加工中心自动换刀功能及编程
加工中心自动换刀功能及编程
加工中心自动换刀功能及编程加工中心自动换刀功能是通过机械手（自动换刀机构）和数控系统的有关控制指令来完成的。
换刀过程：装刀，选刀，换刀1．换刀过程（1）装刀：刀具装入刀库任选刀座装刀方式。
刀具安置在任意的刀座内，需将该刀具所在刀座号记下来。
固定刀座装刀方式。
刀具安置在设定的刀座内。
（2）选刀从刀库中选出指定刀具的操作。
1）顺序选刀：选刀方式要求按工艺过程的顺序（即刀具使用顺序）将刀具安置在刀座中，使用时按刀具的安置顺序逐一取用，用后放回原刀座中。
2）随意选刀：①刀座编码选刀：对刀库各刀座编码，把与刀座编码对应的刀具一一放入指定的刀座中，编程时用地址T 指出刀具所在刀座编码。
②计算机记忆选刀刀具号和存刀位置或刀座号对应地记忆在计算机的存储器或可编程控制器的存储器内，刀具存放地址改变，计算机记忆也随之改变。
在刀库装有位置检测装置，刀具可以任意取出，任意送回。
（3）换刀1）主轴上的刀具和刀库中的待换刀具都是任选刀座。
刀库一选刀一到换刀位一机械手取出刀具一装入主轴，同时将主轴取下的刀具装入待换刀具的刀座。
2）主轴上的刀具放在固定的刀座中，待换刀具是任选刀座或固定刀座。
选刀过程同上，换刀时从主轴取下刀具送回刀库时，刀库应事先转动到接收主轴刀具的位置。
3）主轴上的刀具是任选刀座，待换刀具是固定刀座。
选刀同上，从主轴取下的刀具送到最近的一个空刀位。
2．自动换刀程序的编制（1）换刀动作（指令）：选刀（T XX）；换刀（M06（2）选刀和换刀通常分开进行。
（3）为提高机床利用率，选刀动作与机床加工动作重合。
（4）换刀指令M06必须在用新刀具进行切削加工的程序段之前，而下一个选刀指令T常紧跟在这次换刀指令之后。
（5）换刀点：多数加工中心规定在机床Z轴零点（Z0）,要求在换刀前用准备功能指令（G28使主轴自动返回Z0点。
（6）换刀过程：接到T XX指令后立即自动选刀，并使选中的刀具处于换刀位置，接到M06指令后机械手动作，一方面将主轴上的刀具取下送回刀库，另一方面又将换刀位置的刀具取出装到主轴上，实现换刀。
加工中心自动换刀系统设计(盘式)
本科毕业设计（论文）题目加工中心自动换刀系统设计（盘式）——刀库系统学院名称机械与动力工程学院专业名称机械设计制造及其自动化年级班级学生姓名指导教师2017年5月目录前言1.加工中心概述 (1)1.1加工中心发展现状和发展趋势 (1)1.2加工中心的特点 (2)1.3加工中心的分类 (3)1.4加工中心的结构 (5)1.5加工中心刀库及自动换刀装置 (6)1.5.1加工中心刀库形式 (6)1.5.2加工中心的自动换刀装置 (8)1.5.3刀库结构及换刀过程 (9)2.刀库传动设计…………………………………………………………………2.1电动机的选择…………………………………………………………2.1.1初选电动机………………………………………………………2.1.2校核电动机………………………………………………………2.2运动和动力参数计算……………………………………………2.3蜗杆传动设计…………………………………………………………2.3.1蜗杆传动的选择…………………………………………………2.3.2蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算…………………………2.3.3校核齿根弯曲疲劳强度…………………………………………2.3.4验算蜗杆传动的效率、润滑及热平衡……………………………2.3.5蜗杆和蜗轮的结构设计…………………………………………2.4传动轴设计…………………………………………………………2.4.1轴的材料…………………………………………………………2.4.2蜗杆轴的结构设计………………………………………………2.4.3蜗轮轴的结构设计………………………………………………2.4.4轴系零、部件的校核………………………………………………3.刀库结构设计………………………………………………………………3.1刀盘设计………………………………………………………………3.2刀库设计………………………………………………………………4.液压系统的设计……………………………………………………………4.1液压缸的载荷计算…………………………………………………4.2液压缸的主要参数计算……………………………………………结论…………………………………………………………………………………致谢…………………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………前言目前机床发展的主要趋势是加工中心，其在机械制造业中得到了大规模的应用，而且加工中心还在不断地向高速化、高效率、高精度的目标发展着，在机床结构方面，多轴化、复合加工等方面的创新也日趋活跃。
加工中心换刀宏程序
时间：二O二一年七月二十九日
用M代码调用O9000号后的O9001-O9009和O9020-O9029法式自动换刀,分别对应的参数为P6071-P6079和P6080-P6089.参数内的数字为0-999,且不能重复.
（一）先新建对应参数的的法式号,参数内的数字与所呼叫的M代码相同.如下：
（二）用T代码调用O9000号法式
（1）P6001#5为1.设定用T代码调用宏法式.
（2）O9000
#3=#4003；
G91G30Z0；
T#149；
M6；
G#3；
M99；
注：这种换刀自动记忆G90/G91的模态,换刀后默认为法式上面的G90/G91,不用在下面为换刀后把G91转换为G90.屏蔽失落刀仓用T代码旋转,T代码直接为换刀指令.如果不用年夜径刀的话,这种方法比力方便,主要适合自动编程后自动生成的法式.
（三）用G65调用宏法式换刀格式为G65T2P----
时间：二O二一年七月二十九日
（1） P6089为6 ；O9029.
（2） O9029
#3=#4003；
G91G30Z0；
T#20；
T#4020；
M6；
G#3；
M99；
注：这种换刀自动记忆G90/G91的模态,换刀后默认为法式上面的G90/G91,不用在下面为换刀后把G91转换为G90.且如果用宏法式的话#203和#3不能用.否则的话无法换刀和记忆模态.
FANUC_0i-MB系统加工中心编程指令及实训操作
G 指令
组号
功
能
G 指令 组号
功
能
G00* G01（*）
G02 G03
定位 直线插补 01 顺时针圆弧插补/螺旋线插补 逆时针圆弧插补/螺旋线插补
G50.1* G51.1 G52 G53
可编程镜像取消 22 可编程镜像有效
局部坐标系设定 00
选择机床坐标系
G04
停刀，准确停止
G54*
选择工件坐标系 1
图 3－2 设定工件坐标系
1.用 G54～G59 指令选择工件坐标系 G54～G59 指令可以分别用来选择相应的工件坐标系。在电源接通并返回参考点后，系统自动选择 G54 坐标系（图 3－3 中第二行）。 例 3－1 对图 3－4 所示零件在坐标原点处加工一个通孔（工件厚 13mm）。用 G54 指令选择工件坐标 系。编程如下：
图 3－6 局部坐标系与工件坐标系的关系
程序名 换上 1 号刀 选择 G54 工件坐标系，绝对编程，快速移动到 Z35，在 Z 方向调入了刀具长度补偿 刀具快速移动到 G54 工件坐标系设定的点 主轴正转，转速 600r/min 快速定位，切削液开 调用子程序 O8001 加工下平面的型腔 Z 轴快速上移，切削液关 Z 轴快速移动到机床坐标 Z0 处 主轴停转 换上 2 号刀 选择 G55 工件坐标系，绝对编程，快速移动到 Z20，在 Z 方向调入了刀具长度补偿 刀具快速移动到 G55 工件坐标系设定的点 主轴正转，转速 600r/min 快速定位，切削液开 调用子程序 O8002 加工上平面的型腔 Z 轴快速上移，切削液关 取消刀具长度补偿，Z 轴快速移动到机床坐标 Z0 处 程序结束
G47
2 倍刀具偏置量
G48
1/2 刀具偏置量
加工中心自动换刀指令M06
2）攻右旋螺纹循环指令
•格式：G84 X — Y — Z — R — F — ；
（4）取消固定循环指令
格式：G80； 注意：当用G80取消孔加工固定循环后，固定循环指令
中的 孔加工数据也被取消。那些在固定循环之 前
的插补模态恢复。
【例题3：固定循环功能综合应用示例】
加工图示工件的2×M10×1.5螺纹通孔，在立式加工中心上加工工序为： ①Φ8.5麻花钻钻孔；②Φ25锪钻倒角；③M10丝锥攻螺纹。切削用量见下表， 试编制加工程序。
加工程序:
O5007； G17 G90 G40 G80 G49 G21； G91 G28 Z0； M06 T01； G90 G54 G00 X0 Y0； M03 S750； G43 Z100. H01； G99 G81 Z-25. R3. F150； G98 X-40.； G91 G80 G28 Z0 M05； M06 T02； G90 G54 G00 X0 Y0； S150 M03； G43 Z100. H02； G99 G81 Z-5.5 R3. F30；
（2）镗孔循环指令
1）精镗孔循环指令 •格式：G76 X__ Y __ Z __ R__ Q__ P__ F__ ； •式中：Q——刀具移动量（正值、非小数、1.0㎜）。
P——孔底暂停（ms)。
2）镗孔循环指令
格式：G86 X — Y — Z — R — F — ；
（3）攻螺纹循环指令
1）攻左旋螺纹循环指令 •格式：G74 X__ Y __ Z __ R__ F__ ； •式中：F——攻螺纹的进给速度（㎜/min），
刀具自起始点快速进给到R点。 动作3——孔加工：以切削进给的方式执行孔
加工的动作。(Z点） 动作4——孔底动作：包括暂停、主轴准停、
加工中心如何实现自动换刀
要实现自动换刀功能主要就是做长度补偿值，因为半径补偿值在软件编程时已经自动加入了。
本文以云南机床厂的加工中心为例，系统为西门子802C。
一、装刀
例如要装入T01、T02两把刀
1. 刀库先回零：按下回零键，再按启动按钮即可，此步骤也可不执行。
手动输入：
T01
TL
G40 G17 G71 G90 G54
......
TO2
TL
G40 G17 G71 G90 G54
......
TO3 Βιβλιοθήκη TL G40 G17 G71 G90 G54
......
M9
M30
%
TL（有的机床不需换行也能执行）
TL为此机床自带的换刀宏程序，,不同的机床此宏程序可能名称不同，用法也不同。
在主轴上装入要使用的一号刀，此时即为T01。
2.以T01来做基准刀具，直接对刀到工件坐标系（以G54为例）Z=0,输入到G54的Z值中，此刀的长度补偿值要为0。
二、程序
刀具号后面应加入零点偏移，如G54，
UG软件中，设置刀具参数时补偿寄存器一项填入数字1就输出D1，输入2就输出D2；
刀补D0必须取消，因为要使用刀补,默认D1不必显示，若刀补为D2时,必须应在程序中加入D2。
格式大致如下：
%_N_101_MPF
TO1
3.手动输入“T02 回车 TL”，此时T01入库，主轴上装入二号刀，即为T02；
对刀到Z=0，注意偏移值（即对刀时不能到达工件坐标系G54的Z向零点而做的偏移，如有对刀仪或偏置块时）。
4.在参数设置中找到2号刀，选择对刀(默认是D1)，在偏移处输入偏移值（为正值），零点G处输入54，按计算即可算出T02的长度补偿值D1了。
fanuc加工中心换刀延时参数
fanuc加工中心换刀延时参数在fanuc加工中心的操作中，换刀延时参数是一个非常重要的设置。
换刀延时参数是指在进行自动换刀时，控制系统延迟执行换刀动作的时间。
这个参数的设置对于机床的稳定运行和加工效率都有着重要的影响。
我们需要了解fanuc加工中心自动换刀的工作原理。
当加工中心完成一道工序后，需要进行刀具的更换。
在自动换刀时，控制系统会发送指令，让换刀装置进行刀具的卸载和安装。
而换刀延时参数就是控制系统在发送换刀指令后，延迟执行实际换刀动作的时间。
这个时间的设置，可以影响到换刀的准确性和稳定性。
在实际操作中，换刀延时参数的设置需要根据具体的加工情况来进行调整。
如果设置的时间过短，可能会导致在换刀时，刀具未完全卸载或安装好，从而影响加工的精度和安全性。
而如果设置的时间过长，可能会影响整个加工流程的效率。
合理地设置换刀延时参数对于保证加工质量和提高加工效率至关重要。
在进行换刀延时参数的调整时，还需要考虑到不同加工物料的特性以及不同加工工序的要求。
对于硬度较高的工件，可能需要更长的换刀延时参数，以确保刀具的安全更换。
而在进行精密加工时，可能需要更短的换刀延时参数，以提高加工效率。
个人观点上，我认为在fanuc加工中心的操作中，合理地设置换刀延时参数是非常重要的。
只有通过综合考虑加工工艺、加工材料和加工精度的要求，才能够更好地调整换刀延时参数，从而实现稳定、高效的加工过程。
fanuc加工中心换刀延时参数的设置对于加工质量和加工效率都有着重要的影响。
需要我们根据具体情况综合考虑，合理地设置换刀延时参数，以确保加工过程的稳定性和高效性。
希望本文的解读可以帮助读者更好地理解和应用这一参数。
fanuc加工中心换刀延时参数的设置有很多方面需要注意。
操作人员需要根据加工材料的特性，确定合适的换刀延时参数。
对于硬度较高的材料，换刀延时参数可能需要设置得更长，以确保刀具安全更换。
而对于一些易变形的材料，则可能需要更短的换刀延时参数，以避免对工件造成影响。
13. FANUC圆盘刀库——PMC换刀详解.
加工中心机床圆盘式刀库发那科系统PMC的编程技术安庆长谷川数控机床有限公司 雷晓鹏北京发那科机电有限公司 胡 年自动换刀机构（ATC）是数控机床易发生故障的地方。
本文介绍PMC的编程思路和方法，供大家讨论。
此程序自2004年始已在数百台加工中心运用。
一、基本规则1、刀具在D0000到D0032登录。
D0000登录主轴刀具号，D0001到D0032登录刀套内刀具号，在此假定刀库容量为32把刀。
2、执行T码时,刀库中T码刀具旋转到换刀口位置，在刀库旋转过程中，程序自动加工运行不中断，称之为预选刀。
3、M6执行换刀过程，执行前，Z轴必须回第一参考点，即 G91 G28 Z0或 M19 G91 G28 Z0。
4、允许的大径刀（如面铣刀）直径不容许超过普通刀具（以下简称：小径刀）最大直径的二倍，否则大径刀之间随机交换会撞刀。
刀具重量不能超过刀库容许重量。
大径刀刀具号设定规则：大径刀的相临两侧刀套内必须为空，空刀套的刀具号自动设定为99（也可设定其他数字，PMC识别为空刀）。
D100内设定大径刀个数，小径刀刀具号必须大于大径刀个数乘2加1。
初始设定主轴刀具号D0000必须是小径刀刀具号。
5、大径刀具交换规则：小径刀可放进大径刀刀套内，大径刀不可放进小径刀刀套内。
主轴小径刀与刀库小径刀交换，一次性换刀；主轴大径刀与刀库大径刀交换，一次性换刀；主轴小径刀与刀库大径刀交换，一次性换刀，小径刀放进大径刀刀杯套内；主轴大径刀与刀库小径刀交换， 第一次将原大径刀刀套内的小径刀换到主轴上，第二次再进行小径刀之间的交换。
以上交换规则PMC自动识别换刀。
6、在刀库运行中发生停电等故障，具备中断点记忆和用按键操作恢复功能。
有完善的电机保护和报警操作提示。
7、以上自动刀具交换（ATC）动作本文介绍的都用PMC完成，读者也可用宏程序和PMC结合编程实现。
二、PMC程序框图三、详细介绍刀库盘旋转部分PMC程序和说明1、准备工作自动换刀部分反馈信号：R30.0=1 主轴抓刀反馈；R30.1=1 主轴松刀反馈，延迟0.2秒是消除信号反馈传感器安装误差，其它信号反馈延迟道理相同；R30.2=1 刀杯上（水平位置）信号反馈；R30.3=1 刀杯下（刀具垂直向下位置）信号反馈。
加工中心不同刀库的换刀方法和指令
加工中心是拥有刀库和自动换刀装置的数控加工设备。
刀库的种类有很多种，换刀的方法及换刀指令的编写和执行也各不相同。
下面，就为大家总结一下几种常见刀库的换刀方式及其指令。
斗笠式刀库的换刀:斗笠式刀库大多采用固定地址换刀方式，刀具号与刀座号存在一一对应的关系。
斗笠式刀库的换刀动作是依靠刀库的横向移动与主轴的上下移动来实现的，这种方式简称为主轴换刀方式。
由于没有换刀机械手，所以选刀动作不能在换刀动作之前预选，而是将换刀指令与选刀指令编写在同一个程序段中，其指令格式为M06 TXX。
执行这个指令时，刀库首先找到指令中主轴上需要换下的刀号所对应的刀座，并将其转到换刀位置，使主轴上的刀具换回到刀座中。
接下来，刀库再找到指令中需要换上的刀具，将其转到换刀位置，并换上主轴。
因为不能预选刀具，这个指令如果将Tx x放在M06之前就是无效的，最终选刀的动作还是在执行M06时执行，如果M06后面没有Tx x，系统就会报错。
圆盘式和链式刀库的换刀:圆盘式刀库和链式刀库一般会采用随机地址的换刀方式，刀具号与刀座号并不是一一对应，而是随机的，但数控系统能够记忆其对应关系。
圆盘式和链式刀库采用机械手进行换刀，换刀前可以对新换上的刀具进行预选。
刀具指令Tx x控制刀库旋转，并将选中的刀具转至换刀工作位置，而换刀指令M06控制换刀机械手的动作，实现主轴刀具与刀库换刀位置处新旧两把刀具的交换。
圆盘式和链式刀库的选刀指令与换刀指令可以编写在同一个程序段，也可以分在不同程序段编写，因此选刀与换刀动作也可以一起执行或分开执行，其指令格式为TXXM06。
执行这个指令时，刀库首先将指令中要换上的刀具转到换刀位置，然后机械手将刀库刀具与主轴刀具交换。
了解了以上两种换刀方式，我们可以对比一下哪种更好。
结果显而易见，第二种换刀方法将选刀动作与加工动作重叠在一起，这样换刀时就不必选刀而直接换刀，使加工效率得到了提高。
不同机床厂家的不同规定:不同的机床生产厂家对于换刀方法、换刀指令及其执行方式也有不同的规定。
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”。
数控编程——第六章 加工中心的编程
第六章加工中心的编程第一节加工中心编程概述加工中心(Machiningenter)简称MC，是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。
加工中心最初是从数控铣床发展而来的。
与数控铣床相同的是，加工中心同样是由计算机数控系统(CNC)、伺服系统、机械本体、液压系统等各部分组成。
但加工中心又不等同于数控铣床，加工中心与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换刀具的功能，通过在刀库安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现钻、镗、铰、攻螺纹、切槽等多种加工功能。
一、加工中心编程的特点加工中心是将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能组合起来，并装有刀库和自动换刀装置的数控镗铣床。
立式加工中心主轴轴线(z轴)是垂直的，适合于加工盖板类零件及各种模具；卧式加工中心主轴轴线(z轴)是水平的，一般配备容量较大的链式刀库，机床带有一个自动分度工作台或配有双工作台以便于工件的装卸，适合于工件在一次装夹后，自动完成多面多工序的加工，主要用于箱体类零件的加工。
由于加工中心机床具有上述功能，故数控加工程序编制中，从加工工序的确定，刀具的选择，加工路线的安排，到数控加工程序的编制，都比其他数控机床要复杂一些。
加工中心编程具有以下特点：1)首先应进行合理的工艺分析。
由于零件加工工序多，使用的刀具种类多，甚至在一次装夹下，要完成粗加工、半精加工与精加工、周密合理地安排各工序加工的顺序，有利于提高加工精度和提高生产效率；2)根据加工批量等情况，决定采用自动换刀还是手动换刀。
一般，对于加工批量在10件以上，而刀具更换又比较频繁时，以采用自动换刀为宜。
但当加工批量很小而使用的刀具种类又不多时，把自动换刀安排到程序中，反而会增加机床调整时间。
3)自动换刀要留出足够的换刀空间。
有些刀具直径较大或尺寸较长，自动换刀时要注意避免发生撞刀事故。
4)为提高机床利用率，尽量采用刀具机外预调，并将测量尺寸填写到刀具卡片中，以便于操作者在运行程序前，及时修改刀具补偿参数。
数控编程——第六章 加工中心的编程
第六章加工中心的编程第一节加工中心编程概述加工中心(Machiningenter)简称MC，是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。
加工中心最初是从数控铣床发展而来的。
与数控铣床相同的是，加工中心同样是由计算机数控系统(CNC)、伺服系统、机械本体、液压系统等各部分组成。
但加工中心又不等同于数控铣床，加工中心与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换刀具的功能，通过在刀库安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现钻、镗、铰、攻螺纹、切槽等多种加工功能。
一、加工中心编程的特点加工中心是将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能组合起来，并装有刀库和自动换刀装置的数控镗铣床。
立式加工中心主轴轴线(z 轴)是垂直的，适合于加工盖板类零件及各种模具；卧式加工中心主轴轴线(z轴)是水平的，一般配备容量较大的链式刀库，机床带有一个自动分度工作台或配有双工作台以便于工件的装卸，适合于工件在一次装夹后，自动完成多面多工序的加工，主要用于箱体类零件的加工。
由于加工中心机床具有上述功能，故数控加工程序编制中，从加工工序的确定，刀具的选择，加工路线的安排，到数控加工程序的编制，都比其他数控机床要复杂一些。
加工中心编程具有以下特点：1)首先应进行合理的工艺分析。
由于零件加工工序多，使用的刀具种类多，甚至在一次装夹下，要完成粗加工、半精加工与精加工、周密合理地安排各工序加工的顺序，有利于提高加工精度和提高生产效率；2)根据加工批量等情况，决定采用自动换刀还是手动换刀。
一般，对于加工批量在10件以上，而刀具更换又比较频繁时，以采用自动换刀为宜。
但当加工批量很小而使用的刀具种类又不多时，把自动换刀安排到程序中，反而会增加机床调整时间。
3)自动换刀要留出足够的换刀空间。
有些刀具直径较大或尺寸较长，自动换刀时要注意避免发生撞刀事故。
4)为提高机床利用率，尽量采用刀具机外预调，并将测量尺寸填写到刀具卡片中，以便于操作者在运行程序前，及时修改刀具补偿参数。
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 ）
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冷加工
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刀! ! 具
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（ # ） 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。
加工中心自动换刀系统设计说明书
摘要加工中心是现代机械加工中用得最多的设备之一，而自动换刀装置作为加工中心的核心部件，一直处在不断改进之中。
本课题要求设计一台小型加工中心的刀库及自动换刀装置。
本次设计分为两大部分。
首先，主要针对目前机床上常用的几种类型的刀库（鼓盘式刀库、链式刀库、格子盒式刀库等）进行了比较分析，最终选用链式刀库结构，选择伺服电机驱动，采用蜗杆蜗轮装置减速，并完成了链条的选择和链轮的设计计算。
另外，选择双臂单爪机械手结构，对其运动作了详细的分析，最终将换刀运动分解为手臂的伸缩，手架的伸缩和回转三个动作。
全部采用液压系统进行控制。
在合理选用液压缸之后，绘制出了液压系统控制图、机械手动作原理图，基本完成了自动换刀装置的设计工作。
关键词：伺服电动机驱动；链式刀库；机械手换刀；液压系统控制AbstractProcessing Center is a modern mechanical processing equipment used in one of the largest and automatic tool change device as the core parts processing center, has been in the continuous improvement of. The topics designed a small knife processing center for devices and automatic tool change. The design is divided into two parts. First of all, the main view of the current machine, commonly used for several types of knives (knives drum disc library, the chain knife, knife lattice cassette library, etc.) a comparative analysis, the final choice of the chain knife structure, choice of servo motor Driver, a worm worm deceleration devices, and completed the chain and sprocket of the choice of design and calculation. In addition, the choice of single-claw manipulator arms structure, its movement made a detailed analysis will eventually ATC campaign for the decomposition of the telescopic arm, hand-stretching and rotating the three movements. All the hydraulic system used to control. A reasonable choice of hydraulic cylinders, to map out plans of the hydraulic control systems, mechanical hand movements schematics, basically completed the installation of automatic tool change the design work.Keywords：The servo motor actuates; Chain knife storehouse; The manipulator trades the knife; The hydraulic system controls目录目录摘要 (I)Abstract (Ⅲ)1 绪论1.1 本课题的来源、目的及意义 (1)1.1.1 课题的来源 (1)1.1.2 本课题研究的目的 (1)1.1.3 本课题研究的意义 (1)1.2 课题背景及国内外研究现状 (2)1.3 本课题研究的主要内容 (3)2 刀库及换刀机构总体结构设计2.1 刀库的结构设计 (3)2.1.1 方案分析比较 (3)2.1.2 刀库容量的确定 (6)2.1.3 刀库选刀方式的确定 (6)2.1.4 刀库的设计及计算 (6)2.2 自动换刀装置设计 (13)2.2.1 方案分析比较 (13)2.2.2 机械手自动换刀工作流程设计 (13)2.2.3 换刀机械手结构设计 (22)2.2.4 换刀手手臂和手爪结构设计 (23)2.2.5 液压缸、活塞杆的选择 (24)2.2.6 液压系统工作原理 (26)设计总结 (27)致谢 (29)参考文献 (30)1 绪论1.1课题的来源及研究目的和意义1.1.1课题的来源刀库和机械手是加工中心稳定可靠运行的关键功能部件。
FANUC与SIEMENS----换刀
三、相关知识（一）自动换刀1．选刀与换刀加工中心刀库常用的选刀方式有两种：顺序选刀和预先选刀，也分别称为任意选刀、随机选刀。
(1)顺序选刀与换刀顺序选刀方式是刀套号和刀具号一一对应，保持不变，在机床结构上，一般没有机械手。
(2)预先（随机）选刀与换刀预先（随机）选刀方式是选刀与换刀分离，刀套与刀具可Array以不一致，在机床结构上，需要有双臂机械手，如图7-2所示。
T00；选择T00刀即刀库不动，为下次换回T50刀做好准备，意味着最后一把刀加工，程序即将结束 G90G00G54X200Y100F100S800M03； 用T50加工 ……M06； T50换回刀库，主轴上无刀 M30；程序结束究竟用何种选刀和换刀编程方法，具体需查看机床使用说明书。
2．刀具长度补偿G43～G44、G49/T 、D （1）机上测量刀具长度不补偿机上测量刀具长度就是找正夹紧工件，将刀具装在主轴（测量基点）上，刀位点接触到Z 向工件零点平面，看机床坐标（MACHINE ）。
如图7-3所示，Z=-327.227，输入到零点偏置存储器（G54～G59）， “不补偿”指编程方法，见下表。
“不补偿”的指令格式说明 FANUCSIEMENS指令格式 Z_；说明 Z 是Z 向刀位点运动到工件坐标系中的坐标位置 注意事项 刀具补偿存储器中有无数据不影响编程刀具补偿存储器中有无数据影响编程（b ） SIEMENS（a ） FANUCZ-327.227（2）机上测量刀具长度补偿机上测量刀具长度就是找正夹紧工件，装好要测量刀具（如T01）后，将刀位点接触到Z向工件零点平面，看机床坐标（MACHINE）。
如Z=-327.227，输入到刀具补偿存储器中，见图7-4所示（图示为1号刀具几何长度补偿补偿值的与设定），编程时用规定的代码调用即可。
（a）FANUC（b）SIEMENS图7-4 机上测量刀具长度补偿Z向零点偏置值是这样设定的：将机床返回参考点时的Z坐标值输入到编程所用工件坐标系Z向零点偏置存储器，如图7-5所示。
加工中心自动换刀后机械手设计及控制
在未来，随着技术的进 步，这一领域仍有很大 的优化和拓展空间
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2. I/O配置
根据机械手的动作和控制需求，合理配置PLC的输入和输通过输出端口传给机械手的驱动系统
PLC控制方式
3. 程序设计
利用PLC编程软件编写控制程序 ，实现以下功能
自动换刀流程控制：根据预 设的流程控制机械手的动作
实时监控与报警：监控机械 手的运行状态，如有异常立 即报警并采取相应措施 参数设置与调整：允许用户 根据实际需要调整机械手的 运行参数
3. 材料选择
机械手的结构材料应满足耐磨、 耐腐蚀和高强度的要求，常用的 材料有碳钢、不锈钢和铝合金等
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PLC控制方式
PLC控制方式
1. PLC选型
选择合适的PLC对于机械手的控 制至关重要。应考虑PLC的处理 速度、输入/输出端口数量、扩 展性以及是否支持所需的通信协 议等因素
PLC控制方式
2. 机械手结构
自动换刀机械手的设计
典型的自动换刀机械手结构包括 手臂：负责夹持刀具，通常设计有多段 伸缩结构，以适应不同长度的刀具 驱动系统：采用电动、气动或液压方式 驱动机械手进行动作 控制系统：用于接收换刀指令，并控制 机械手的动作 传感器：用于检测刀具的位置和状态， 为控制系统提供反馈
自动换刀机械手的设计
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结构和PLC控制方式
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自动换刀机械手的设计
自动换刀机械手的设计
1. 设计原则
自动换刀机械手的设计应遵循以下原则 高可靠性：机械手应能在各种工作环境下稳定运行 ，保证换刀过程的准确性和安全性 易于维护：机械手的部件应便于拆装和维修，降低 维护成本 高效性：机械手应能在最短时间内完成换刀动作， 提高加工中心的工作效率 模块化设计：方便根据不同的加工需求进行定制或 改造
FANUC系统加工中心编程详解
FANUC-Oi-MD系统数控编程常用编程指令一：准备功能G功能准备功能G代码用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作;数控加工常用的G功能代码见表4-1.表4-1二：辅助功能M代码辅助功能代码用于指令数控机床辅助装置的接同和关断,如主轴转/停、切削液开/关,卡盘夹紧/松开、刀具更换等动作;常用M代码见表如下：一、有关坐标和坐标系的指令1、工件坐标系设定G92格式：G92 X_ Y_ Z_Z YWXX XY X 5454Y 机机9292Y G G 92543040AX Y 59593030G 59B 45152035G 523535C DXY机床原点M Z 2X2工件原点M 机床原点X1Z 1Y2Y1 X 、Y 、Z 、为当前刀位点在工件坐标系中的坐标;1、G92指令通过设定刀具起点相对于要建立的工件坐标原点的位置建立坐标系;2、此坐标系一旦建立起来,后序的绝对值指令坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值; 例：G92 X20 Y10 Z10其确立的加工原点在距离刀具起始点X=-20,Y=-10,Z=-10的位置上,如图a 所示; 2、绝对值编程G90与增量值编程G91 格式： G90 G00/G01 X — Y — Z — G91 G00/G01 X — Y — Z —注意:铣床编程中增量编程不能用U 、W,如果用,就表示为U 轴、W 轴. 例：刀具由原点按顺序向1、2、3点移动时用G90、G91指令编程;注意：铣床中X 轴不再是直径. 3、工件坐标系选择 G54-G59 说明：1、G54～G59是系统预置的六个坐标系,可根据需要选用;2、该指令执行后,所有坐标值指定的坐标尺寸都是选定的工件加工坐标系中的位置;1～6号工件加工坐标系是通过CRT/MDI 方式设置的;3、G54～G59预置建立的工件坐标原点在机床坐标系中的坐标值可用MDI 方式输入,系统自动记忆;4、使用该组指令前,必须先回参考点;5、G54～G59为模态指令,可相互注销; 选择机床坐标系：4、G53 --选择机床坐标系编程格式：G53 G90 X ～ Y ～ Z ～ ；➢ G53 指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上,式中X 、Y 、Z 后的值为机床坐标系中的坐标值;➢ 例：G53 X-100 Y-100 Z-20➢ G53为非模态指令,只在当前程序段有效. 5、G52 –局部坐标系设定编程格式：G52 X ～ Y ～ Z ～ ；式中X 、Y 、Z 后的值为局部原点相对工件原点的坐标值;几个坐标系指令应用举例 如图所示从A-B-C-D行走路线编程如下N01 G54 G00 G90 快速移到G54中的A点N02 G59 将G59置为当前工件坐标系N03 G00 移到G59中的B点N04 G52 在当前工件坐标系G59中建立局部坐标系G52N05 G00 G90 移到G52中的C点N06 G53 移到G53机械坐标系中的D点……二、坐标平面选定坐标平面选择 G17,G18,G19G17 XY平面刀具长度补偿值为Z平面G18 XZ平面刀具长度补偿值为Y平面G19 YZ平面刀具长度补偿值为X平面1、坐标平面选择指令是用来选择圆弧插补的平面和刀具补偿平面的;2、G17、G18、G19为模态功能,可相互注销,G17为缺省值;直线插补编程1、快速定位指令G00格式：G00 X_Y_Z_其中,X、Y、Z、为快速定位终点,在G90时为终点在工件坐标系中的坐标；在G91时为终点相对于起点的位移量;空间折线移动说明：1、G00 一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀;2、为避免干涉,通常的做法是：不轻易三轴联动;一般先移动一个轴,再在其它两轴构成的面内联动;如：进刀时,先在安全高度Z上,移动联动X、Y轴,再下移Z轴到工件附近;退刀时,先抬Z 轴,再移动X-Y轴;2、直线进给指令G01格式： G01 X _Y_ Z_ F_其中,X、Y、Z为终点坐标,F为进给速度,在G90时为终点在工件坐标系中的坐标；在G91时为终点相对于起点的位移量;说明：1 G01指令刀具从当前位置以联动的方式,按程序段中F指令规定的合成进给速度,按合成的直线轨迹移动到程序段所指定的终点;2实际进给速度等于指令速度F与进给速度修调倍率的乘积;3G01和F都是模态代码,如果后续的程序段不改变加工的线型和进给速度,可以不再书写这些代码;4G01可由G00、G02、G03或G33功能注销;3、例子O1234:G17 G90; 初始化G54 G00 X0 Y0; 设定工件坐标系M03 S1000; 主轴正转G00 Z100.; 刀具下刀Z5.; 下刀R点G01 Z-5. F100; 下刀切削深度G01 X5. Y10.; 原点→A点G01 X5. Y35.; A点→B点G01 X35. Y35.; B点→C点G01 X35. Y10.; C点→D点G01 X5. Y10.; D点→A点G00 X0 Y0; 快速回到原点G00 Z100.; 快速抬刀M05; 主轴停止M30; 程序结束圆弧插补编程圆弧进给指令 G02 :顺时针圆弧插补G03 :逆时针圆弧插补指令格式：G17 G02 G03 G90 G91 X_Y_I_ J_ F_或G17 G02 G03 G90 G91 X_Y_ R_ F_G18 G02 G03 G90 G91 X_Z_I_ K_ F_或G18 G02 G03 G90 G91 X_Z_ R_ F_G19 G02 G03 G90 G91 Y_Z_J_ K_ F_或G19 G02 G03 G90 G91 Y_Z_ R_ F_一、注明：1、I指圆弧起点指向圆心的连线在X轴上的投影矢量与X轴方向一致为正,相反为负;2、J指圆弧起点指向圆心的连线在Y轴上的投影矢量与Y轴方向一致为正,相反为负;3、K指圆弧起点指向圆心的连线在Z轴上的投影矢量与Z轴方向一致为正,相反为负;4、整圆不能用R编程,只能用I、J、K：ａ≤1800 R取正值；ａ>1800 R取负值O ZXG03G02O YZG03G02O XYG03 G02XZ Y二、指令参数说明：1、圆弧插补只能在某平面内进行;2、G17代码进行XY 平面的指定,省略时就被默认为是G173、当在ZXG18和YZG19平面上编程时,平面指定代码不能省略 三G02/G03判断：G02为顺时针方向圆弧插补,G03为逆时针方向圆弧插补;顺时针或逆时针是从垂直于圆弧加工平面的第三轴的正方向看到的回转方向;平面圆弧插补四编制圆弧程序段例1： 1、大圆弧AB每段圆弧可有四个程序段表示 G17 G90 G03 X0 Y25 R-25 F80 G17 G90 G03 X0 Y25 I0 J25 F80 G17 G91 G03 X-25 Y25 R-25 F80 G17 G91 G03 X-25 Y25 I0 J25 F80 2、小圆弧ABG17 G90 G03 X0 Y25 R25 F80 G17 G90 G03 X0 Y25 I-25 J0 F80 G17 G91 G03 X-25 Y25 R25 F80 G17 G91 G03 X-25 Y25 I-25 J0 F80例2：整圆编程 要求由A 点开始,实现逆时针圆弧插补并返回A 点; G90 G03 X30 Y0 I-40 J0 F80G91 G03 X0 Y0 I-40 J0 F80例3：O1234:G17 G90; 初始化G54 G00 X-30. Y-50.;设定工件坐标系M03 S1000; 主轴正转G00 Z100.; 刀具下刀Z5.; 下刀R点G01 Z-5. F100; 下刀切削深度G01 X-30. Y0.; 下刀点→A点G02 X30. Y0. R30.; A点→C点G01 X30. Y-15.; C点→D点G03 X15. Y-30. R15;D点→E点G01 X-20. Y-30.; E点→G点G02 X-30. Y-20. R10.;G点→H点G03 X-42. Y-20. R6.; 圆弧切出G01 X-45.;G00 Z100.; 快速抬刀G00 X0 Y0; 快速回到原点M05; 主轴停止M30; 程序结束刀具半径补偿功能编程G41：刀具半径补偿左偏置 G42：刀具半径补偿右偏置G40：取消刀具半径补偿格式：G41/G42 G01/G00 X Y D ；G40 G01/G00 X Y ；G41：左刀补在刀具前进方向左侧补偿,如图 a；G42：右刀补在刀具前进方向右侧补偿,如图 b；X, Y, Z：G00/G01的参数,即刀补建立或取消的终点注：投影到补偿平面上的刀具轨迹受到补偿；D：G41/G42的参数,即刀补号码,它代表了刀补表中对应的半径补偿值;G40、G41、G42都是模态代码,可相互注销;注意：(1)刀具半径补偿平面的切换必须在补偿取消方式下进行(2)刀具半径补偿的建立与取消只能用G00或G01指令,不得是G02或G03刀具长度补偿功能编程格式：G43/G44 G01/G00 Z H ；G49 G01/G00 Z ；G43：刀具长度正补偿G44：刀具长度负补偿G49：取消刀具长度补偿Z：G00/G01的参数,即刀补建立或取消的终点H：刀具长度偏置号例子：O1234;G17 G40 G49 G80 G90;G54 G00 X0 Y0;M03 S1000;G00 X-65. Y-60.;G43 G00 ;Z5.;G01 Z-10. F100;G01 X-65. Y30.;G02 X-55. Y40. R10.;G01 X45. Y40.;G01 Y-20.;G02 X-55. Y-40.;G02 X-65. Y-30. R10.;G03 X-77. Y-30. R6.;G01 X-80.;G40 G00 X-85.;G49 G00 Z100.;X0 Y0;M05;M30;子程序编程M98、M99把一个程序中按某一固定顺序重复出现的内容抽出并按一定格式编写,则称为子程序,子程序由主程序或子程序调用指令调出执行,调用子程序的格式如下：M98Pxxxx Lxxxx子程序号调用次数1-9999如果省略了重复次数,则认为重复次数为一次;从子程序返回到主程序用M99;在子程序调用子程序与在主序中调用子程序的情况一样,一般把刀具半径补偿功能放在子程序中使用,用MDI输入M98Pxxxx时,不能调用子程序;例:如下图所示,在一块平板上加工6个边长为10mm的等边三角形,每边的槽深为-2mm,工件上表面为z向零点;其程序的编制就可以用调用子程序的方式来实现编程时不考虑刀具半径补偿;O0001主程序G54 G90 G01 Z40 F200进入工件加工坐标系M03 S1000主轴启动G00 Z3快进到工件表面上方G01 X0 移动到1号三角形顶点M98 P0002调用子程序切削三角形90G移动到2号三角形顶点M98 P20 调用子程序切削三角形G90 G01 X60 移动到3号三角形上顶点M98 P20 调用子程序切削三角形G90 G01 X0 移动到4号三角形顶点M98 P20 调用子程序切削三角形G90 G01 X30 移动到5号三角形顶点M98 P20调用子程序切削三角形G90 G01 X60 移动到6号三角形顶点M98 P20调用子程序切削三角形G00 Z30抬刀M05主轴停止M30程序结束O0002G91 G01 Z-2 F100G01 X-5G01 X10 Y0G01 X5G00 Z20M99固定循环编程G80~G891.取消固定循环指令G80格式：G80功能：用G80取消固定循环方式,机床回到执行正常操作状态;孔的加工数据,包括R点,Z 点等等,都被取消：但是移动速度命令会继续有效;2. 定点钻孔循环G81格式：G81 X_ Y_ Z_ R_ F_ L_X__Y__为孔位数据Z__ 孔底深度R__加工初始位置F__切削进给速度L__重复次数功能：G81命令可用以一般孔的加工;加工过程：1XY平面孔定位2快速下至R基准面3Z轴向下钻孔4快速返回起始点G98时或R基准面G99时5若有L字段,则循环1~4做完L个孔3.钻孔循环指令G82格式：G82 X_ Y_ R_ Z_ P_ F_ J_X_ Y_ 为孔位数据Z_ 孔底深度R_ 加工初始位置P_ 在孔底的暂停时间F_ 切削进给速度K_ 重复次数功能：用于孔底暂停钻孔循环加工过程：1XY平面孔定位2快速下至R基准面3Z轴向下钻孔,在孔底暂停P给定的时间4快速返回起始点G98时或R基准面G99时5若有L字段,则循环1~4做完L个孔3.排屑钻孔循环G83G83 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_ K_X_ Y_ 为孔位数据Z_ 孔底深度R_ 加工初始位置Q_ 每次切削进给的切削深度P_ 在孔底的暂停时间F_ 切削进给速度K_ 重复次数功能：深孔钻啄钻循环攻丝循环G841. 格式G84 X_Y_Z_R_P_F_K_;X_ Y:孔位数据Z_:孔底深度绝对坐标R_:每次下刀点或抬刀点绝对坐标P_:暂停时间F_:切削进给速度K_:重复次数功能：G84 进给孔底主轴反转快速退刀;加工过程：主轴顺时针旋转执行攻丝,当到达孔底时,为了回退,主轴以相反方向旋转,这个过程生成螺纹;在攻丝期间进给倍率被忽略,进给暂停不停止机床,直到返回动作完成;在指定G84之前,用辅助功能使主轴旋转;当G84指令和M代码在同一个程序段中指定时,在执行第一个定位动作的同时,执行到R 点的同时加偏置;镗孔循环G851. 格式G85 X_Y_Z_R_F_K_;X_ Y:孔位数据Z_:孔底深度绝对坐标R_:每次下刀点或抬刀点绝对坐标F_:切削进给速度K_:重复次数功能：G85 中间进给孔底快速退刀;镗孔循环G861. 格式G86 X_Y_Z_R_F_L_;X_ Y:孔位数据Z_:孔底深度绝对坐标R_:每次下刀点或抬刀点绝对坐标F_:切削进给速度K_:重复次数功能：G86 进给孔底主轴停止快速退刀; 例：N005 G80 G90 G0 X0 Y0 M06 T1；换 20镗刀N010 G55 ；调用G55工件坐标系N020 M03 S1000N030 G43 H1 Z50 ；调用长度补偿N040 G86 Z-30 R1 F200 ；镗孔循环N050 G80 G0 Z50 ；取消固定循环N060 M05N070 M30反镗孔循环G871. 格式G87 X_Y_Z_R_Q_P_F_K_;X_ Y:孔位数据Z_:孔底深度绝对坐标R_:每次下刀点或抬刀点绝对坐标Q_:刀具偏移量P_:暂停时间F_:切削进给速度K_:重复次数功能：87 进给孔底主轴正转快速退刀; 例:N005 G80 G90 G0 X0 Y0 M06 T1 ；换 20镗刀N010 G55 ；调用G55工件坐标系N020 M03 S1000N030 G43 H1 Z50；调用长度补偿N040 G87 Z-30 R1 Q2 P2000 F200 ；反镗孔循环N050 G80 G0 Z50 ；取消固定循环N060 M05N070 M30镗孔循环G881. 格式G88 X_Y_Z_R_P_F_K_;X_ Y:孔位数据Z_:孔底深度绝对坐标R_:每次下刀点或抬刀点绝对坐标P_:孔底的暂停时间F_:切削进给速度K_:重复次数说明：沿着X和Y轴定位以后,快速移动到R点,然后,从R点到Z点执行镗孔,当镗孔完成后,执行暂停,然后主轴停止;刀具从孔底手动返回到R点,在R点,主轴正转,并且执行快速移动到初始位置;在指定G88之前,用辅助功能旋转主轴;当G88指令和M代码在同一程序段中指定时,在第一个定位动作的同时执行M代码,然后,系统处理下一个镗孔动作;当指定重复次数K时,只对第一个孔执行M代码,对第二或以后的孔,不执行M代码;对第二或以后的孔,不执行M代码;当在固定循环中指定刀具长度偏置G43/G44或G49时,在定位到R点的同时加偏置;限制轴切换必须在切换镗孔轴之前取消固定循环P 在执行镗孔加工的程序段中指定P,如果在不执行镗孔加工的程序段中指定,P不能作为模态数据被贮存;取消不能在同一程序段中指定01和G代码和G88,否则G88将被取消;刀具偏置在固定循环方式中,刀具偏置被忽略;镗孔循环G891. 格式G89 X_Y_Z_R_P_F_L_;X_ Y:孔位数据Z_:孔底深度绝对坐标R_:每次下刀点或抬刀点绝对坐标P_:孔底的停刀时间F_:切削进给速度K_:重复次数功能：G89 进给孔底暂停快速退刀;G99返回点平面当刀具到达孔底后,刀具可以返回到R点平面或初始位置平面,由G98和G99指定,一般情况下,G99用于第一次钻孔面G98用于最后钻孔,即使在G99方式中执行钻孔,初始位置品平面也不变;能编程图形镜像指令、格式： X__ Y__ Z__ 激活镜像功能M98 P____X__ Y__ Z__ 取消镜像功能例：用镜像功能编程如下图所示程序O0001子程序,1的加工程序增量坐标G41 G00 X10 Y4 D01Y 1G01 Z-2 F100Y25X10G03 X10 Y-10 I10G01 Y-10X-25G00 Z100G40 X-5 Y-10M99O0002主程序G91G17M03M98P0001 加工1Y轴镜像,镜像位置为X0M98P0001 加工2G50 X0 取消Y轴镜像原点镜像,镜像位置为0,0M98P0001 加工3X0 Y0 取消Y轴镜像Y0 X轴镜像,镜像位置为Y0M98 P0001 加工4Y0 取消X轴镜像M05M30旋转功能编程图形旋转指令G68、G69指令格式：G68 X__ Y__ R___ 激活旋转功能 M98 P____G69 取消激活功能以给定点x、y为旋转中心,将图形旋转R角度；如省略X、Y则以原点为旋转中心;例如：G68 R60表示以坐标原点为旋转中心,将图形旋转60度；G68 X15 Y15 R60表示以坐标15,15为旋转中心将图形旋转60度;例：如下图所示,编程如下O0001子程序G91 G17G01 X20 Y0 F250G03 X20 Y0 R5G02 X-10 Y0 R5G02 X-10 Y0 R5G00 X-20 Y0M99O0002主程序G90 G00 X0 Y0M98 P0001G68 R45M98 P0001…………旋转八次G68 R315M98 P0001G69M30缩放功能编程图形缩放指令G51、G50指令格式：G51X__Y__Z__P__ 激活缩放功能M98 P____G50 取消缩放功能以给定点X、Y、Z为缩放中心,将图形放大都原始图形的p倍；如省略x、y、z,则以程序原点为缩放中心;例如：G51 P2表示以程序原点为缩放中心,将图形放大一倍；G51 X15.Y15. P2表示以给定点15,15为缩放中心,将图形放大一倍; 如下图所示,编程如下：O1000子程序G00 G90 X0 Y-10 F100G02 X0 Y10 I10 J10G01 X15 Y0G01 X0 Y-10M99O2000主程序G92 X-50 Y-40G51 P2M98 P1000G50M30。
加工中心自动换刀程序的设计与调试
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关键词 ：加工 中心 ；自动换 刀；Ｐ Ｌ Ｃ ；触摸屏
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｐ ２ ７ 文献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ １— ３ ８ ８ １（ ２ ０ １ ３ ）２ ０—０ ６ ４— ４
Ｐｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｄｅ ｂｕ ｇ ｇ ｉ ｎｇ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ＡＴＣ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ Ｃｅ ｎｔ ｅ ｒ
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加工中心自动换刀功能及编程
加工中心自动换刀功能是通过机械手（自动换刀机构）和数控系统的有关控制指令来完成的。
换刀过程：装刀，选刀，换刀
1．换刀过程
（1）装刀：刀具装入刀库
任选刀座装刀方式。
刀具安置在任意的刀座内，需将该刀具所在刀座号记下来。
固定刀座装刀方式。
刀具安置在设定的刀座内。
（2）选刀
从刀库中选出指定刀具的操作。
1）顺序选刀：选刀方式要求按工艺过程的顺序（即刀具使用顺序）将刀具安置在刀座中，使用时按刀具的安置顺序逐一取用，用后放回原刀座中。
2）随意选刀：
①刀座编码选刀：对刀库各刀座编码，把与刀座编码对应的刀具一一放入指定的刀座中，编程时用地址T指出刀具所在刀座编码。
②计算机记忆选刀
刀具号和存刀位置或刀座号对应地记忆在计算机的存储器或可编程控制器的存储器内，刀具存放地址改变，计算机记忆也随之改变。
在刀库装有位置检测装置，刀具可以任意取出，任意送回。
（3）换刀
1）主轴上的刀具和刀库中的待换刀具都是任选刀座。
刀库→选刀→到换刀位→机械手取出刀具→装入主轴，同时将主轴取下的刀具装入待换刀具的刀座。
2）主轴上的刀具放在固定的刀座中，待换刀具是任选刀座或固定刀座。
选刀过程同上，换刀时从主轴取下刀具送回刀库时，刀库应事先转动到接收主轴刀具的位置。
3）主轴上的刀具是任选刀座，待换刀具是固定刀座。
选刀同上，从主轴取下的刀具送到最近的一个空刀位。
2．自动换刀程序的编制
（1）换刀动作（指令）：选刀（T××）；换刀（M06）
（2）选刀和换刀通常分开进行。
（3）为提高机床利用率，选刀动作与机床加工动作重合。
（4）换刀指令M06必须在用新刀具进行切削加工的程序段之前，而下一个选刀指令T常紧跟在这次换刀指令之后。
（5）换刀点：多数加工中心规定在机床Z轴零点（Z0），要求在换刀前用准备功能指令（G28）使主轴自动返回Z0点。
（6）换刀过程：接到T××指令后立即自动选刀，并使选中的刀具处于换刀位置，接到M06指令后机械手动作，一方面将主轴上的刀具取下送回刀库，另一方面又将换刀位置的刀具取出装到主轴上，实现换刀。
（7）换刀程序编制方法
1）主轴返回参考点和刀库选刀同时进行，选好刀具后进行换刀。
…
N02 G28 Z0 T02 Z轴回零，选T02号刀；
N03 M06换上T02号刀
…
缺点：选刀时间大于回零时间时，需要占机选刀。
2）在Z轴回零换刀前就选好刀
…
N10 G01 X_ Y_ Z_ F_ T02直线插补，选T02号刀
N11 G28 Z0 M06 Z轴回零，换T02号刀
…
N20 G01 Z_ F_ T03直线插补，选T03号刀
N30 G02 X_ Y_ I_ J_ F_顺圆弧插补
3）有的加工中心（TH5632）换刀程序与上略不同
…
N10 G01 X_ Y_ Z_ F_ T02直线插补，选T02号刀
…
N30 G28 Z0 T03 M06 Z轴回零，换T02号刀，选T03号刀
N40 G00 Z1
N50 G02 X_ Y_ I_ J_ F_圆弧插补
…
注：对卧式加工中心，上面程序的G28 Z0应为G28 Y0。