基于宏程序和PMC控制的斗笠式刀库换刀的实现

【摘要】运用ladder编程软件和宏程序编辑，通过FANUC系统宏程序变量与PMC指令的结合，以及NC指令的调用，实现斗笠式刀库的换刀控制，从而达到换刀的有效进行，保证机械加工的精度，实现了NC机床的高效，高精加工，提高了生产效率和效益。

【关键词】NC；宏程序；PMC；功能指令

斗笠式刀库存放刀具数量为16～24把，刀库移向主轴实现换刀动作，具有容量少、构造易懂、刀库旋转、找刀容易、方便控制的优点，在经济型加工中心中应用很多。本文主要针对斗笠式刀库的特点，运用PMC和宏程序实现对斗笠式刀库的换刀控制。

一、换刀动作及时序图

当主轴刀具进入刀库刀套后，主轴向上进给，脱开刀具，随后刀库旋转。当输入的指令刀具在主轴正下方位置时，主轴向下进给，让刀具进入主轴锥孔，主轴夹刀后，刀库退到初始位置。其换刀动作详细如图：

（1）主轴移动到换刀点：图1（a）

（2）主轴定位

（3）刀库向前到换刀点抓取旧刀：图1（b）

（4）主轴松开刀具

（5）Z轴向上移动出换刀空间：图1（c）

（6）刀库据指令找刀：图1（d）

（7）Z轴向下移动至换刀点：图1（e）

（8）主轴紧紧新刀

（9）刀库后退至初始位置：图1（f）

（10）刀库时序图：图2

整个刀库的动作主要靠刀库电机、汽缸和主轴的相互结合控制实现。时序图中的分度电机通过PMC功能指令实现刀库的正反转就近找刀，其中的接近开关信号可用于刀库计数以此实现刀库原点复归和数刀。汽缸的功能主要用于接收PMC发出的信号以控制刀库整体向前或后退，为换刀或换刀后的运行NC程序作准备。

二、FANUC换刀宏程序流程图

主要通过NC程序、PMC、宏程序实现，其中宏程序变量类型如表一所示，换刀时序框图如图3，相关说明如右侧所示。

三、功能指令

FANUC 0ID系统的功能指令有104个，其中常见的用于刀库控制的PMC功能指令主要有以下几个，现分别加以说明，其中的SUB是功能指令的代码。

五、结语

通过宏程序，PMC，NC的有机结合控制在加工中心上的应用，改善了原来的换刀速度和换刀的安全性，提高了机床的生产效率，使斗笠式刀库的换刀更为安全，简捷，有效，经济。

参考文献

[1]FANUC（北京）有限公司.B—61863梯形图语言编程说明书，2003.

[2]FANUC（北京）有限公司.GFZ—61803E—1/07 Macro Complier/Macro Executor Programming Manual.

[3]FANUC（北京）有限公司.B—64305CM/01 FANUC Series 0i—MODEL D维修说明书，2009.

作者简介：

王刘成（1983—），男，河南周口人，现供职于山西大学工程学院，研究方向：数控机床应用技术。

裘虹（1964—），女，浙江嵊州人，浙江特种电机有限公司工程师，研究方向：伺服电机。

杨晋萍（1964—），女，山西太原人，山西大学工程学院副教授，研究方向：智能控制。