FANUC系统数控车床四方刀架手动换刀PMC设计

摘要：主要介绍了FANUC数控车床手动换刀的PMC设计，以FANUC系统的数控车床四方刀架的换刀PMC设计为例，详细介绍了PMC换刀程序的设计过程、刀架结构及其工作原理以及刀架的常见故障.通过对整个换刀过程的分析，编制出了合理、可靠的PMC换刀程序.

关键词：FANUC数控 PMC设计 刀架

一、FANUC数控系统PMC 的介绍

数控系统分为控制伺服电动机和主轴电机作各种进给切削动作的系统部分和控制机床辅助电气部分的 PMC。PMC 与 PLC 所需实现的功能是基本一样的。PLC 用于工厂一般通用设备的自动控制装置，而PMC 专用于数控机床辅助电气部分的自动控制，所以称为可编程序机床控制器，简称 PMC。

X 是来自机床侧的输入信号（如接近开关、极限开关、压力开关、操作按钮等输入信号元件，I/Olink 的地址是从 X0 开始的。PMC 接收从机床侧各装置反馈的输入信号，在控制程序中进行逻辑运算，作为机床动作的条件及对设备进行诊断的依据。Y 是由 PMC 输出到机床侧的信号。在 PMC 控制程序中，根据自动控制的要求，输出信号控制机床侧的电磁阀、接触器、信号灯动作，满足机床运行的需要。I/Olink 的地址是从 Y0 开始的F 是由控制伺服电机与主轴电机的系统部分侧输入到 PMC 信号，系统部分就是将伺服电机和主轴电机的状态，以及请求相关机床动作的信号（如移动中信号、位置检测信号、系统准备完成信号等），反馈到 PMC 中去进行逻辑运输，作为机床动作的条件及进行自诊断的依据，其地址从 F0 开始。G 是由 PMC 侧输出到系统部分的信号，对系统部分进行控制和信息反馈（如轴互锁信号、M 代码执行完毕信号等）其地址从 G0 开始。

二、刀架换刀原理

数控车床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置，有四工位和六工位刀架，回转刀架按其工作原理可分为机械螺母升降转位、十字槽转位等方式，其换刀过程一般为刀架抬起、刀架转位、刀架压紧并定位等几个步骤。回转刀架必须具有良好的强度和刚性，以承受粗加工的切削力。同时还要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。在 JOG 方式下，进行换刀，主要是通过机床控制面板上的手动换刀键来完成的，一般是在手动方式下，按下换刀键，刀位转入下一把刀。刀架在电气控制上，主要包含刀架电机正反转和霍尔传感器两部分，实现刀架正反转的是三相异步电机，通过电机的正反转来完成刀架的转位与锁紧；而刀位传感器一般是由霍尔传感器构成，四工位刀架就有四个霍尔传感器安装在一块圆盘上，但触发霍尔传感器的磁铁只有一个，也就是说，四个刀位信号始终有个为“1”或为“0”。

三、手动换刀的 PMC控制程序编制

车间内很多机床原来是不带手动换刀功能的，经过改造后程序如下：

1、刀架抬起，正转启动

此处加了一个R71.0的中间信号，因为在实际测试中发现，在下面的检测信号过程中，如果没有该延时信号，机床无法正常换刀。

2、刀号检索

3、刀架锁紧

4、复位

上述过程，由于大家都有了非常成熟的程序，在此不再赘述。

四、PMC状态表查看

发那科系统提供 PMC 状态查询， 我们可以按系统面板上的 【SYSTEM】 - 【PMC】-【信号】 ，搜索 X 查询现有地址的状态。正常状态下的刀架是有一位是低电平，三个为高电平，如果四位相同，那么就表示刀架信号异常，就会产生不能换刀的故障， 这时候， 就需要用检查发讯盘与线路了。 发那科提供的信号状态查询功能，可以很好的进行信号状态的查询，对判断故障原因提供很大的方便。这个功能是需要我们牢固掌握的。

五、结论

刀架故障是常见的数控车床故障，原因很多，也有是因为刀架电机正反转不良造成的，所以需要仔细掌握刀架与 PMC 的控制过程，发现故障原因。本文通过刀架手动换刀程序的编写是通过 PMC 状态表，查看刀位信号，从而判断故障原因，也可以通过万用表测试相关信号的电平来进行判断。

通过PMC程序可以控制数控机床自动运行，那么我们通过编写相应的指令与系统内部指令匹配，就可以查看其状态，对机床功能进行修改及相应编程，这样我们在进行机床排故时就可以事半功倍！

参考文献：

[1]赖思琪，黄恒《基于FANUC 0i系统的加工中心刀库控制》《机床与液压》2012年40期

[2]何彩颖，杨金鹏 《数控车床六方刀架换刀PMC编程设计》《新技术新工艺》2013年7期

[3]李叶龙《数控机床与PLC的关系》《赤峰学院学报》 2009年6期

[4]张欢《FANUC数控机床PMC编程方法的研究》《企业导报》2012年20期