关于加工中心刀库调试与控制方法研究
刀库安装及调试方法
刀库的安装调试方法及注意事项一、调试前先确认刀库动作是否正确。
（刀套上下、刀盘正反转、刀臂旋转方向）。
二、FANUC刀库调试参数及方法㈠圆盘式（机械臂）刀库❶Z轴换刀点高度参数1241。
❷主轴定向角度参数4077 。
（注：参数3117#1设为1，可以在诊断画面445号参数下检测主轴角度位置。
）❸刀库重置M40.方法：打开K参数画面，K1.5/1 Z轴上下K4.7/1 刀库显示表打开及显示K4.5/1刀臂旋转K7.0/1 打开气压低检测信号然后把Z轴移动到安全位置，手动模式下主轴定向，按F1旋转刀臂.注意：❶Z轴始终位于刀臂安全位置之上。
❷刀库调试完成后，除K4.7打开外，其余K参数要全部关闭。
❸ATC动作前查看刀套水平状态。
㈡斗笠式刀库（伞形刀库）高度及角度参数同上K参数画面，K1.5/1 Z轴上下K6.0/1刀盘进退然后把Z轴移动到安全位置，手动模式下主轴定向，按F1进退刀盘。
三、三菱刀库调试方法及参数㈠圆盘式（机械臂）刀库❶Z轴换刀点高度参数2038❷主轴定向角度参数3108❸M21刀套下（垂直）❹M20刀套上方法：打开IF诊断画面L102/1 Z轴上下L107/1 机械臂旋转然后把Z轴移动到安全位置，在位置画面输入M25（扣刀）/M26（换刀）/M27（刀臂回到位）执行刀臂动作。
注意：❶刀库调试完成后，L102、L107要置为0.❷ Z轴始终位于刀臂安全位置之上。
❸ATC动作前查看刀套水平状态。
㈡斗笠式刀库高度及角度参数同上IF诊断画面X21A/1 Z轴上下Y206/1刀盘进退然后把Z轴移动到安全位置，在IF诊断画面下对Y206/1或0进行刀盘进退。
四、刀库安装调试注意事项。
①安装前先检查刀库外观有无破损，油漆是否刮花，是否缺少零部件，及时向质检反应。
缺少的零部件不要到仓库里随便拆装。
②圆盘刀库调试前要先检查刀库刀臂与刀套的中心是否正确，方法，按电磁阀强制刀套向下，装上对刀仪，旋转刀臂，用对刀棒检查中心是否正确。
立式加工中心刀库调试流程
2 注注意：意：
4
立式加工中心刀库报警调试流程
1.11平02口0虎S钳PI的ND找L正E 装TO夹O（L装N夹OT试C件L方AM法P一） 主轴刀具没有卡紧，请检查刀具的卡紧到位信号反馈开 关，并确认气管连接正确
处 理 方 案
2 1
步步骤说骤明：：
（1）把装有百分表的磁力表
座（钳1态检吸，2并）在固查将确主定打百保轴在分刀正钳油表缸侧口移缸面上松动内。方夹至。油平刀量口状虎是 （否3充）移足动X轴看百分表柱的 位2检置。查气源压力是否充 （（大足3刀表45,））气针具将调管跳夹百整动连分平紧约表口接电0.压虎2是磁m在钳m否阀钳位。正口置是上，确否。使 （正6确）锁住其中一个紧固螺栓。
逐1
2
步
排
除
报警状态
1电磁阀
2刀库气缸反馈信号
步步骤说骤明：：
（1）把装有百分表的磁力表
座1检吸在查主电轴磁正阀侧面,看。上下方 （向2是）将否百有分显表移示动等至亮平起口虎 钳（2检，3）固查移定刀动在X库钳轴气口看上百缸方分内。表的柱反的 位馈置信。号点是否到位(看信 （号4灯）将) 百分表压在钳口上。 （大（34寸将表56））针动上调锁跳方电整住动平其式键约口中旁0.虎一2的m钳个m修位紧。置固调，螺钥使栓。 （匙7拧）再到找修正调到0位.02置mm内。 （5按8）刀交库替锁水紧平两键个紧固螺栓。
（8）交替锁紧两个紧固螺栓。
3 注注意：意：
立式加工中心刀库报警调试流程
1.11平06口6虎A钳TC的N找O正T装IN夹Z（ER装O夹P试O件SI方TI法ON一）
机械手没有在0度位置，请检查机械手0度位置信号并执 行机械手旋转动作至0度
报
三个灯的含义(从左到
加工中心刀库的设计与控制 研究计划怎么写
加工中心刀库的设计与控制研究计划怎么写一、研究背景和意义加工中心刀库是现代机械加工领域中非常重要的组成部分。
随着制造业的发展，加工中心刀库的设计与控制对于提高生产效率、保证加工质量、降低生产成本等方面具有重要意义。
本研究旨在探讨加工中心刀库的设计与控制方法，为实际生产提供理论支持。
二、研究现状和文献综述目前，国内外对于加工中心刀库的设计与控制研究已经取得了一定的成果。
在刀库设计方面，研究者们关注于刀库的结构设计、选型依据、布局优化等方面。
在刀库控制方面，研究者们致力于开发更加高效、准确、稳定的控制算法，如基于PLC的刀库控制、基于运动控制卡的刀库控制等。
然而，仍存在一些问题尚未解决，如刀库的可靠性、安全性、易维护性等方面的提升。
三、研究目的和研究内容本研究旨在解决加工中心刀库设计与控制中存在的问题，提高刀库的性能和质量。
研究内容包括以下几个方面：1. 刀库结构设计：根据加工需求和实际生产条件，设计适合的刀库结构，包括刀具存放方式、刀具数量、刀具交换装置等。
2. 刀库选型依据：分析不同类型刀库的特点，结合实际生产需求，提出刀库的选型依据，包括刀库的容量、布局、使用寿命等方面。
3. 刀库控制算法：根据实际生产需求，设计适合的刀库控制算法，包括刀具的选择、交换、归还等操作的控制流程和逻辑。
4. 刀库可靠性分析：分析刀库在使用过程中可能出现的故障和问题，提出相应的解决方案和措施，提高刀库的可靠性和稳定性。
5. 实验验证：根据研究内容，设计并实施实验，验证所提出的设计与控制方法的可行性和有效性。
四、研究方法和实验计划本研究将采用理论分析和实验验证相结合的方法进行。
首先，通过文献综述和市场调研，了解当前刀库设计与控制的现状和存在的问题。
然后，根据实际生产需求，提出适合的设计与控制方案。
最后，通过实验验证所提出方案的可行性和有效性。
五、预期成果和创新点本研究预期能够提出一种适合实际生产的加工中心刀库设计与控制方案，提高刀库的性能和质量。
加工中心刀库调试方法
加工中心刀库调试方法以下是加工中心刀库调试的一般步骤和方法：1.刀位校准：首先，需要将刀具放入刀库中，然后打开刀具管理系统，选择相应的刀位号进行校准。
校准的目的是将刀位和实际刀具进行对应，确保刀具被正确地放置在刀位上。
2.刀具长度测量：在校准刀位后，需要使用刀具长度仪或激光测距仪测量刀具的长度。
在测量之前，需要先将刀库位置移动到测量台上，并确保测量台处于水平状态。
然后，将测量仪器放置在刀库上，根据仪器的操作指导进行测量。
3.刀具半径校准：除了刀具长度外，刀具半径也是需要校准的。
校准刀具半径的目的是为了将刀具的几何参数正确地输入到控制系统中，以保证加工的精度和质量。
校准刀具半径的方法通常是通过专用的刀具半径仪进行测量。
4.刀具调整：在刀具校准完成后，可能需要对刀具进行一些调整，以保证刀具的正确安装和使用。
调整的方法包括刀具夹紧力的调整、刀具的地位调整等。
5.刀具补偿：根据实际需要，可能需要对刀具进行补偿。
补偿是为了纠正刀具的磨损或变形，以保证加工效果的稳定和一致性。
补偿的方法通常是在控制系统中设置相应的刀具补偿参数。
6.刀具测量和标定：为了确保加工的准确性和稳定性，需要定期对刀具进行测量和标定。
刀具测量可以使用刀具长度仪、半径仪等仪器，标定是根据测量结果来确定刀具的几何参数。
总结：对加工中心刀库进行调试是确保加工中心正常运行和加工质量的关键环节。
在调试过程中，需要校准刀位、测量刀具长度、校准刀具半径、调整刀具、补偿刀具，以及定期测量和标定刀具。
通过以上的调试步骤和方法，可以保证刀具库的正常使用和加工质量的稳定性。
数控机床的加工中心的刀具装夹与校准技巧
数控机床的加工中心的刀具装夹与校准技巧数控机床是现代制造业中不可或缺的设备，而刀具装夹和校准技巧对于确保数控机床的工作效率和加工精度至关重要。
本文将从刀具装夹和校准技巧两个方面来详细介绍。
首先，刀具装夹是数控机床加工中心中的重要环节。
正确的刀具装夹可以保证刀具的稳定性和切削效果。
以下是一些常见的刀具装夹技巧：1.选择合适的刀具和刀柄：根据加工材料和加工要求选择合适的刀具和刀柄，尽量选择具有高硬度和高耐磨性的材料制成的刀具和刀柄，以提高刀具的使用寿命。
2.正确安装刀具：在安装刀具时，需要确保刀具经过清洁并检查是否有损坏或磨损，然后将刀具插入刀柄并使用适当的工具进行紧固。
3.正确调整刀具的伸出长度：刀具的伸出长度与加工质量和刀具寿命密切相关。
根据加工要求和机床的切削力限制，调整刀具的伸出长度，以保证切削力和切削稳定性。
4.定期清洁和更换刀具：刀具在使用过程中会受到切削力和磨损的影响，导致刀具的切削效果下降。
定期清洁和更换刀具，可以保持刀具的锋利和加工质量。
此外，清洁刀具连接部位的孔槽、切削液通道和切削液喷嘴，以避免切削液堵塞和影响切削效果。
其次，校准技巧是确保数控机床加工精度的关键步骤。
以下是一些常见的校准技巧：1.定期检查和调整机床坐标系：机床坐标系的误差对加工精度有直接影响。
定期使用测量工具（如平行度尺、角尺等）检查和调整机床坐标系误差，确保机床坐标系的准确性。
2.校准工具传感器：数控机床中的传感器使用范围广泛，包括液位、温度和压力传感器等。
定期使用标准仪器对这些传感器进行校准，以确保其测量结果的准确性。
3.调整刀具补偿参数：数控机床加工中心通常会使用刀具补偿参数来补偿刀具和工件的尺寸误差。
根据实际加工情况，对刀具补偿参数进行调整，以确保加工尺寸的准确性。
4.定期维护和保养：数控机床加工中心的各个部件都需要定期的维护和保养，以确保机床的工作精度和寿命。
包括清洁和润滑液确保导轨、滑块和滑动面的顺畅运动，以及更换磨损的零部件。
刀库调试指导书
换刀避让 Y 轴坐标 换刀避让 Z 轴坐标 换刀避让 IV 轴坐标 换刀避让 V 轴坐标 换刀操作抬刀点坐标
刀库控制类型 刀库控制刀数 刀库当前刀号 刀库设定刀号
换刀避让位置 Y 轴机床 坐标设置； 对于机床主轴平行 Y 轴 该参数为换刀位置； 换刀避让位置 Z 轴机床 坐标设置； 对于机床主轴平行 Z 轴 该参数为换刀位置； 换刀避让位置 IV 轴机床 坐标设置。对于三轴系 统该参数无效。 换刀避让位置 V 轴机床 坐标设置。对于三轴系 统该参数无效。 对于机床主轴平行 X 轴 设置 X 轴机床坐标； 对于机床主轴平行 Y 轴 设置 Y 轴机床坐标； 对于机床主轴平行 Z 轴 设置 Z 轴机床坐标； 0：刀库控制无效 1：斗笠刀库控制 2：圆盘刀库控制 根据刀库的工位数量设 置 根据主轴上装夹的刀具 号设置 序号对应刀库工位号； 对于斗笠刀库，该参数 设置 1 表示该工位存有 刀具；0 该工位没有刀 具； 对于圆盘刀库，该参数 设置 n（1≤n≤刀库控制刀 数）表示该工位存有 n 号刀具；0 该工位没有刀 具；
刀库控制参数：系统运行防护门打开功能
刀库控制参数：安全门打开检测
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刀库调试指导书---加工中心研发组编
刀库控制参数：安全门打开电平设置
刀库控制参数：换刀避让位置、抬刀点位置
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刀库调试指导书---加工中心研发组编
刀库控制参数：刀库参数（控制类型、控制刀数、当前刀号、设定刀号）
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刀库调试指导书---加工中心研发组编
S 轴反馈编码器每转脉 冲数
圆盘刀库加工中心调试说明
郝经理要求：1，增加限位点数分开2，增加螺补测量方法3，修改字体4，增加G41、G42、G43、G44的使用方法圆盘刀库调试说明大纲一，准备工作工具：万用表、十字螺丝刀、一字螺丝刀，资料：K1000M/4M说明书、进给轴驱动器说明书SD200-30或SD100、主轴驱动器说明书(ZD100或ZD100B)、PLC接线表及刀库调试说明、刀库说明书、一，信号线和NC电缆的接线1,确定各输入输出的信号线及各信号的意义标准型圆盘加工中心系统需连接一下信号（以下只列出需接的信号线）：X0.5: X轴回零开关的减速输入信号（X轴的回零减速开关信号）X0.4: 4轴分度头输入信号(使用第四轴时)X0.3: 松拉刀开关信号（主轴侧打刀缸的开关控制信号）X0.1:X0.0:X1.6: +YX1.5: Y轴减速输入信号（Y轴的回零减速开关信号）X1.4: -YX1.4: +ZX1.2: 主轴定位完成输入信号（主轴驱动器定向完成后给系统的完成信号）X1.1: 转台松开输入信号（第四轴使用分度头时放松转台）X1.0: 转台夹紧输入信号（第四轴使用分度头时加紧转台）X2.7: 主轴报警信号输入（检测主轴报警的信号）X2.6: -ZX2.5: Z轴减速输入信号（Z轴回零的减速开关信号）X3.6: 紧刀到位信号(主轴内紧刀到位信号)X3.5: 4轴减速输入信号（第四轴的回零减速信号）X3.3：ESP 急停（附加面板）X3.2: 暂停（附加面板）X3.1: 启动按钮（附加面板）X3.0: 程序开关（使用外部的程序开关）X100.0 数刀信号（刀库上的计数信号）X100.1 倒刀磁开关信号（刀套倒下和水平面平行时的位置检测信号）X100.2 回刀磁开关信号（刀套倒下和水平面垂直时的位置检测信号）X100.3 扣刀确认信号X100.4 原点确认信号X100.5 马达停止信号X100.6 打刀极限开关信号（松刀到位信号）X101.0 零位信号(刀库的零位信号正常最好接通，防止刀库出现乱刀现象时恢复刀库正常状态 )X101.1 手动刀库正转信号（可在外部增加开关单独控制刀库的正转方便在调试时使用）X101.2 手动刀库反转信号（可在外部增加开关单独控制刀库的反转方便在调试时使用）X101.3 刀库确认信号输出信号诊断表Y0.6: 红色报警灯的信号输出Y0.4: 润滑油开（如用系统控制油泵时可用该信号进行控制，如不用系统控制时可不接）Y0.3: 冷却液开输出（控制水泵开关的控制信号）Y0.1: 主轴反转Y0.0: 主轴正转Y1.7: 加工完成黄色灯信号的输出Y1.6: 模拟主轴输出指示Y1.4: 润滑油关脉冲输出Y1.1: 转台放松输出信号Y1.0: 转台夹紧输出信号Y2.7: 松刀输出信号Y2.6: 分度头气动放松输出Y2.3: 主轴定向输出Y2.1: 模拟主轴高档输出Y2.0: 模拟主轴低档输出Y100.0 刀盘正转Y100.1 刀盘反转Y100.2 倒刀（刀套倒下垂直水平面）Y100.3 回刀（刀套回位平行水平面）Y100.4 拉刀（紧刀输出信号）Y100.5 手臂马达动作（机械手动作的控制信号）Y100.6 模式切换输出（使主轴驱动器进入位置控制方式信号）2，NC电缆的连接根据系统侧背面的插头编号和电缆编号连接NC、主轴驱动器、进给轴驱动、主轴电机、进给轴电机之间的电缆。
加工中心刀库调试方法
---- 辦晶wVr# --------加工中心刀库调试方法前言：我司常用的加工中心的刀库分为两大类： 斗笠刀库常用的两种：1、气动式；2、电动式刀臂检测没有问题后，再把 三段式校刀器 A 件、B 件分别装在主轴和刀臂上，用 位置。
三段式校刀器A 件B 件C 件1、圆盘刀库, 也叫刀臂式刀库；2、斗笠刀库。
刀库圆盘刀库气动式 斗笠刀库电动式、圆盘刀库的调试1、检查刀臂的平直度将百分表固定在主轴上，检测刀臂两端是否平直, 如果不平直则必须校正或通知刀库厂家处理。
（平直度在0.10mm C 件的松紧度作为参照来调整刀库2、大体校正刀库位置将刀臂摆到扣刀位置（即在主轴下面，注意观察位置是否已经到位：刀臂将有一段时间保持固定不动，就可以确认已到达扣刀位置），大体校正刀臂和主轴中心孔的位置。
3、调整刀库的水平度把百分表固定在工作台上，通过支架和刀库的调整块来校正刀臂前后、左右的水平度（水平度在0.15mm以内）4、准确校正刀库位置准确校正校正好刀臂和主轴中心孔的位置标准的位置应当是，C件可以轻松通过E件而进入A件的内孔。
注意：刀臂位置相对主轴要往前0.1mm-0.2mm，坚决不能往后，否则换刀时刀臂容易将主轴打坏。
5、再检查刀库水平度校正好刀臂和主轴中心孔的位置后，再检查刀臂前后、左右的水平度。
若水平度超差，则需要重新校正，如此重复第3和第4步，直到符合要求（水平度在0.15mm以内）。
6、检查刀盘电机和刀臂电机的旋转方向检查刀盘和刀臂的旋转方向是否正确。
刀盘正转正确的方向应当是刀套号在递增；刀臂正确的旋转方向应当是刀臂的缺口往前走（注意：刀臂没有反转）。
刀臂的正确旋转方向刀盘正转8检查刀套信号 用手按动刀套上下的电磁阀，检查刀套上检测到位、下检测到位的信号是否正确。
三菱系统：X20A （刀套上到位检测信号），X209 （刀套下到位检查信号） 发那科系统：X8.5 （刀套上到位检测信号），X8.6 （刀套下到位检查信号）9、检查刀臂信号用扳手旋转刀臂电机尾端，检查刀臂刹车信号、扣刀信号是否正确。
加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试
加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：ﻩ加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试一、实训目的( 1 )了解加工中心的各种刀库形式;( 2 ）了解机械手换刀的基本动作组成；（ 3 )掌握加工中心自动换刀程序的编写与调试运行;二、预习要求认真阅读加工中心组成、换刀装置、自动换刀程序的编写等章节内容。
三、实训理论基础1 .加工中心的刀库形式加工中心刀库的形式很多,结构各异。
常用的刀库有鼓轮式和链式刀库两种。
图 11－１鼓轮式刀库（ a )径向取刀形式（ b ）轴向取刀形式 ( c ）径向布置形式（ d ）角度布置形式鼓轮式刀库结构简单,紧凑，应用较多。
一般存放刀具不超过３2 把。
见图 11-１。
径向取刀形式( a )多用于使用斗笠式刀库的立式加工中心和使用角度布置的机械手换刀装置的加工中心;形式( b ）应用比较广泛,可用于立式和卧式加工中心，换刀可用机械手或直接主轴移动式换刀。
由于从布局设计方面的考虑，鼓轮式刀库一般都采用侧向安装的结构形式，若用于机械手平行布置的加工中心时，刀库中的刀袋(座）通常在换刀工作位可作９0 o 翻转。
形式( c ）多用于小型钻削中心;形式( d ）一般用于专用加工中心。
链式刀库多为轴向取刀，适于要求刀库容量较大的加工中心。
见图１１-2 。
图 1１－2 链式刀库2 .自动换刀装置及其动作分解斗笠式刀库换刀装置我们已经在实训 4 中接触过，在此就不再赘述。
对于刀库侧向布置、机械手平行布置的加工中心,其换刀动作分解见图１1-３。
换刀时，Tｘｘ指令的选刀动作和Ｍ６指令的换刀动作可分开使用。
图 1１-３平行布置机械手的换刀过程图1１-4 角度布置机械手的换刀过程对于刀库侧向布置、机械手角度布置的加工中心，其换刀动作分解见图 11-4 。
机械手换刀装置的自动换刀动作如下:（1)主轴端: 主轴箱回到最高处( Z 坐标零点)，同时实现“主轴准停”。
加工中心刀库控制与管理
1. 制造成本低。主要部件是刀库体及分度盘，只要这两样零件加工精度得
到保证即可，运动部件中刀库的分度使用的是非常经典的“马氏机构”，前后、
上下运动主要选用气缸。装配调整比较方便，维护简单。一般机床制造厂家都
能自制。
2. 每次机床开机后刀库必须“回零”，刀库在旋转时，只要挡板靠近（距
离为0.3mm左右）无触点开关，数控系统就默认为1号刀。并以此为计数基准，
10
整理课件
图a.自动换刀过程示意图例
图b.自动换刀过程详解图例
11
整理课件
刀套结构示意图
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整理课件
JCS-018A上使用的换刀机械手为回转式 单臂双手机械手，其动作全部由液压驱 动。如图所示，主要由以下部件构成： 驱动装置 分别是机械手回转75°的液 压缸18，用于拔刀、装刀的液压缸15， 交换刀具的（机械手旋转180°）液压缸 20。 传动装置 齿轮4、11，齿条17、19，连 接盘5，传动盘10，机械手臂轴16。其中 只有传动盘与轴16为花键连接，并能随 轴16上下移动，能够直接随轴16旋转， 其余的齿轮或连接盘必须借助于传动盘 才能够旋转。 行程控制装置 包括挡环2、6、12，行 程开关1、3、7、9、13、14。 执行机构 机械手21
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整理课件
选刀和换刀原理补充
JCS-018A加工中心采用卧式圆盘刀库，软件选刀，由机械手实现换刀。
JCS-018A的主轴通过端面键带动刀具旋转，采用电气式主轴准停装置，通过 压缩空气对装刀位置进行吹扫。
圆盘式刀库应该称之为固定地址换刀刀库，即每个刀位上都有编号，一般从 1编到12、18、20、24等，即为刀号地址。操作者把一把刀具安装进某一刀位后， 不管该刀具更换多少次，总是在该刀位内。
加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试
加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试加工中心是一种用于在机械制造业中进行高精度、高效率切削加工的设备。
在加工中心中，刀具是起到关键作用的工具，因此刀具的选择和使用十分重要。
为了提高生产效率，减少人力成本，加工中心通常配备有刀库和自动换刀程序。
刀库是用于存放和组织各种刀具的设备，可以是一个简单的工具车，也可以是一个复杂的机械自动刀库。
刀库的形式直接影响到刀具的快速更换和选择的便捷性。
刀库的形式通常有以下几种：1.手动刀库：这是一种简单的刀具存放方式，操作人员需要手动将刀具放入和取出刀库。
这种方式比较容易实现，但是效率较低，不适合高产量的生产。
2.机械式刀库：这是一种半自动的刀具存放方式，刀具的放入和取出通过机械装置来实现。
操作人员只需按下相应的按钮或操作面板上的控制按钮，机械装置就会按照预定的程序进行刀具的换取。
这种方式相对于手动刀库来说效率更高，但仍然需要操作人员的参与。
3.自动式刀库：这是一种完全自动的刀具存放方式，刀具的放入和取出由机械装置自动完成。
机械装置按照预定程序自动和选择需要的刀具，并将其取出并装入主轴。
这种方式适用于高产量、高频率的生产，减少了人工干预的时间和机会。
刀库形式的选择取决于生产的具体要求和预算，需要根据实际情况进行选择。
自动换刀程序是用于控制刀具换取的程序，其目的是实现对刀具的快速且精确的换取。
自动换刀程序的调试主要包括以下几个步骤：1.刀具测量：在自动换刀程序调试之前，需要进行刀具的测量，包括刀具长度、半径等参数的测量，以确保程序的准确性。
刀具测量可以使用专门的刀具测量仪进行，也可以使用机床自带的刀具测量功能进行。
2.建立工件坐标系：在自动换刀程序中，需要指定刀具在切削时的位置，而刀具的位置是相对于工件坐标系来确定的。
因此，在调试自动换刀程序之前，需要先建立工件坐标系，并确定刀具换取位置的坐标。
3.轨迹规划：自动换刀程序需要通过规划刀具换取的轨迹来实现换取操作。
轨迹规划的目标是确保刀具在换取过程中的安全性和准确性。
加工中心刀库定位控制研究
就 发 出 起 动 刀 库 运 转 的 命令 ，于 是 刀 库 就 在 Ｃ Ｃ控 制 下 运 Ｎ 转 到 指 定 位 置 。运 转 到 位 后 ，Ｎ Ｃ通 知 Ｐ Ｃ 运 转 到 位 ， 这 Ｌ
但 是 该类 型 刀 库 随着使用 时 间 的推移 个 刀 位 之 间 的 间 隙量 ) 也 在 不 断 变 化
。
，
其变形量 (即
无 法 采 用 电气
，
整个 刀 库转动起来惯 性 很 大
，
国 内外 许 多 数 控 机 床 厂 家 解
。
，
决此 问题 是用 电气控制进 行 精 定位 库进 行 精 定位 的控 制线路 板
，
它是采用
一
套控制刀
补偿 的办法 来解 决
而且
。
，
这种刀 库定位控制复杂
，
不利
通 过 对 刀 库上 的二 个 精定位
，
于 小批 量 生 产等情 况 宜
，
因此
有必要寻找
，
一
个经 济上 便
感 应 开 关 传 回 的模 拟 量 进 行 比较
机 正 转或反 转
，
用 其差 值来控 制刀 库 电
。
质量 上 可 靠
。
输பைடு நூலகம்
CNC 运
转刀 库
，
从 而 达 到 刀 库精确 定 位
，
该模拟输入 板可
。
出 比较结 果 先达 到正 最 大值
，
则 刀 库 链 正 向转 动
；
输出比
选 用 西 门子 公 司 批 量 产 品
保证 性 能稳 定 可 靠
P L C 和 CN C 之
只要 编制
，
较结果先达 到负最 大值
加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试
加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试一、实训目的( 1 )了解加工中心的各种刀库形式;( 2 )了解机械手换刀的基本动作组成;( 3 )掌握加工中心自动换刀程序的编写与调试运行;二、预习要求认真阅读加工中心组成、换刀装置、自动换刀程序的编写等章节内容。
三、实训理论基础1 (加工中心的刀库形式加工中心刀库的形式很多，结构各异。
常用的刀库有鼓轮式和链式刀库两种。
图 11-1 鼓轮式刀库( a )径向取刀形式 ( b )轴向取刀形式 ( c )径向布置形式 ( d )角度布置形式鼓轮式刀库结构简单，紧凑，应用较多。
一般存放刀具不超过 32 把。
见图11-1 。
径向取刀形式( a )多用于使用斗笠式刀库的立式加工中心和使用角度布置的机械手换刀装置的加工中心;形式( b )应用比较广泛，可用于立式和卧式加工中心，换刀可用机械手或直接主轴移动式换刀。
由于从布局设计方面的考虑，鼓轮式刀库一般都采用侧向安装的结构形式，若用于机械手平行布置的加工中心时，刀库中的刀袋(座)通常在换刀工作位可作 90 o 翻转。
形式( c )多用于小型钻削中心;形式( d )一般用于专用加工中心。
链式刀库多为轴向取刀，适于要求刀库容量较大的加工中心。
见图 11-2 。
图 11-2 链式刀库2 (自动换刀装置及其动作分解斗笠式刀库换刀装置我们已经在实训 4 中接触过，在此就不再赘述。
对于刀库侧向布置、机械手平行布置的加工中心，其换刀动作分解见图 11-3 。
换刀时， Txx 指令的选刀动作和 M6 指令的换刀动作可分开使用。
图 11-3 平行布置机械手的换刀过程图 11-4 角度布置机械手的换刀过程对于刀库侧向布置、机械手角度布置的加工中心，其换刀动作分解见图 11-4 。
机械手换刀装置的自动换刀动作如下:( 1)主轴端: 主轴箱回到最高处( Z 坐标零点)，同时实现“主轴准停”。
即主轴停止回转并准确停止在一个固定不变的角度方位上，保证主轴端面的键也在一个固定的方位，使刀柄上的键槽能恰好对正端面键。
02立式加工中心机 [刀库] 动作调整方法2008.05.10
![02立式加工中心机 [刀库] 动作调整方法2008.05.10](https://img.taocdn.com/s3/m/7694dc1bbd64783e09122b6d.png)
主軸定位測試：調整主軸角度配合刀庫刀庫回轉角度，調整主軸定位角度。
★以人工手動手搖刀臂，使其刀臂轉向主軸 處，如左圖所示。
退刀動作測試。
★退刀測試:當手按退刀按扭時，退刀量應為0.5mm左右即可，用百分錶來量測，如左圖所示。
主軸定位及刀臂正反轉測試：★ 先做[主軸定向]定位及參數1241的第二參考點調設完成再做刀臂正反轉測試。
畫面，如左圖畫面。
再按壓螢幕下方的「PMCPRM」軟體鍵進入下位塊的位置求得最佳的定位角度數值，再將其值設為參數4077的定位角度值即得。
註：1.當設定K值,將K15.6的設為“1”時若出現警訊「1308 ATC ARM PowerACTiving 」此時先不管它，先用手輸模式(HANDLE)，按起動及停止執行刀臂正反轉運行。
2.刀臂回轉定位處為，使刀臂回轉到原位時，在刀庫內的第三只近接開關為“ON”時(即X5.4)。
下方的「PMC」軟體鍵進入左圖畫面。
(6)按螢幕下方的(G.DATA)軟體鍵進入左圖書面，依電氣圖資料的D值資料及C值資料依表將各值設定完成，如下頁畫面所示。
★ 刀庫刀套(號)的D值則依數據表輸入D0004，D0005-D0028，如左圖所示。
按鍵。
0 。
註：一.換刀的動刀作流程：刀套下翻 主軸定向(Z軸) 刀臂回轉到扣刀位置(75°) 主軸鬆刀 刀臂下拉轉180° 刀臂上拉 主軸夾刀 刀臂回轉到原位(0°) 刀套上翻 主軸定向(Z軸)解除。
二. 換刀的程序編程注意事項：呼叫1號刀具號應寫：M6T1 即M6代碼須先寫再寫刀號。
而不要寫為：T1M6否則可能造成亂刀。
11。
加工中心刀库自动换刀的控制
#" 镗刀杆! $" 镗刀! (" 上下调整螺钉 ’" 两侧调整螺钉
图! #
此刀具的特点：可用于组合机床或其他机械加工机 床，结构紧凑，制造简单，使用灵活。效率高，且在刀 具磨损后可调整继续使用，有效延长刀具寿命，减小机 床夹具调整时间。
（ 收稿日期：$&&5&$#5 ）
############################################
冷加工
! " " # 年 第 $% 期 # !" ! ! !" " # $ % & ’ & ( )" $ * "" $ ’
刀! ! 具
!"##$%& ’(()*
（ # ） 刀套垂直到位，发出到位信号，主轴定向给出 位置到达确认信号。 （ $ ） 机械手从原始位置起动，旋转 %&’ 到达机械手 夹刀位置。 （ ( ） 机械手抠刀到位发出停止信号，把刀具从主轴 和刀套中取出，机械手电动机停止。 （ ) ） 抠刀确认及刀具松开给出到位信号。 （ * ） 刀具夹放松完毕，起动机械手旋转 +*&’ ，到达 刀具更换位置。 （ % ） 机械手电动机停止信号使机械手电动机停止。 （ +& ） 装刀确认及刀具夹紧给出到位信号。 （ ++ ） 机械手电动机起动，使机械手回到原始位置。 （ +, ） 机械手电动机停止信号，使机械手电动机停 止。 （ +- ） 机械手原始位置开关发信号。 （ +# ） 控制刀套翻转 （ 水平） 的电磁气阀得电。 +$ ） 刀套翻 转 处 于 水 平 位 置 的 接 近 开 关 发 信 号 （ （ 刀库换刀动作完成） 。 刀库及机械手的动作可以由 ./ 来控制，也可以由 01/ 来控制，由于该刀库选用的普通的 三 相 异 步 电 动 机，故采用 01/ 来控制刀库及机械手的动作。由于该机 床数 控 系 统 为 *#&23 456789:;7， 它 内 部 集 成 了 <) — -+$ —,20 的 01/ 系统，为 01/ 编程控制刀库和机械手 的动作提供了方便。01/ 程序设计采用了模块化、参数 化和标准化的编程方法，按控制功能将程序块分成不同 的功能块，利用程序块形式的参数编程特点，将控制功 能程序标准化。程序结构如图 - 所示。
加工中心的调试与验收
加工中心的调试与验收一．加工中心的调试机床调试的目的是考核机床安装是否稳固，各传动、操纵、控制等系统是否正常和灵敏可靠。
调试试运行工作依以下步骤进行：◆按说明书的要求给个润滑点加油，给液压油箱灌入合乎要求的液压油，接通气源。
◆通电，各部件分别供电或各部件一次通电试验后，再全面供电。
观察各部件有无报警、手动各部件观察是否正常，各安全装置是否起作用。
即使机床的各个环节都能操作和运动起来。
◆灌浆，机床初步运转后，粗调机床的几何精度，调整经过拆装的主要运动部件和主机的相对位置。
将机械手、刀库、交换工作台、位置找正等。
这些工作做好后，即可用快干水泥灌死主机和各附件的地脚螺栓，将各地脚螺栓预留孔灌平。
◆调试，准备好各种检测工具，如精密水平仪、标准方尺、平行方管等。
◆精调机床的水平，使机床的几何精度达到允许误差的范围内，采用多点垫支撑，在自由状态下将床身调成水平，保证床身调整后的稳定性。
◆用手动操纵方式调整机械手相对于主轴的位置，使用调整心棒。
安装最大重量刀柄时，要进行多次刀库到主轴位置的自动交换，做到准确无误，不撞击。
◆将工作台运动到交换位置，调整托盘站与交换工作台的相对位置，达到工作台自动交换动作平稳，并安装工作台最大负载，进行多次交换。
◆检查数控系统和可编程控制器PLC装置的设定参数是否符合随机资料中的规定数据，然后试验各主要操作功能、安全措施、常用指令的执行情况等。
◆检查附件的工作状况，如机床的照明、冷却防护罩、各种护板等。
一台加工中心安装调试完毕后，由于其功能繁多，在安装后，可在一定负载下经过长时间的自动运行，比较全面的检查机床的功能是否齐全和稳定。
运行的时间可每天8小时连续运行2到3天或每24小时连续运行1到2天。
连续运行可运用考机程序。
二．加工中心的验收加工中心的验收是一项复杂的检测技术工作。
它包括对机床的机、电、液、气各部分的综合性能检测及机床静、动态精度的检测。
在我国有专门的机构，即国家机床产品质量检测中心。
加工中心刀库调试方法
加工中心刀库调试方法前言：我司常用的加工中心的刀库分为两大类：1、圆盘刀库，也叫刀臂式刀库；2、斗笠刀库。
斗笠刀库常用的两种：1、气动式；2、电动式一、圆盘刀库的调试1、检查刀臂的平直度将百分表固定在主轴上，检测刀臂两端是否平直，如果不平直则必须校正或通知刀库厂家处理。
（平直度在0.10mm 以内）。
刀臂检测没有问题后，再把三段式校刀器A 件、B 件分别装在主轴和刀臂上，用C 件的松紧度作为参照来调整刀库位置。
2、大体校正刀库位置将刀臂摆到扣刀位置（即在主轴下面，注意观察位置是否已经到位：刀臂将有一段时间保持固定不动，就可以确认已到达扣刀位置），大体校正刀臂和主轴中心孔的位置。
3、调整刀库的水平度把百分表固定在工作台上，通过支架和刀库的调整块来校正刀臂前后、左右的水平度（水平度在0.15mm以内）如果左右水平度超差，可以用铜箔垫在刀库支架底部来调整。
4、准确校正刀库位置准确校正校正好刀臂和主轴中心孔的位置标准的位置应当是，Ｃ件可以轻松通过Ｂ件而进入Ａ件的内孔。
注意：刀臂位置相对主轴要往前0.1mm-0.2mm，坚决不能往后，否则换刀时刀臂容易将主轴打坏。
5、再检查刀库水平度校正好刀臂和主轴中心孔的位置后，再检查刀臂前后、左右的水平度。
若水平度超差，则需要重新校正，如此重复第3和第4步，直到符合要求（水平度在0.15mm以内）。
6、检查刀盘电机和刀臂电机的旋转方向检查刀盘和刀臂的旋转方向是否正确。
刀盘正转正确的方向应当是刀套号在递增；刀臂正确的旋转方向应当是刀臂的缺口往前走（注意：刀臂没有反转）。
8、检查刀套信号用手按动刀套上下的电磁阀，检查刀套上检测到位、下检测到位的信号是否正确。
三菱系统： X20A （刀套上到位检测信号），X209（刀套下到位检查信号） 发那科系统：X8.5（刀套上到位检测信号），X8.6（刀套下到位检查信号）9、检查刀臂信号用扳手旋转刀臂电机尾端，检查刀臂刹车信号、扣刀信号是否正确。
加工中心刀库控制与调试方法研究
加工中心刀库控制与调试方法研究李继中【摘要】加工中心刀库控制与调试是实现加工中心控制功能的难点.加工中心刀库控制功能的实现方法一般有2种,一种是通过调用宏程序与数控系统变量及参数设置、PLC/PMC控制程序相结合的实现方法;另一种完全由PLC/PMC编程控制.本文以深圳职业技术学院数控技术专业自行开发的加工中心实训设备为例,介绍了调用宏程序实现自动换刀的刀库控制与调试方法,并给出了宏程序的编制思路与参考程序、相关参数的设置、刀库控制及调试的方法与注意事项,并对2种实现方法的优缺点进行了比较.【期刊名称】《深圳职业技术学院学报》【年(卷),期】2011(010)003【总页数】7页(P7-13)【关键词】加工中心;刀库控制;数控系统;可编程控制器/可编程机床控制器;宏程序;调试【作者】李继中【作者单位】深圳职业技术学院,广东深圳518055【正文语种】中文【中图分类】TG659加工中心是实现高效数控加工的基础，也是柔性制造系统（FMS）和无人工厂或车间的基本组成单元.加工中心控制功能的实现与调试难点是刀库的控制与调试.加工中心的刀库形式有盘式（或称为“斗笠”式）刀库与刀袋式刀库等2种结构形式，但刀库控制功能的实现及其调试方法相同.下面以FANUC 0i-MC控制系统立式加工中心盘式刀库控制功能的实现与调试为例，介绍加工中心刀库控制与调试的方法[1]，该方法已应用于深圳职业技术学院数控技术专业自行开发的加工中心实训设备的调试中，该设计思路也适用于刀袋式刀库的控制与调试.刀库控制功能的实施方法主要有2种，一种是全部通过PLC/PMC编程实现，另一种是通过调用宏程序与PLC/PMC编程、系统参数相结合的实现方式.文章主要介绍调用宏程序与可编程逻辑控制器（PLC）/（PMC-可编程机床控制器）编程、系统参数相结合的实现方法.1 刀库控制需求图1 盘式刀库刀盘、主轴、换刀准备及换刀等位置间的相互关系立式加工中心盘式刀库换刀过程中，刀盘、主轴、换刀准备及换刀等位置的相互关系如图1所示.刀库的控制分为手动控制和程序自动控制两种方式.手动控制主要用于刀库的安装与调试或维护等，主要有刀库手动回零、手动选刀及单段辅助控制指令（M指令）操作等；程序自动控制主要用于生产中的自动换刀控制.自动换刀控制过程如图2所示.深圳职业技术学院数控技术专业某加工中心的刀库电气控制如图3所示.图2 自动换刀控制过程图3 某加工中心刀库电气控制关系2 宏程序的编程思路宏程序的编制思路与步骤如下：（1）保存数控系统的编程状态：尺寸单位的公/英制状态、进给量是绝对值编程还是增量值编程，宏程序中采用增量值编程；（2）主轴初始化：主轴停转后，移至换刀点；主轴准停；读主轴刀号；（3）比较主轴刀号与刀库刀号是否相等：必须保证主轴刀号等于刀库刀号；（4）判断主轴上是否有刀：若无刀，直接换所需刀号，若有刀则进入下一步；（5）判断主轴刀号是否为所需换刀刀号：若是，结束换刀，若不是则进入下一步；（6）所需换刀刀号是否大于刀库刀号：若是，则报警退出；若不是则进入下一步；（7）判断所需换刀刀号是否为零号：若是，同报警退出；若不是则进入下一步；（8）刀库推出，主轴还刀，刀库选刀，主轴抓刀，刀库退回；（9）换刀结束，并恢复系统的编程状态（主程序模态），返回主程序；自动换刀所调用的宏程序的编程思路如图4所示.图4 自动换刀宏程序的编制思路3 实现宏程序调用的系统变量及参数设置以数控技术专业开发的FANUC0i-MC控制系统加工中心实训设备为例说明.1）输入信号变量（G54.0～G54.2）[2]740～741为了实现宏程序与PMC（梯形图程序）间的跳转控制，使用系统的3个输入信号作为刀号判别.具体内空如表1所示.表中G54.0，G54.1，G54.2是0还是1由PMC的梯形图程序的运行结果决定[3-4]（梯形图程序可参见参考文献[1]光盘中附录9的程序），其结果在宏程序中调用（参见附录：宏程序例）.2）报警变量在判别刀号时可能出现错误，需要报警，必须通过宏程序实现，FANUC 0iC系统的“#3000”变量用于宏程序报警[3]310，可显示报警号和报警信息.使用格式为：报警号为变量“#3000”的值（0～200）加上3000；报警信息为其表达式后指定的报警信息（不超过 26个字符）.例如“#3000=1（TOOL NOT FOUND）”对应屏幕上的显示为“3001 TOOL NOT FOUND”（参见附录：宏程序例）.3）系统模态信息变量（#4003，#4006）[5]313由于宏程序中使用增量编程，在执行宏程序前必须保护主程序的系统模态，在执行完成宏程序后必须恢复主程序的系统模态，因此需用到系统模态信息变量.主程序中的系统模态主要有公/英编程和绝对值/增量值编程模态，对应的系统变量为“#4003”（对应系统当前所处的编程坐标模态值G90/G91）和“#4006”（对应系统当前所用的编程单位系统G20（英制）/G21（公制）.4）宏程序调用及刀库相关系统参数[6][2]742-746用“M06”调用宏程序实现刀库的自动换刀控制所涉及到的有关参数如下表2所示.表1 调用宏程序实现换刀所用的输入信号变量PMC→NC的信号输入信号变量名系统变量名变量值对应的意义G54.0 UI000 #1000 “1”表示编程刀号大于等于刀库容量G54.1 UI001 #1001 “1”表示主轴刀号等于编程刀号（T码值）G54.2 UI002 #1002 “1”表示编程刀号为0表2 用M06调用宏程序O9023实现换刀控制的有关参数及其设置参数号（PRM#）意义设置值说明6083 用M指令调用宏程序O9023 6 指定M06调用宏程序O9023 4031 设置主轴准停位置数据主轴准停位置数据保存主轴准停的位置数据4077 设置主轴准停时位置偏移量准停时的偏移值保存主轴准停时的位置偏移值4038 设置主轴进行准停的转速准停过程中主轴转速保存主轴准停过程中转速1241 设置换刀点位置数据换刀点位置数据保存主轴换刀点的位置数据4000.0 设定主轴与电机的旋转方向 0/1 使用主轴内置编码器时，0表示主轴与电机旋转方向相同4002 4002.3 0 4002.2 0 4002.1 0表示使用主轴位置编码器作为位置反馈4002.0 1 4015.0 定向是否有效 1 设为“1”表示定向有效4010.2 0 4010.1 0 4010对应设置为“0、0、1”时表示使用内置位置编码器4010.0 14056～4059 设置主轴与主轴电机间的传动比 0 全为0表示主轴与主轴电机间的传动比为1：1 3202.4 设置宏程序禁止编辑 1 设为“1”时表示保护宏程序O9000～9999被编辑4 刀库控制的设计与调试4.1 刀库手动回零为了避免断电停机后刀库刀号出错，加工中心一般均具有手动刀库回零功能.加工中心在进行手动刀库回零操作后，设计上必须保证主轴刀号与刀库刀号一致，避免因刀号出错而发生主轴还刀时与刀库相撞；不一致时，设计上必须具有“刀库刀号与主轴刀号不同”的报警功能，提示操机员或调试员排除此故障.4.2 手动选刀功能加工中心一般均具有刀库正转和反转手动操作功能，每按一次相应的按键，刀库向相应方向转动一个刀位，便于刀库故障排除、刀库安装调试、刀库刀号“乱码（主轴刀号与刀库刀号不一致）”故障的排除等.在编制PLC/PMC程序时，必须保证刀库正转一档时，刀库计数器加 1，当计数值达到刀库容量值时，再正转一档时，计数值为“1”；反之，刀库反转一档时，刀库计数器减 1，当计数值为1时，刀库再反转一档时，计数值为刀库容量值.在排除刀库刀号“乱码”故障时，必须保证刀库刀号存储器中的数值等于主轴刀号存储器中的数值（通过PMC的梯形图程序实现），否则，自动换刀时会出现撞刀库现象.刀库正反向转动的设计除了电气控制的硬联锁外，PLC/PMC程序中还必须设计相应的软联锁功能.4.3 保证自动换刀的效率自动换刀的效率保证了生产效率.有两种情况涉及到换刀时间，一种是主轴上没刀需换T码刀号；另一种是主轴上有刀换为T码刀号.当主轴上没刀时，宏程序或PLC/PMC程序设计上应取消还刀操作，只进行选刀与抓刀操作，以便保证换刀时间最短.当主轴上有刀时，PLC/PMC程序设计上应保证选刀时间最短，即在设计“ROT（旋转）”指令的功能时，选择就近选刀功能.4.4 刀库的功能调试刀库是一个精密装置，在刀库的安装及功能调试过程中，因功能（程序）设计不对极易损坏刀库，因此在刀库功能的调试过程中必须注意以下事项.（1）主轴准停角度的测量与设置主轴准停角度的测量与设置出现较大偏差时，在主轴还刀或取刀时容易撞坏刀库的刀位装置或主轴，因此必须保证主轴准停角度测量准确，同时保证数控系统参数（FANUC 0i系统的PRM#4031、#4077）值设置正确.（2）Z轴第二参考点位置测量与设置Z轴第二参考点即主轴换刀点位置不准确时，主轴还刀或取刀时容易将刀库或主轴撞坏，且刀库的推出或退回一般均采用气动或液压控制装置，一旦位置不准，就会发生刀库与主轴相撞的现象，若是采用机械臂换刀的刀袋式刀库，则容易将刀库和主轴打坏，因此，在测量Z轴第二参考点位置数据时，一定要测准，且数控系统对应的参数值设置一定要正确.（3）刀库选刀定位调试在刀库的安装调试时，通过手动选刀控制操作，确定刀库转动过程中的定位是否出现提前或滞后的停止位置现象，若有，必须进行调整，确保定位准确；调试相应的PLC/PMC程序时，检查正转和反转寄存器中的数值是否与设计要求相符.（4）刀库推出或退回位置检查盘式刀库在还刀或换刀过程中，刀库需要进行推出与退回动作，调试时必须保证其推出或退回位置准确.可在MDI模式下运行对应的辅助功能（M）指令，并检查位置关系及对应的“推出到位”或“退回到位”的行程开关信号，确保正确. （5）刀库推出功能调试盘式刀库的推出一般采用气动或液压控制，若刀库推出由气动控制，首先在确保PLC/PMC程序或宏程序设计正确（即保证刀库刀号与主轴刀号相同）的前提下，才能让刀库具有推出功能，然后在刀库推出期间必须保证刀库推出电磁阀保持通电，使刀库处于推出状态，否则刀库就会退回，造成刀库或主轴的损坏.刀库推出前，宏程序或PLC/PMC程序设计必须进行主轴刀号与刀库刀号是否相等的判别，若不相等时，程序设计上必须让刀库旋转，保证刀库刀号与主轴刀号相等时方可推出，否则会发生刀库与主轴相撞的事故.（6）调用宏程序换刀的全过程调试在刀库控制功能的宏程序及PLC/PMC程序功能单独调试全部正确后，最终必须验证调用宏程序换刀的全部过程，以便调试程序的全局正确性及功能的协调性.首先，保证刀库及主轴上都不装刀，在单段运行模式下执行自动换刀程序，每执行一段程序后，检查加工中心及刀库的动作与功能是否正确、位置是否到位等，确保每步对应的功能及动作、位置都正确后，再在刀库上装上刀再进行单段运行验证，若单段运行模式下的整个换刀过程都正确，最后再在MDI或AUTO模式下进行全过程的验证，若所有功能和动作都正确，且刀库及主轴都安全，则说明刀库控制功能已全部调试好.4.5 加工前检查当上述调试全部正确，且满足要求时，说明加工中心刀库的控制功能已全部实现，可以交付使用.但在交付使用后，操作中可能会发生人为错误而出现刀库与主轴相撞的事故，即主轴上有刀，刀库对应的刀位上也有刀，此时，若进行自动换刀，就会发生刀库与主轴相撞的事故，因此，在开机后，加工前，必须检查这一情况，避免该情况的发生.5 不同实现方法的比较除了调用宏程序实现加工中心的自动换刀功能外，另外一种实现方法就是全部利用PLC/PMC的指令进行编程，两者各有特点.调用宏程序实现自动换刀方法的优点是宏程序编制思路清晰、明了，对应的PLC/PMC程序简短，可读性好，扫描周期短，控制功能的调试简单，但控制功能的实现需要数控系统变量/参数设置、宏程序设计、PLC/PMC程序设计相互配合，因此，要求编程或调试员熟练掌握数控系统的参数及变量、宏程序编制、PLC/PMC程序设计等.采用PLC/PMC编程实现自动换刀功能的优点是不需熟悉数控系统的变量、参数、宏程序编制等，只需利用PLC/PMC的指令编程，但PLC/PMC的程序容量较大，程序的扫描周期较长，程序逻辑关系复杂，阅读与分析容易出错.主要是利用“COIN（一致性检测）”指令与“COMP（数值大小判别）”指令实现逻辑比较与跳转.对于PLC/PMC编程能力较强的工程技术人员比较适合采用这种方法.深圳职业技术学院数控实训室的台湾“协鸿”加工中心，其自动换刀功能的实现就是采用这种方法.附录：自行开发的加工中心实训设备所采用的宏程序（参考宏程序例），供同行参考.参考文献：[1] 李继中.数控机床调试与维修[M] （附光盘中附录9）.高等教育出版社，2009.[2]日本发那科公司.FANUC Series 0i-MODEL C/0i-Mate-MODEL C CONNECTION MANUAL—FUNCTION（B-64113EN-1）[Z].日本，FANUC Ltd，2004-06.[3] 北京发那科机电有限公司.BEIJING-FANUC PMC MODEL PA1/SA1/SA3 梯形图语言编程说明书[Z].B-61863C，BEIJING-FANUC，2001.[4] 北京发那科机电有限公司.BEIJING-FANUC PMC SA1/SB7 梯形图语言补充编程说明书（B-61863C-2/01）[Z].北京：北京发那科机电有限公司，2003.[5] 北京发那科机电有限公司.FANUC Series 0i-MC操作说明书（B-64124CM）[Z].北京：北京发那科机电有限公司，2004-07.[6] 北京发那科机电有限公司.FANUC Series 0i-MODEL C/ FANUC Series 0i Mate-MODEL C参数说明书（B-64120CM/01）[Z].北京：北京发那科机电有限公司，2004-11：137-177.。
加工中心刀库的安装与调试
与之前的文件名对应，该参数设为“Toolchange”
完成参数设置
（三）PLC程序编制
第一步：通过电磁阀动作气缸活塞推出（M21）
第二步：将刀库推至右位，右位传感器发出有效信号， 刀库按照就近原则将目标刀具旋转至换刀位。 （M23）
右位传 感器
换位电机
气缸 刀库左位传感器 刀库右位传感器
开关型霍尔传感器 永久磁铁 与换位电机同轴相连
红色棘轮与 伞状刀库同 轴相连
棘轮机构
白色主动轮 由电机驱动
实现电机每转一圈，刀库更换一个刀位
拉钉 刀柄
铣刀
松刀、 抓刀 气缸
气缸
通过主轴准停来保证主 轴上的键正好插到刀柄 的槽中，从而传递扭矩 到刀具上
PROFIBUS总线 输出端X6
PP72/48模块
PROFIBUS 电缆的准备 PCU 为PROFIBUS 的主设备，每个PROFIBUS 从设备（如PP72/48） 都有自己的总线地址，因而从设备在PROFIBUS 总线上的排列次 序是任意的。PROFIBUS 的连接请参照下图。PROFIBUS 两个终端 设备的终端电阻开关应拨至ON 位置：
开始
G500 D0 ;取消零点偏移，取消刀具补偿
M21
;气缸推出刀库
;PLC 将“读入禁止”(V32000006.1)置位，使该固定循环停止
;M功能执行完成后，PLC 将“读入禁止”复位，使该固定循环继续执行
G4F0.5 ;延时0.5秒
G91G1Z10 ;Z轴上升，还刀完成
F1000M23 ;刀库旋转寻找目标刀位
总线设备（PP72/48）在总线上的排列顺序不限。但总线设备的 总线地址不能冲突 –即总线上不允许出现两个或两个以上相同的 地址。
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关于加工中心刀库调试与控制方法研究
摘要：笔者在调试基于西门子数控系统配机械手刀库的加工中心过程中，研究开发了机械手刀库的换刀宏程序和相应的PLC程序。
本文将介绍应用西门子系统专用OEM指令开发机械手刀库换刀程序的关键技术。
关键词：加工中心刀库控制数控系统
为了在数控系统显示屏幕上能观察到刀库的运动和刀具号的变化，必须使用数控系统内置的虚拟刀库功能。
在西门子数控系统中有内置虚拟刀库的功能，该虚拟刀库可以模拟外部实际刀库的动作，其优越性是在显示屏上可以观察到刀库的正反转和各刀位内的实际刀具号，也可以观察到主轴上的刀具号以及需要更换的下一刀具号。
1、刀库调试中的问题分析
刀库的初始化初始状态为主轴刀号为0号刀，刀盘按当前刀位为1号刀顺序装刀。
必须在PLC程序中预先用开关信号做刀库初始化，设置当前位置刀号和主轴刀号。
在选刀及换刀宏程序中，必须做刀号比较判断及足够的安全保护条件。
经过仔细观察刀库的动作，发现当刀库计数接近开关的红灯熄灭时，刀库才进入刀位的正确位置。
因此必须用计数接近开关脉冲的下降沿做停止条件。
在PLC 中改用下降沿脉冲后，果然能正确定位。
也有刀库计数器是使用脉冲的上升沿做停止条件的，要根据实际情况确定。
为了保护刀库的安全工作，充分利用了西门子系统所具有的位置开关功能。
即可以通过参数在Z轴上设定位置开关，位置开关的位置区域就是Z轴的换刀点。
只有Z轴进入该位置区域，位置开关=ON，刀库才能前进卡刀。
2、西门子数控系统内置刀库的设置
2.1 刀库用特殊寄存器的功能
在使用内置刀库之前必须进行必要的设置。
西门子数控系统中规定了一些固定的文件寄存器用以表征刀库的基本性能，这些R寄存器的功能如下。
R10600：刀库基本控制参数。
bit：设定刀号长度，是T4还是T8，一般选择T4。
Bit1：设定刀库从1还是0开始计数。
控制参数寄存器R10600的定义bit3：对各刀具库的设定。
bib=0，刀库数固定设置。
即系统内同定设定有刀库3个，每个刀库内固定设定刀具数为120，刀具总数可达360。
bit3=1，可设定的刀库数=5，每一刀库内的刀具数可以任意设定。
刀具总数可达360。
R10610：每一刀库内的刀具数，也就是每一刀库内有几把刀，这是一重要参数。
R10620：主轴刀具号。
该R寄
存器存放主轴刀具号，经设置后可以在屏幕上观察到“主轴刀具号”。
R10621：设置待机刀具号。
R10603：刀具库工作画面的显示内容。
以上寄存器可以认为是一实际刀具库的参数，必须在PLC程序中予以设置。
2.2 刀库用特殊寄存器的设置
通过编制PLC程序进行刀库用特殊寄存器的设置。
经过以上设置后，在刀库工作画面就可以观察到一刀具库，特别是每一刀位内的刀具号，而且在内置刀库内是以同定的R寄存器存放每一刀号。
在西门子数控系统中，以R10700～R10779代表每一刀位，而其中的数据就是刀具号。
一般设置指针= l，以R10700为换刀位置。
以20把刀的刀库为例，R10700～R10719为1-20号刀位，R10700为换刀位置。
对于机械手刀库而言，R10700～R10779代表刀库的固定刀位，所以R10700内的数据就是换刀所需要的数据，即换刀点位置刀具号。
3、换刀专用指令的使用
在对西门子数控系统内置刀库设置完毕后，为了动态的模拟实际刀库的换刀动作，西门子数控系统还提供了专用的换刀指令，正确的使用该指令，可以大大简化PLC程序对换刀过程的处理。
如果使用常规的PLC指令编程可能很复杂，而且还不能在屏幕上观察到刀库的运动和各刀套中的实际刀具。
在换刀程序中必须使用专用的换刀指令如下：刀具号设定指令，刀盘正反转指令，就近选刀指令，主轴刀具与刀库内刀具交换指令。
3.1 刀盘正反转指令
刀盘正反转指令模拟了实际刀盘的正反转。
该指令一般由刀库内计数器的正反转脉冲所驱动，这样在屏幕上可以观察到刀盘的正反转。
当刀盘正转脉冲或反转脉冲驱动上述指令后，在显示屏幕上可观察到各刀位内R10700～R10719内的数据做环形移动，就相当于住进了环形客房的客人全体顺时针或逆时针移动。
一般设定指针为0，即采用R10700为换刀点，R10700的数值就表示了换刀位置中的刀具号。
使用该指令的主要目的就是要获得在换刀位置的刀具号。
3.2 就近选刀
即按最短的行程旋转刀盘。
在编制PLC程序时，核心就是选刀，即发一个选刀指令，驱动刀库正向或反向旋转，直到换刀位置刀号与所选刀号相等，才使刀盘停止旋转，执行后续的换刀动作。
可以使用OEM专用指令中的1号搜索指令，先搜索出目标刀号在刀库环形坐标系中的位置，再根据其位置判断正反转方向。
起动该指令后，其搜索出的数据是目标刀具在刀库中环形坐标系中的位置。
4、换刀宏程序及PLC程序的编制方法
换刀程序的编制有两种类型：其一是全部动作由PLC程序控制，其二是换刀动作的顺序部分由宏程序编制，而单步的动作由PLC程序编制。
由于宏程序的编程简单，特别是可以方便地进行条件判断，改变程序的流程，分析和调试程序也方便，所以使用宏程序方式编制换刀程序是简便易行的方法。
机械手刀库的换刀可以分解为两部分，第1为选刀，第2为换刀。
在实际加工过程中，可先发出选刀指令完成选刀，在需要换刀的工步再行执行换刀，这样可以节约换刀时间。
这也是机械手刀库的优越性之一。
因此在编制机械手刀库宏程序时可编制两个宏程序，其一是选刀宏程序，其二为换刀宏程序。
在不同的工步调用不同的宏程序。
5、结语
在实际的PLC程序中作如下处理：制作一环形计数器，用刀库计数器信号驱动。
这样环形计数器内的数值就表示了刀套号的实际运动位置。
将环形计数器内的数值送入指针R10615，在西门子的刀库工作画面中，刀套编号就与实际刀具号实际对应起来，这样可以方便地查看实际刀具。
但是将环形计数器内的数值送入指针R10615的时机有限制，不能用常ON信号，因为指针的数值变化会影响其他专用换刀指令的执行。
参考文献
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[2]北京发那科机电有限公司.BEIJING.FANUC PMCMODEL PA1/SA1/SA3梯形图语言编程说明书[Z].B.61863C,BEIJING.FANUC,2001．。