“#3000”變量用于宏程序報(bào)警,可在其表達(dá)式后指定不超過26個(gè)字符的報(bào)警信息。可顯示報(bào)警號和報(bào)警信息,其中報(bào)警號為變量#3000的值加上3000。
例:“#3000=1(TOOL NOT FOUND)”對應(yīng)屏幕上的顯示為“3001 TOOL NOT FOUND”
2.2.3 模態(tài)信息變量(#4003、#4006)
系統(tǒng)變量#4003保存系統(tǒng)當(dāng)前所處的編程坐標(biāo)模態(tài)值G90/G91;#4006保存系統(tǒng)當(dāng)前所用的編程單位系統(tǒng)G20(英制)/G21(米制)。這兩個(gè)系統(tǒng)變量用于保護(hù)宏程序執(zhí)行過程中系統(tǒng)的模態(tài),在宏程序執(zhí)行結(jié)束后,再恢復(fù)至系統(tǒng)調(diào)用宏程序前的模態(tài)。
3.宏程序調(diào)用及刀庫相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)
本項(xiàng)目采用M指令的M06調(diào)用宏程序?qū)崿F(xiàn)刀庫的換刀控制。
3.1 指定調(diào)用宏程序的M代碼值參數(shù)(PRM#6080~6089)
PRM#6080~PRM#6089分別對應(yīng)調(diào)用程序號為O9020~9029的宏程序所需的M代碼值。當(dāng)用“M06“調(diào)用O9023宏程序時(shí),必須將PRM#6083設(shè)為“6”。本項(xiàng)目中的宏程序號為O9021,所以PRM#6081設(shè)置為“6”。
3.2 主軸準(zhǔn)停位置設(shè)置參數(shù)(PRM#4031)
當(dāng)?shù)稁煺{(diào)整好后,將所測主軸準(zhǔn)停的位置數(shù)據(jù)設(shè)置在參數(shù)PRM#4031中,參數(shù)PRM#4077(定向時(shí)停止位置偏移量)設(shè)為0。當(dāng)執(zhí)行完主軸準(zhǔn)停指令(M19或手動(dòng)主軸準(zhǔn)停)后,NC輸出的準(zhǔn)停結(jié)束信號(F45.7)為“1”。
3.3 主軸定向速度參數(shù)(PRM#4038)
在執(zhí)行M19或手動(dòng)主軸準(zhǔn)停指令時(shí),主軸按參數(shù)PRM#4038所設(shè)定的運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行準(zhǔn)停定向。
3.4 換刀點(diǎn)設(shè)置參數(shù)(PRM#1241)
一般情況下,用第二參考點(diǎn)作為主軸換刀或還刀點(diǎn)。對于立式加工中心,一般只需將刀庫調(diào)整好后所測的Z軸位置數(shù)據(jù)設(shè)置在參數(shù)PRM#1241中。
3.5 其他相關(guān)參數(shù)
(1)PRM#4000.0——主軸和電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定
若使用主軸內(nèi)置編碼器,該參數(shù)位設(shè)為0時(shí),表示主軸和電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向相同。
(2)PRM#4002.3、2、1、0——使用主軸位置編碼器作為位置反饋
該參數(shù)位分別對應(yīng)設(shè)置為“0、0、0、1”。
(3)PRM#4015.0——定向是否有效
該參數(shù)位設(shè)為“1”,使定向有效。
(4)PRM#4010.2、1、0——設(shè)定電動(dòng)機(jī)傳感器類型
使用內(nèi)置位置編碼器時(shí),設(shè)為“0、0、1”。
若主軸和主軸電動(dòng)機(jī)間的傳動(dòng)比為1:1時(shí),PRM#4056~4059不需要設(shè)置。
4.換刀宏程序
下面提供換刀調(diào)用的宏程序例子供分析參考,例中刀庫容量為16。
%
O9021 ;換刀宏(子)程序號
#23=#4003 ;保存米制或英制系統(tǒng)
#24=#4006 ;保存增量或絕對編程方式(G90、G91方式)
G91 ;增量坐標(biāo)編程
M05 ;主軸停止
G30P2Z0 ;至抓刀點(diǎn)(換刀點(diǎn))
M19 ;主軸準(zhǔn)停
M26 ;刀號讀取(判斷刀庫刀號與主軸刀號是否一致)
IF[#1000EQ1]GOTO30 ;T碼值≥17時(shí)退出換刀程序
IF[#1001EQ1]GOTO40 ;主軸刀號等于T碼值時(shí)退出換刀程序
IF[#1002EQ1]GOTO50 ;T碼值為0時(shí)退出換刀程序
M23 ;刀庫推出
G04P500 ;停0.5秒
M25 ;松刀
G04P500 ;停0.5秒
G28Z0 ;至Z軸零點(diǎn)
M21 ;刀庫轉(zhuǎn)(刀盤旋轉(zhuǎn)選刀)
G30P2Z0 ;至抓刀點(diǎn)
M24 ;緊刀(抓刀)
M22 ;刀庫退回
GOTO100 ;換刀結(jié)束并返回
N30#3000=1(TOOL NOT FOUND) ;刀沒找到報(bào)警
GOTO100 ;結(jié)束換刀并返回
N40#3000=2(TOOL NO. ON SPINDLE) ;主軸刀號已是需換刀刀號報(bào)警
GOTO100 ;結(jié)束換刀并返回
N50#3000=3(T CODE IS 0) ;換刀刀號為0報(bào)警
N100M05 ;主軸停轉(zhuǎn)
G#23 ;恢復(fù)到主程序的米、英制系統(tǒng)
G#24 ;恢復(fù)至主程序的增量或絕對編程系統(tǒng)
M99 ;返回主程序
%
從程序中可以看出,M19為主軸準(zhǔn)停指令,M20為刀庫回零指令,M21為選刀(刀庫轉(zhuǎn))指令,M22為刀庫退回指令,M23為刀庫推出指令,M24為緊刀指令,M25為松刀指令,M26為刀號讀取指令。
5.PMC控制程序
PMC參考程序如圖附9-2~圖附9-7所示。

圖附9-2 刀庫控制的PMC程序-1

圖附9-3 刀庫控制的PMC程序-2

圖附9-4 刀庫控制的PMC程序-3

圖附9-5 刀庫控制的PMC程序-4

圖附9-6 刀庫控制的PMC程序-5

圖附9-7 刀庫控制的PMC程序-6
實(shí)訓(xùn)總結(jié):
參照附表1格式要求編制實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告
思考題:
(1)請按調(diào)用宏程序?qū)崿F(xiàn)換刀控制的編程思路,設(shè)計(jì)不調(diào)用宏程序而直接用PMC編程實(shí)現(xiàn)刀庫控制的編程思路。
(2)當(dāng)不用M代碼調(diào)用宏程序而改用G06(假設(shè)G06不作為其他準(zhǔn)備功能指令)調(diào)用宏程序時(shí),且宏程序?yàn)椤癘9023”,應(yīng)如何設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)(發(fā)那科 0i系統(tǒng))?
(3)繪制本項(xiàng)目中宏程序的執(zhí)行流程圖。
(4)對于半閉環(huán)控制的加工中心,在進(jìn)行換刀操作之前必須進(jìn)行哪些操作?為什么?
(5)對于如本項(xiàng)目所述的加工中心,沒出現(xiàn)亂刀現(xiàn)象時(shí),主軸刀號與刀庫刀號是什么對應(yīng)關(guān)系?
(6)分析梯形圖程序,當(dāng)執(zhí)行刀庫回零操作后,主軸刀號、刀庫刀號分別為多少?若刀庫的“1”號位上有刀,且主軸上也裝有刀時(shí),在執(zhí)行完刀庫回零操作、換刀操作前,應(yīng)采取什么措施保證不會發(fā)生刀庫與主軸撞擊事故?
(7)分析梯形圖程序,當(dāng)加工中心刀庫進(jìn)行過手動(dòng)選刀操作后,刀庫會不會出現(xiàn)亂刀現(xiàn)象?若會出現(xiàn),應(yīng)如何改進(jìn)梯形圖程序,保證在手動(dòng)選刀操作后不會出現(xiàn)亂刀現(xiàn)象?什么情況下會出現(xiàn)亂刀現(xiàn)象?
(8)在什么情況下,編程刀號(T碼值)、刀庫刀號、主軸刀號相等?在什么情況下,編程刀號等于主軸刀號?在什么情況下,刀庫刀號等于編程刀號?在什么情況下,刀庫刀號一定等于主軸刀號?
(9)分析梯形圖程序,本項(xiàng)目中的自動(dòng)選刀是就近方式還是固定方式?手動(dòng)選刀是什么方式?
2024-11
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2024-11
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2024-11
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2024-11
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