斗笠刀库解析
斗笠刀库解析
斗笠式刀库的动作过程斗笠式刀库在换刀时整个刀库向主轴平行移动。
（1）还刀取下主轴上原有刀具，当主轴上的刀具进入刀库的卡槽时，主轴向上移动脱离刀具。
（2）抓刀刀库转动，当目标刀具位于主轴正下方时，主轴下移，使刀具进入主轴锥孔内，刀具夹紧后，刀库退回原来的位置，换刀结束。
斗笠式刀库换刀过程动作图PMC和NC程序的配合PMC在整个换刀过程中主要控制刀库的正反转、刀库的前进后退、松刀紧刀阀动作。
NC程序控制主轴的上升和下降、主轴定位。
N19 M99:9001 (参数6071)N1 IF[#1000EQ1]GOTO19 (T CODE=SP TOOL) T代码等于主轴刀号，结束N2 #199=#4003 ( G90/G91 MODLE)N3 #198=#4006 (G20/21 MDOLE) 保留之前的模态信息N4 IF[#1002EQ1]GOTO7 ( SP TOOL=0) 主轴无刀，直接抓刀N5 G21G91G30P2Z0M19 回第2参考点，M19定向，准备还刀N6 GOTO8N7 G21G91G28Z0M19 回第1参考点，M19定向，准备抓刀N8 M50 刀库准备好（使能）N9 M52 刀库靠近主轴N10 M53 松刀吹气N11 G91G28Z0 回第一参考点N12 IF[#1001EQ1]GOTO15 (T CODE=0) 如果指令T0，则无需抓刀N13 M54 刀盘旋转G04X3.0N14 G91G30P2Z0 回第二参考点N15 M55 刀具卡紧N16 M56 刀盘远离主轴N17 M51 旋转结束N18 G#199G#198 恢复模态M代码含义M50刀库旋转使能M51刀库旋转结束M52刀库向右（靠近主轴）M53松刀，吹气M54刀盘旋转M55刀具夹紧M56刀盘向左（远离主轴）宏变量定义宏程序中，利用#1000-#2000宏变量对应PMC信号G54的相应位，可直接和PMC 进行联系，极大的方便了处理。
加工中心刀库（斗笠、圆盘）常见故障诊断及解决对策
加工中心刀库（斗笠、圆盘）常见故障诊断及解决对策
一．斗笠刀库故障
原因：
1．刀盘电机、进刀电机、退刀电机相序相反
2．进刀到位、退刀到位的信号检测线路有问题
3．主轴松到、紧刀到位信号检测线路有问题或推刀距离有偏差
4．主轴定位角度有偏差
5．主轴第二参考点有偏差
6．刀库乱刀号
7．刀盘计数开关损坏或刀盘旋转不停止
解决对策：
1．调整电机接线相序
2．调节进刀、退刀感应开关位置，如损坏更换
3．调节松、紧刀位置开关和打刀缸推刀距离
4．调节主轴参数3207（三菱）参数4077（发那科）至合适角度5．调节轴参数2038（三菱）参数1241（发那科）到合适坐标值及调节栅格量
6．做刀库刀号归零操作PLC开关16号（三菱），PMC开关K2.0（发那科）
7．调节计数开关位置，如损坏则需更换
二．圆盘刀库故障
原因：
1．刀盘电机、手臂电机相序相反
2．刀盘电机、手臂电机刹车松紧不当
3．刀套上及下位置有偏差或刀套气缸到位感应开关位置不合适
4．手臂扣刀位置有偏差，扣不紧，有异响
5．手臂未归零位，换刀动作不能继续
6．刀套号错乱。
链刀、盘式。斗笠式刀库
链式、盘式、斗笠刀库刀库系统是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一种装置；其自动换刀机构及可以储放多把刀具的刀库；改变了传统以人为主的生产方式。
藉由电脑程式的控制，可以完成各种不同的加工需求，如铣削、钻孔、搪孔、攻牙等。
一、圆盘式刀库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。
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，“马氏机构”转过几次，当前就是几号刀。
只要机床不关机，当前刀号就被记忆。
刀具更换时，一般按最近距离旋转原则，刀号编号按逆时针方向，如果刀库数量是18，当前刀号位8，要换6号刀，按最近距离换刀原则，刀库是逆时针转。
如要换10号刀，刀库是顺时针转。
机床关机后刀具记忆清零。
3. 固定地址换刀刀库换刀时间比较长国内的机床一般要8秒以上（从一次切削到另一次切削）。
4. 圆盘式刀库的总刀具数量受限制，不宜过多，一般40#刀柄的不超过24把，50#的不超过20把，大型龙门机床也有把圆盘转变为链式结构，刀具数量多达60把。
)圆盘刀库。
如图7.1(b)-(g)所示，存刀量少则6把-8把，多则50把-60把，有多种形式。
图7.1(b)所示刀库，刀具径向布置，占有较大空间，一般置于机床立柱上端。
图7.1(c)所示刀库，刀具轴向布置，常置于主轴侧面，刀库轴心线可垂直放置，也可以水平放置，较多使用。
图7.1(d)所示刀库，刀具为伞状布置，多斜放于立柱上端。
斗笠式刀库名词解释
斗笠式刀库嘿，小伙伴们，你们有没有想过，如果武侠小说里的高手们不仅仅藏着飞镖、暗器，还整了个高科技的“刀库”，那会是怎样的光景？别急着脑补那些金光闪闪、自带BGM的神秘宝库，今天咱们要聊的，可是一个听起来既古朴又新潮，实则超级实用的玩意儿——斗笠式刀库！等等，你说啥？“斗笠式”？这不是跟农民伯伯遮阳挡雨的斗笠一个名儿吗？没错，就是它！但别急着把它跟田间地头联系起来，咱们这刀库，那可是工业界的“武林高手”，专为那些机床界的“大侠”——加工中心、数控机床们准备的！想象一下，加工中心就像是一位内功深厚的剑客，而斗笠式刀库呢，就是它背后那个看似不起眼，实则藏着十八般武艺的“兵器架”。
这“兵器架”为啥叫斗笠式？还不是因为它长得有点像古代侠客戴的斗笠，圆圆的盖子下面，藏着各式各样的刀具，就像是武侠小说里藏经阁里的秘籍，等待着被一一取出，大显身手。
不过，这斗笠式刀库可不是用来摆酷的，人家可是有着真本事的！它最大的特点，就是换刀速度快得惊人，简直就是“刀光剑影，一闪而过”。
想象一下，机床大侠在执行任务时，需要换把锋利的“剑”（刀具），斗笠式刀库就像是被施了魔法，嗖的一下，新剑到手，旧剑归鞘，整个过程行云流水，丝毫不拖泥带水。
而且啊，这斗笠式刀库还特别会“过日子”，空间利用率极高，就像是家里的收纳高手，把每一件工具都安排得井井有条，既不占地方，又能随时取用。
这样一来，机床大侠们就能更加高效地完成任务，无论是精雕细琢的小零件，还是大块头的工件，都能轻松搞定。
所以啊，下次当你再看到“斗笠式刀库”这个名字，别再把它当成是农民伯伯的专属了，它可是工业界的明星，是那些默默无闻却贡献巨大的幕后英雄之一。
下次去工厂参观，不妨留意一下这些隐藏在机床背后的“武林高手”，说不定还能亲眼见证它们如何以一己之力，让冰冷的钢铁变成一件件精美的艺术品呢！怎么样，听了我的介绍，是不是觉得斗笠式刀库这个名字突然变得既亲切又神秘了呢？工业界的秘密武器，原来也可以这么接地气，这么有趣！。
代系统斗笠式刀库换刀规划
目的和意义
随着制造业的快速发展，高效、高精度的数控机床在加工领域的应用越来越广泛。
斗笠式刀库作为数控机床的关键组成部分，其换刀规划的合理性和高效性对整个加 工过程的效率和质量具有重要影响。
本研究旨在针对斗笠式刀库的换刀过程进行优化规划，以提高加工效率、降低刀具 磨损和减少空程时间，为实际生产提供理论支持和实践指导。
05
实际应用与效果评估
应用案例介绍
案例一
某机械加工企业，采用斗笠式刀库进 行自动化换刀。通过合理的换刀规划 ，实现了加工效率的提高和成本的降 低。
案例二
某汽车制造企业，在生产线上采用斗 笠式刀库进行换刀。通过优化换刀策 略，减少了非加工时间，提高了生产 线的整体效率。
效果评估方法
对比分析法
将实施斗笠式刀库换刀规划前后的加工效率、换刀时间、成本等 数据进行对比，分析其变化情况。
统计分析法
对大量的数据进行统计分析，了解斗笠式刀库换刀规划在实际应用 中的表现和趋势。
专家评估法
邀请行业专家对斗笠式刀库换刀规划的实际效果进行评估，给出专 业意见和建议。
效果评估结果
加工效率提高
通过合理的换刀规划，减少了换刀时 间，提高了加工效率。
成本降低
优化了换刀策略，减少了不必要的浪 费，降低了生产成本。
代系统斗笠式刀库换刀规划
目录
• 引言 • 斗笠式刀库换刀系统概述 • 换刀规划算法 • 换刀规划系统实现 • 实际应用与效果评估 • 结论与展望
01
引言
主题简介
01
斗笠式刀库是数控机床中常用的 一种刀库形式，具有存刀量大、 换刀速度快等优点。
02
换刀规划是数控加工中的重要环 节，合理的换刀规划可以提高加 工效率、减少空程时间和刀具磨 损。
斗笠刀库补充说明
VMC系列电气使用说明书（FANUC系统）
宝鸡机床厂FANUC 斗笠刀库补充说明
1：当前刀库调用刀号查看方式:
进入/SYSTEM/PMC/PMCPRM//DATA/G.DATA/DATA画面,找到NO.9号中的DATE
栏既显示当前刀号。
2：换刀过程中非正常断电刀号乱刀后处理步骤：
1）：取下主轴上的刀
2）：按”刀库步进”键将到盘转到一号刀位;
3）：在”回零方式”下,同时按”程序暂停’键和”主轴停止”键约3秒钟,系统会出现”RST ACTPUT=0”刀具表刷新完毕提示.
4）：在”MDI”方式下, 将SYSTEM/PMC/PMCPRM//DATA/G.DATA中.D0001-D0009清零,D0010-D0029按1-20依次设置(其中D0006无须更改)
5）：调任一刀，观察刀库动作及刀号是否正常。
如正常，则可正常工作。
3：为了防止由于非正常操作造成刀库故障，特设第二软限位，即刀库离开左侧检测开关后Z轴只能在最高点到第二软限位之间移动。
若需要调整刀库第二参考点（即换刀位置）时，应该同时修改Z轴第二软限位设置。
具体设置方法如下：
参数#1326 Z轴设最高限位值。
参数#1327 Z轴设第二软限位（一般比第二参考点低0.4mm）
例如：第二参考点为-102.4mm，Z轴最高行程为21mm，则#1326=21000 #1327=-102800。
斗笠刀库使用说明
Y36
MRDY4
M19_EXP
HIGO
LOWO
UO4
UO2
UO1
UO0
S05
S03
S02
S01
M11O
M19
Y0002
插座脚 号
功能定
义
宏输出
主轴换 档
分度头
定向输 出
76543210
松刀输出信号
分度头气动放松输出
4轴驱动准备就绪输出
复合功能：主轴档位，宏输出
主轴定向输出
复合功能：主轴档位，宏输出
XS61:9
XS61:14
XS61:13
XS61:12
XS61:3
XS61:2
XS61:1
*ESP3
H4
HZ
HY
HX
X100
X10
X1
X0004
插座脚 号
功能定
义
76543210
ESP急停
附加操作盒选择4轴 附加操作盒选择Z轴 附加操作盒选择丫轴
X4.7:
X4.6:
X4.5:
X4.4:
附加操作盒选择X轴 手轮脉冲当量 手轮脉冲当量 手轮脉冲当量
X0.3
X0.2
X0.1
X0.0
位号
76543210
X0001
插座脚
号
功能定
义
硬限位
定向输
入
X1.7
X1.6
X1.5
X1.4
X1.3
X1.2
X1.1
X1.0
XS54:15
XS54:16
XS54:17
XS54:18
XS54:19
XS54:20
加工中心斗笠式刀库
槽轮机构（马尔它机构）
一、槽轮机构的组成及其工作特点 组成：带圆销的拨盘、带有径向槽的槽轮。 拨盘和槽轮上都有锁止弧：槽轮上的凹圆弧、拨盘 上的凸圆弧，起锁定作用。
拨盘 圆销
ω1
锁止弧
o1
工作过程：拨盘连续回转，当两锁止弧接触时， 槽轮静止；反之槽轮运动。
作用：将连续回转变换为间歇转动。
o2
槽轮
ω2
• •
• • • • • • • • •
1.4 刀库平行向主轴位置移动。刀库刀具中心和主轴中心线在一条直线上时为换 刀位置，位置到达通过信号传感器（B）反馈信号到数控系统PLC进行确认。 1.5 主轴向下移动到刀具交换位置。一般刀具交换位置定义为Ｚ轴的第二参考点， 在此位置将当前主轴上的刀具还回到刀库中。 1.6 刀库抓刀确认后，主轴吹气松刀。机床在主轴部分安装松刀确认传感器 （C），数控机床PLC接收到传感器Ｃ发送的反馈信号后，确认本步动作执行 完成，允许下一步动作 开始。 1.7 主轴抬起到Ｚ轴第一参考点位置。此操作目的是防止刀库转动时，刀库和主 轴发生干涉。 1.8 刀库旋转使能。数控系统发出刀库电机正/反转启动信号，启动刀库电机的转 动，找到指令要求更换的目标刀具，并使此刀具位置的中心与主轴中心在一 条直线上。
∴ 槽轮的槽数 z≥3
可知：当只有一个圆销时，k=1/2-1/z < 0.5 即槽轮的运动时间总是小于其静止时间。 如果想得到k≥0.5的槽轮机构，则可在拨盘上多装几个圆销，设装有n个均匀 分布的圆销，则拨盘转一圈，槽轮被拨动n次。故运动系数是单圆柱销的n倍， 即:
k=n(1/2-1/z) ∵ k≤1 得：n≤2z/ (z -2)
• •
（3） 刀架定位刀架体7转动时带动着电刷座10转动，当转到程序指定的刀号时，粗 定位销15在弹簧力的作用下进入粗位盘6的槽中进行粗定位，同时电刷13接 触导体使电动机1翻转。由于粗定位槽的限制，刀架体7不能转动，使其在该 位置垂直落下，刀架体7和刀架底座5上的端面齿啮合实现精确定位。
斗笠刀库工作原理
斗笠刀库工作原理
斗笠刀库工作原理是依靠机械装置和技术控制，将刀具储存于一个特定的仓库中，并能够根据需求自动取出和放回刀具。
以下是斗笠刀库工作的一般流程：
1. 刀具放置：将刀具按照一定规则摆放在仓库的刀位中，每个刀位通常配备一个特定的位置编码，以便于控制系统识别。
2. 刀具识别：使用传感器或扫描仪识别刀位上的刀具类型和编号，以便在后续操作中能够准确选择和定位。
3. 系统控制：通过控制系统，根据加工任务的需要，在库存刀具数据库中选择合适的刀具，并确定其位置信息和库存量。
4. 取放刀操作：根据加工任务的要求，机器人手臂或其他自动装置在仓库中定位到目标刀具所在的刀位，然后将其取出或放回。
5. 刀具记录：每次刀具的取放都会记录在系统中，以实现库存管理和刀具寿命追踪。
整个过程中，系统可以通过编程实现自动化操作，从而提高生产效率和刀具利用率。
同时，刀具库还可以与加工设备或生产线的控制系统进行联动，实现实时刀具管理和自动化生产。
斗笠式刀库动作过程分析
斗笠式刀库动作过程分析作者：王玲来源：《中小企业管理与科技·学术版》2009年第09期摘要：加工中心可将铣、镗、钻、铰、攻螺纹等多项功能集于一身，大大提高了生产效率。
换刀装置(ATC)是加工中心的重要组成部分，也是加工中心故障率最高的部分，约有50％的机床故障与换刀装置有关。
斗笠式刀库是加工中心比较常见的一种换刀装置，在本文中，我结合自己的工作经验，对斗笠式刀库的动作过程及换刀过程中容易出现的故障进行了简要的分析和说明。
关键词：加工中心ATC斗笠式刀库动作过程故障分析0引言加工中心的一个很大优势在于它有ATC装置，使加工变得更具有柔性化。
加工中心常用的刀库有斗笠式、凸轮式、链条式等，其中斗笠式刀库由于其形状像个大斗笠而得名，一般存储刀具数量不能太多，10～24把刀具为宜，具有体积小、安装方便等特点，在立式加工中心中应用较多。
1斗笠式刀库的动作过程斗笠式刀库在换刀时整个刀库向主轴平行移动，首先，取下主轴上原有刀具，当主轴上的刀具进入刀库的卡槽时，主轴向上移动脱离刀具：其次主轴安装新刀具，这时刀库转动，当目标刀具对正主轴正下方时，主轴下移，使刀具进入主轴锥孔内，刀具夹紧后，刀库退回原来的位置，换刀结束。
刀库具体动作过程如下：1.1刀库处于正常状态，此时刀库停留在远离主轴中心的位置。
此位置一般安装有信号传感器(为了方便理解，定义为A)，传感器A发送信号输送到数控机床的PLC中，对刀库状态进行确认。
1.2数控系统对指令的目标刀具号和当前主轴的刀具号进行分析。
如果目标刀具号和当前主轴刀具号一致，直接发出换刀完成信号。
如果目标刀具号和当前主轴刀具号不一致，启动换刀程序，进入下一步。
1.3主轴沿Z方向移动到安全位置。
一般安全位置定义为Z轴的第一参考点位置，同时主轴完成定位动作，并保持定位状态；主轴定位常常通过检测主轴所带的位置编码器一转信号来完成。
1.4刀库平行向主轴位置移动。
刀库刀具中心和主轴中心线在一条直线上时为换刀位置，位置到达通过信号传感器(B)反馈信号到数控系统PLC进行确认。
KMCsEXT斗笠刀库使用说明
了。首先回零，然后可以正常换刀。
3、 当刀库选转到位后，换刀未完成时断电，上电时将D21设置为1，即可开始换刀。 注：如果是单拨叉刀库换刀中断电或执行急停、复位操作，有可能出现刀号混乱，应根据实际情况 进行刀库调整。
T_POSCTR_CONST_D
= D25
。D25
。将计数步数传入D区2字节
T_POSCTR_CONST1_D
= D26
。D26
T_CURNO_D
= D27
。D27
。刀库换刀当前状态值
T_POSCTR_V AL_D
TP_K
=K7.4
。数刀信号电平选择1-常态低电平
0-常态高电平
TSORT_K
=K7.3
。刀架类别，
1-单拨叉，0-双拨叉
TTYPC_K
=K7.2
。选择刀架类型
TTYPB_K
=K7.1
。选择刀架类型
TTYPA_K
=K7.0
。选择刀架类型
1-屏蔽0-不屏蔽
MTCHECK_K
=K8.0
。屏蔽刀架报警检测
六：刀具号的查看
在D27中能查看到当前刀库的实际在位刀号。
在D25中能查看到本次换刀所需换刀步数。
在D24中能查看到当前需要换到的目标刀号。
在D23中能查看到上一次正确换刀后的刀号。 在D22中能查看到当前主轴是否有刀。 在D21中设置是否正常换刀完成。
七：补充说明
1． 重新上电或急停后，必须执行手动回零操作，否则执行程序将出现“进给轴未回零”报警。
三：通过参数可以选择零位信号的有无 当刀库选配无零位信号功能时，设置TO_K=0。
KMCsEXT斗笠刀库使用说明
K1000M4_Cs_EXT斗笠刀库使用说明·刀库实现的功能一：刀库的旋转1、自动方式：刀库伸出到位，主轴松到位才能实现刀库的旋转。
通过M54指令实现。
2、MDI方式：刀库可以任意位置旋转。
通过M54指令实现。
以上两种方式下，主轴刀号与换刀目标刀号一致时，不会输出刀库旋转。
3、手动方式：能在任意位置和手动方式下旋转刀库。
通过正、反转按钮实现。
二：松拉刀1、自动方式和MDI方式：在主轴未旋转时，能实现任何位置的松刀和紧刀。
通过M50指令实现松刀；通过M51指令实现紧刀。
2、手动方式：由一个按钮实现主轴松拉刀的控制。
按下按钮时，松刀输出；松开按钮时，紧刀输出。
由非手动方式转为手动方式时，不论以前手动方式下，主轴是松刀还是拉刀状态，都会输出拉刀信号。
由手动方式转为其它方式时，会保持手动时状态。
三：通过参数可以选择零位信号的有无当刀库选配无零位信号功能时，设置TO_K=0。
当刀库选配有零位信号功能时，设置TO_K=1。
零位信号的位置要和一号刀的数刀信号位置相重合，否则只能设置为TO_K=0。
四：主轴有无刀的判断在使用前需提前设定一次，以后不用再次设定（包括断电情况）。
D22=0，表示无刀；D22=1，表示有刀。
第一次换完刀后，每次都认为有刀，如果主轴实际出现无刀现象，须将D22=0重新设定。
五：掉电保持功能1、正常开关机：上电后，回机床零点后，可以直接使用，能正常换刀。
且不出现任何报警。
2、非正常断电：换刀中突然断电，再次重新上电，会产生16号报警，报警内容为刀库当前刀号与主轴刀号不一致。
直到两者一致时，报警会解除。
解决办法为，将D27中的数值在MDI方式中，以刀号形式输入运行，即可解除报警。
例：D27=15。
须在MDI方式中输入T15,运行。
报警就解除了。
首先回零，然后可以正常换刀。
3、当刀库选转到位后，换刀未完成时断电，上电时将D21设置为1，即可开始换刀。
注：如果是单拨叉刀库换刀中断电或执行急停、复位操作，有可能出现刀号混乱，应根据实际情况进行刀库调整。
斗笠刀库使用说明
K1000M4_Cs_EXT斗笠刀库使用说明K1000M4_Cs_EXT斗笠刀库接口信号输入信号诊断表位号 7 6 5 4 3 2 1 0X0.7: 模拟主轴手动换档信号X0.5: X轴减速输入信号X0.4: 4轴分度头输入信号X0.3: 松拉刀开关信号X0.2: 复合功能：宏输入，4轴分度头输入信号X0.1: 复合功能：宏输入，4轴分度头输入信号X0.0: 复合功能：宏输入，4轴分度头输入信号位号 7 6 5 4 3 2 1 0X1.7: G31测量输入信号X1.6: 负向硬限位X1.5: Y轴减速输入信号X1.4: 正向硬限位X1.3: 宏输入X1.2: 主轴定位完成输入信号X1.1: 复合功能：宏输入,转台松开输入信号X1.0: 复合功能：宏输入,转台夹紧输入信号位号 7 6 5 4 3 2 1 0X2.7: 主轴报警信号输入X2.5: Z轴减速输入信号X2.4: 急停信号X2.3: 倍率开关输入信号X2.2: 倍率开关输入信号X2.1: 倍率开关输入信号X2.0: 倍率开关输入信号位号 7 6 5 4 3 2 1 0X3.7: 模拟主轴高档位反馈X3.6: 紧刀到位输入信号X3.5: 4轴减速输入信号X3.4：模拟主轴低档位反馈X3.3：ESP 急停X3.2: 暂停X3.1: 启动按钮X3.0: 程序开关位号 7 6 5 4 3 2 1 0X4.7: ESP 急停X4.6: 附加操作盒选择4轴X4.5: 附加操作盒选择Z轴X4.4: 附加操作盒选择Y轴X4.3: 附加操作盒选择X轴X4.2: 手轮脉冲当量X4.1: 手轮脉冲当量X4.0: 手轮脉冲当量位号 7 6 5 4 3 2 1 0X100.7: 模式切换输入信号X100.6: 松刀到位输入信号X100.5: 刀库拉回到位输入信号X100.4: 刀库伸出到位输入信号X100.3: 数刀输入信号X100.2: 刀库零位输入信号X100.1: 刀库手动反转输入信号X100.0: 刀库手动正转输入信号输出信号诊断表位号 7 6 5 4 3 2 1 0Y0.7: 主轴制动输出Y0.6: 报警输出Y0.5: 主轴停止Y0.4: 润滑油开Y0.3: 冷却液开输出Y0.2: 卡盘控制输出Y0.1: 主轴反转Y0.0: 主轴正转位号 7 6 5 4 3 2 1 0Y1.7: 加工完成Y1.6: 模拟主轴输出指示Y1.5: 手动/手轮/单步/回零方式指示信号Y1.4: 润滑油关脉冲输出Y1.3: 冷却液关脉冲输出Y1.2: M11脉冲输出Y1.1: 转台放松输出信号Y1.0: 转台夹紧输出信号位号 7 6 5 4 3 2 1 0Y2.7: 松刀输出信号Y2.6: 分度头气动放松输出Y2.5: 4轴驱动准备就绪输出Y2.4: 复合功能：主轴档位，宏输出Y2.3: 主轴定向输出Y2.2: 复合功能：主轴档位，宏输出Y2.1: 复合功能：主轴档位，宏输出，模拟主轴高档输出Y2.0: 复合功能：主轴档位，宏输出，模拟主轴低档输出位号 7 6 5 4 3 2 1 0Y100.4: 模式切换输出信号Y100.3: 刀库反转输出信号Y100.2: 刀库正转输出信号Y100.1: 刀库拉回输出信号Y100.0: 刀库伸出输出信号K1000M4_Cs_EXT斗笠刀库调试参数说明;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;PLC记忆型控制继电器信号定义;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;SKEY_K = K0.7 ;选择X3.0功能，1-程序开关MST_K = K0.6 ;禁止X3.1为循环启动开关，1-禁止，0-有效MSP_K = K0.5 ;禁止X3.2为暂停开关，1-禁止，0-有效MOT_K = K0.4 ;选择是否检查硬限位1：不检查MESP_K = K0.3 ;禁止急停功能，1-禁止，0-有效MESP3_K = K0.2 ;禁止X4.7为急停开关3，1-禁止，0-有效MESP2_K = K0.1 ;禁止X3.3为急停开关2，1-禁止，0-有效MESP1_K = K0.0 ;禁止X2.4为急停开关1，1-禁止，0-有效KEYI_K =K1.7 ;开机时程序开关状态1：为开0：为关ZDIL_K = K1.6 ;选择主轴制动时是否互锁进给轴TMANL_K = K1.5 ;T代码时手动换刀机能选择；1：有效，0：自动换刀SOLA_K = K1.4 ;松拉刀控制机能；1：有松拉刀控制机能，0：无松拉刀控制机能QJSL_K = K1.3 ;气动夹紧放松旋转分度头机能；1：有效，0：无效AGIN_K =K1.1 ;自动换档时，是否检查档位反馈信号；1：总是检查，0：出现新S时检查AGST_K =K1.0 ;自动换档时，是否需要手动参与；1：需要手工换档并且再次按下启动键MZRN4_K = K2.7 ;选择回零按键方向MZRNZ_K = K2.6 ;选择回零按键方向MZRNY_K = K2.5 ;选择回零按键方向MZRNX_K = K2.4 ;选择回零按键方向ZLOK_K = K2.3 ;选择回零按键自保持RH_AUTO_K = K2.1 ;选择自动润滑机能MNREM_K =K2.0 ;工件计数掉电保持功能1-保持0-不保持MPLS_K = K3.7 ;M代码脉冲输出SUOS_K = K3.6 ;选择宏输出功能1：S1-S8为宏输出，0：MNOUT_K =K3.5 ;选择工件计数到达输出机能TCKI_K =K4.7 ;选择刀位反馈信号检查MSTKY_K =K4.1 ;屏蔽面板按键，0：不屏蔽，1：屏蔽M19S_K =K4.0 ;主轴定向功能1：有效，0：无效MPWE_K =K5.6 ;参数开关屏蔽选择1；参数开关屏蔽0：不屏蔽参数开关TO_K =K5.5 ;选择是否有零位信号1:有零位信号0:无零位信号MT_CHK_K =K5.4 ;屏蔽到位一致检查1:屏蔽EHOF_K =K5.3 ;选择外部手轮时，面板手轮方式是否有效。
加工中心斗笠式刀库控制原理与故障诊断
时停。
重新压接端子，压紧螺栓此故障消失。
由于斩波主机箱接地螺栓易被忽视，当出现故障时往往向其他方向寻找，而忽视简单的故障现象。
3.2电机车不能调速断开3#连线，打开斩波主机箱盖板，通电检测，观察各指示灯指示正常。
光电给定器弹簧、凸轮均正常。
转动调速手柄，测ADJ（DC0~4V）电压变化，无跟随调速手柄线性变化，±15V电压正常，据此判断光电给定器损坏、更换，电机车正常运行。
3.3电机车牵引力不足司控器调速手柄置于可调范围最高档位置，电机车无力，尤其是过弯道、轨道稍微打滑处，更加明显。
电机车有可能是单电机工作。
检查司控器换向触点、主电机及主回路正常。
打开斩波主机箱盖板、断开司控器3#连线，通电检测，转动调速手柄，观察各指示灯指示正常。
用万用表分别测2个IGBT的GE端电压跟随ADJ电压线性变化情况，发现1个正常；1个没有跟随性、无指示。
更换此IGBT控制线，再次检测正常，试机正常。
这次故障是IGBT控制连线板故障，斩波驱动盒的ER1/ER2红色指示灯应闪烁，但这次无闪烁，是IGBT控制连线板其它元件故障。
3.4电机车无法起动断开司控器里边的3#连线，打开斩波主机箱盖板，通电检测，转动调速手柄。
斩波主机箱驱动盒面板指示灯24V绿灯亮，而±15V绿灯闪烁。
由指示灯显示初判斩波驱动盒损坏，±15V输出电压不正常，更换斩波驱动盒，还是这个故障。
再检查司机控制器接线端子，无24V电源，而辅助电源正常，进一步检查发现，是24V电源地线虚接，感应电压造成24V电源指示灯正常而实际无24V电源，±15V绿灯闪烁，斩波驱动盒输出控制IGBT关断。
3.5电机车重车巷停机电机车满载运行时，在重车巷停机。
维修人员赶到时，检测正常，并能正常运行。
当满载在重车巷运行时又反复出现以上故障。
经分析判断为斩波主机箱温度传感器损坏，电机车重载运行一段时间，主机箱温度升高，传感器损坏，风扇不工作，IGBT关断。
立式加工中心斗笠式刀库毕业设计机械CAD图纸
毕业设计（论文）题目：斗笠式刀库的设计系别专业班级学生姓名指导教师完成日期毕业设计（论文）任务书济南铁道职业技术学院毕业设计指导书一、设计题目斗笠式刀库的设计二、设计目的随着科学技术和社会的进展，对机械产品的性能、精度、质量、生产率和本钱提出了愈来愈高的要求，数控机床的显现，开辟了机械加工自动化的新纪元，不仅能提高产品的质量和生产率，降低生产本钱，还能改善工人劳动条件。
一个零件往往需要多道工序完成，而单功能的数控机床只能完成单工序的加工，因此在零件生产进程中，要进行多次装卸换刀工作，不仅阻碍劳动效率，还降低了工件精度，加工中心和一般单功能机床的区别在于有了刀库和自动换刀装置，如此，一次装夹就可完成多到工序的加工，提高了零件精度和劳动效率。
此刻加工中心上刀库种类很多，有斗笠式、圆盘式等，其中斗笠式刀库结构简单，运动集中，适合与立式加工中心。
刀库本钱低，工艺要求不高，可是国内生产此类刀库的企业较少，大部份需要入口，价钱相对较贵，因此本课题超级有研究价值。
三、设计的技术要求一、斗笠式刀库要紧工作进程为：斗笠式刀库换刀时，由三步组成，第一、刀库横移装置移动到主轴箱能够抵达的位置；第二，刀库分度装置进行选刀，通过精准地分度、定位，将下个工序需要的刀送到指定位置；第三，主轴上自动装卸刀机构准确取刀装刀。
具体进程为：1）、系统接收到换刀指令。
2）、气缸推动刀库移动到主轴位置，保证当前刀位上为空，预备换刀。
3）、主轴打刀缸释放，将主轴被骗前刀具放置到刀库空刀位置。
4）、刀库电机转动，接近目的刀具位置时，接近开关发送指令，电机减速，转到位置停止，预备换刀。
5）、主轴完成装刀动作。
6）、刀库气缸带动刀库返回。
一个换刀动作终止。
二、机械结构的设计通过对加工中心刀库工作目的及工作进程的了解，设计出用横移机构、分度装置及刀盘。
3、技术参数一、机械结构①刀库有8刀位。
②利用槽轮机构完成份度。
③刀柄标准为BT30。
④刀库在圆导轨上滑动，以减小摩擦。
斗笠式刀库位置的调整及参数的设定
斗笠式刀库位置的调整及参数的设定主要进行刀夹与主轴换刀的重合（机械位置）1检查刀盘平面与X-Y平面的平行度，分别原x和y方向检。
平行度小与0.30nm/全宽。
如超过此数值则需调整刀库支架与刀库。
2将主轴箱上移到z向最高点后将分体刀柄的上体锥丙部分装人主轴孔内并拉紧，同时在刀盘的刀卡内装入分体刀柄得下体3手动将刀库移到换刀位置4手动使主轴定向5下移主轴箱分体刀柄的上体锥丙部与刀卡上分体刀柄得下体之间得间的间隙约2cm6用调整装置调整刀库在x和y向的位置，同时用分体刀柄得中间轴检验分体刀柄的上下两体的中心是否重合，上下两体中心重合则刀卡与主轴的换刀点重合调整完毕7z轴回参考点。
8下移主轴箱，使分体刀柄的上体锥丙部与刀卡上分体刀柄的下体之间的间隙为0.15-0.25nm 之间。
（用塞尺测量）9记录此位置的z轴座标值，并输入到第二机械参考点中（参数1421）10当此位置z轴坐标值小于356nm或370nm则调整参考点挡块的位置。
当此位置的z轴坐标值在365nm到370nm之间则调整参考点网格偏移参数内数值，此参数单位为0.001.FANRC 系统的参数号为1850.参考点位置的调整及检查过程按“参考点及行程挡块设定”项目内的步骤进行。
参考点调整完毕后重复工步8和工步9的操作内容，保证当z向坐标值为365时，分体刀柄的上体锥丙部与刀卡上分刀柄的下体之间的间隙为0.015-0.025nm之间（用塞尺测量）11检查刀卡在主轴抓，松刀过程中的变形量将刀柄放在刀卡上，使到库移出，使百分表触头与换到位相邻的刀卡下部接触，调整好指示器。
主轴定向后进入松刀状态，下移主轴箱到换刀位置，检查此时指示器读数变化不得大于+0.3nm，手动进行主轴抓刀若超差则应重新调整换刀点和位置或打刀距离12检查换刀过程的准确性，以手动方式进行操作，检查刀库移出，退回，刀盘转位，主轴定向，主轴抓，松刀及换刀点位置设定是否正确。
重复多次确认所有动作无误后用换刀程序进行多数换刀主轴定向角度调整及参数设定1.确认能够进行主轴定向（8135#4=0、主轴使用mzi传感器）2.将参数3117#1=1（1、2两项设置完毕后需要断电）3.手动旋转主轴使主轴定位块与刀杯定位块（或者机械手定位块）互相重合4.通过诊断参数445确认主轴位置数据5.将诊断参数445中的位置数据输入到参数4077中6.设定参数6071=6（使用M6调用O9001换刀宏程序）注意，在设定第二机械参考点之前要回参考点；在设定主轴定向角度之前需要运行一次主轴然后进行M19定向，看是否有位置数据常用换刀宏程序%O9001N1IF[#1000EQ1]GOTO19N2#199=#4003N3#198=#4006N4IF[#1002EQ1]GOTO7N5G21G91G30P2Z0M19N6GOTO8N7G21G91G28Z0M19N8M50N9M52N10M53N11G91G28Z0N12IF[#1001EQ1]GOTO15N13M54N14G91G30P2Z0N15M55N16M56N17M51N18G#199G#198N19M99%。
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斗笠式刀库的动作过程
斗笠式刀库在换刀时整个刀库向主轴平行移动。
（1）还刀取下主轴上原有刀具，当主轴上的刀具进入刀库的卡槽时，主轴向上移动脱离刀具。
（2）抓刀刀库转动，当目标刀具位于主轴正下方时，主轴下移，使刀具进入主轴锥孔内，刀具夹紧后，刀库退回原来的位置，换刀结束。
斗笠式刀库换刀过程动作图
PMC和NC程序的配合
PMC在整个换刀过程中主要控制刀库的正反转、刀库的前进后退、松刀紧刀阀动作。
NC程序控制主轴的上升和下降、主轴定位。
N19 M99
:9001 (参数6071)
N1 IF[#1000EQ1]GOTO19 (T CODE=SP TOOL) T代码等于主轴刀号，结束N2 #199=#4003 ( G90/G91 MODLE)
N3 #198=#4006 (G20/21 MDOLE) 保留之前的模态信息N4 IF[#1002EQ1]GOTO7 ( SP TOOL=0) 主轴无刀，直接抓刀N5 G21G91G30P2Z0M19 回第2参考点，M19定向，准备还刀N6 GOTO8
N7 G21G91G28Z0M19 回第1参考点，M19定向，准备抓刀N8 M50 刀库准备好（使能）N9 M52 刀库靠近主轴N10 M53 松刀吹气N11 G91G28Z0 回第一参考点N12 IF[#1001EQ1]GOTO15 (T CODE=0) 如果指令T0，则无需抓刀N13 M54 刀盘旋转G04X3.0
N14 G91G30P2Z0 回第二参考点N15 M55 刀具卡紧
N16 M56 刀盘远离主轴
N17 M51 旋转结束
N18 G#199G#198 恢复模态
M代码含义
M50刀库旋转使能
M51刀库旋转结束
M52刀库向右（靠近主轴）
M53松刀，吹气
M54刀盘旋转
M55刀具夹紧
M56刀盘向左（远离主轴）
宏变量定义
宏程序中，利用#1000-#2000宏变量对应PMC信号G54的相应位，可直接和PMC 进行联系，极大的方便了处理。
#1000（G54.0）：判断指令T代码和主轴上的刀具号是否一致，若一致，则#1000=1。
#1001（G54.1）：判断指令T代码是否为0，若为0，则#1001=1。
#1002（G54.2）：判断主轴上是否有刀，若无刀，则#1002=1。
数据表定义
D0：主轴当前刀号（初始状态默认主轴无刀）
D1-D20：为刀套内刀具号（固定刀位管理，每个刀套只安放一把固定刀具）
C0为刀库容量
C2为当前刀具号
计数器和数据寄存器中得数据格式要统一。
系统参数设定
设定P1195=1，使用M代码调用宏程序。
设定P6071=6，使用M6调用O9001宏程序。
按照实际要求设定Z轴的第1参考点位置（P1240）和第2参考点位置（P1241）第1参考点为主轴抓刀等待位。
第2参考点为刀库扣刀位。
从刀库的安全性方面考虑以下两个方面的优化：
1）当主轴在第二参考点以下时，禁止刀盘往右，解决这个问题可以使用位置开关功能
2）当在换刀过程中时，应保持主轴锁住状态，即为：主轴在换刀过程中只能在第一参考点和第二参考点之间运行，停在第二参考点时，将Z轴负方向锁住。
3）对于需要预读功能的使用时，需要在换刀宏程序中加入一个M代码，在参数3411中设定不需缓冲的M代码，同时需要在梯形图中加入译码和完成解释。
4）可以使用外部软限位功能，当刀盘离开左边，触发信号G7.6。
5）注意刀库计数开关的逻辑状态。
相关功能指令：
1、常数定义指令
数控机床中常用该指令来实现自动换刀的实际刀号定义，以及采用附加伺服轴（PMC轴）控制的换刀装置数据等。
NUME
NUMEB
BCD常数定义：SUB23/NUME
【控制条件】
BYT =0 ：BCD两位数据
=1 ：BCD四位数据
ACT=1 ：执行命令
【控制参数】
常数：定义BCD常数
常数输出地址
：定义BCD常数的输出地址
二进制常数定义：SUB40/NUMEB
【控制条件】
ACT=1 ：执行命令
【控制参数】
数据长度：指令二进制数据长度（1，2，4字节）
常数：用十进制指定常数
常数输出地址
：定义二进制常数赋值输出的首地址
2、计数器指令
参看PMC参数部分关于计数器指令的用法。
3、回转控制指令
回转体控制指令，可以应用在加工中心刀库、数控车床刀架、分度工作台等。
根据所需要的目标位置和当前位置，自动输出旋转方向、剩余位置数据供PMC程序使用。
ROT
ROTB
回转体控制：SUB6/ROT
用于旋转部件控制，如ATC，旋转工作台等。
可以计算出由当前位置到目标位置的旋转
步数，并给出旋转方向。
可以用来做回转方向判断，计算目标前一位置的位置到目标位置前一位置的步数。
数据
【控制条件】
RN0 =0 ：转台的最小位置号从0开始
=1 ：转台的最小位置号从1开始
BYT =0 ：位置数据为2位BCD码
=1 ：位置数据为4位BCD码
DIR =0 ：不选择最短路径旋转方向（旋转方向仅为正向）
=1 ：选择最短路径旋转方向（方向由W1输出）
POS =0 ：计算目标位置
=1 ：计数目标前一位置的位置
INC =0 ：计算位置号
=1 ：计算步数
ACT=1 ：执行ROT指令
【控制参数】
转台位置数地址
：指定回转体的转台位置总数
当前位置地址
：指定当前位置的存储地址
目标位置地址
：指定目标位置的存储地址
计算结果输出地址
：指定计算步数结果输出的地址
【输出】
W1 ：DIR为1时选择最短路径回转方向，输出至W1.
=0 ：正方向旋转
=1 ：负方向旋转
【使用范例】
举8工位刀塔为例，如图例，R100中为刀塔的当前刀号，执行T**代码找寻目标刀号（T代码译码输出地址F26），将当前刀号距离目标刀号的步数输出至R102，旋转方向输出至R0.0，以供具体梯形图使用。
ROT功能指令为BCD码回转控制指令，如果本例中刀塔号超过10，则必须先将二进制数F26转化为BCD码数据或者使用ROTB功能。
二进制回转体控制：SUB26/ROTB
用于旋转部件控制，如ATC，旋转工作台等。
可以计算出由当前位置到目标位置的旋转步数，并给出旋转方向。
可以用来做回转方向判断，计算目标前一位置的位置到目标位置前一位置的步数。
【控制条件】
RN0 =0 ：转台的最小位置号从0开始
=1 ：转台的最小位置号从1开始
DIR =0 ：不选择最短路径旋转方向（旋转方向仅为正向）
=1 ：选择最短路径旋转方向（方向由W1输出）
POS =0 ：计算目标位置
=1 ：计数目标前一位置的位置
INC =0 ：计算位置号
=1 ：计算步数
ACT=1 ：执行ROT指令
【控制参数】
格式指定：指定二进制数据长度（1，2，4字节）
转台位置数地址
：指定回转体的转台位置总数
当前位置地址
：指定当前位置的存储地址
目标位置地址
：指定目标位置的存储地址
计算结果输出地址
：指定计算步数结果输出的地址
【输出】
W1 ：DIR为1时选择最短路径回转方向，输出至W1.
=0 ：正方向旋转
=1 ：负方向旋转
【使用范例】
以斗笠刀库找刀为例。
如图，R100中为当前刀号，D10中为斗笠刀库的刀套总数（例如在D10中的数位24，即为24把刀斗笠刀库），同样，执行T**代码找寻目标刀号，可将当前刀号距离目标刀号的步数输出至R102，旋转方向输出至R0.0，以供使用。