加工中心安装对刀仪方案

　　在加工过程中，工件装卸、刀具调整等辅助时间在加工周期中占很大比例，其中刀具调整既费时又费力，还需要试切和测量。每一个刀具的偏置值是仔细切削每一个刀具，测量、计算、补偿(手工上刀具)都能得到，稍有不慎就会报废工件。更换工具后，必须重新进行工作。据统计，纯机动时间约占总时间的55%，装夹、对刀等辅助时间约占45%。因此，道具显示出极大的优越性。使加工中心能够对刀具仪表进行调整，可以大大减少由于人为操作造成的刀头不准确、刀具断裂、损坏、磨损等不能及时发现产生的不良品或浪费，缩短刀具调整时间，提高生产效率。因此，本文以国内主流机床云南VMC850为基础，采用FANUC 0IMATE-MD系统三轴加工中心。

　　一、 功能分析

　　1.1数控系统分析

　　FANUC-Oimate-MD系统配合自动测长仪实现了刀具长度的测量，可以使用系统自带的刀具长度测量指令C37，也可以使用C31功能跳过宏程序来实现。使用工具长度测量说明G37。需要输入的信号有：XEA1-EXA3，永久地址为：X4.0~X4.2，且机床没有将三个输入信号从系统控制单元传到电气柜的意愿，如果修改参数改变这三个输入信号地址会对其他功能产生影响，所以不要使用刀具长度测量的功能实现。C31跳车功能有两种：一种是一般跳车，需要输入信号跳车(PLC地址为X4.7);一种是高速跳车，需要输入四个高速跳车信号中的任意一个(HDI0-HDI3)。目前，机床没有从系统控制单元将跳车信号引至电气柜，因此使用普通跳车信号的接线比较复杂，信号延时或偏差现象严重。除PMC侧外，只有CNC侧为0-2MS，高速跳转信号可直接从CNC系统主板的JA40接口导出，连接更方便，信号延时或偏差小于0.1ms。

　　通过以上分析，G31高速跳刀功能更适合刀具长度测量。图1。参数设置为6200~6202、6207。6282~6285号。

　　1.2工具分析

　　加工中心对刀仪的工作原理是在对刀长度进行检测时，当刀具与对刀仪接触并被压到固定位置后，将信号发送到数控系统对刀。当刀具被压到最低位置时，该信号被记录为行程信号。用于刀具行程保护。仪器信号线是六芯线。仪表由机电元件实现，信号输出为常开型，不同接线可实现0V或+24V输出，行程保护通过工作电源DC0V和24V实现：修改系统PLC。使用X地址正常关闭点控制地址，当地址为I时，将出现超出行程的警报。

　　利用指令或操作面板对可编程序控制器(PLC)进行修改，实现对刀具气功能量的控制。

　　二、系统PLC编辑

　　2.1切割机天桥防护

　　通过查找机床未使用的X地址信号，选择X11.0作为刀具跨线桥保护的输入信号。编制梯形图时，应注意报警的自锁、报警内容的准备以及报警的复位和取消。

　　2.2工具仪表吹扫控制

　　为便于操作和控制，操作面板按键和M指令可以控制刀具仪表的吹气。操作面板上正好有一个备用按钮来控制刀具的吹气。这个密钥的地址是X9.7。控制逻辑如下：按下按钮打开吹气，松开按钮关闭吹气。选择M21和M22梯形图控制开吹和闭吹。控制逻辑如下：执行M21开启吹气，M22关闭吹气。

　　三、宏程序调用

　　FANUC 0imate MD提供宏程序调用方式：简单调用(G65);模式调用(G66，G67);(3)使用G代码宏程序调用;使用M代码宏程序调用。为了便于准备call语句，选择使用G代码来调用宏程序。G910调用09010宏程序并将参数6050更改为910。

　　宏程序调用可以指定参数。FANUC 0imate MD有两种类型的自变量名称：I类使用G、L、0和N.P以外的字母，每个字母一次对应一个自变量;II类使用a、B和C，每个字母一次对应一个自变量。也可以使用10组1，J和K。自变量的类型根据使用的字母自动确定。

　　四、宏程序设计

　　4.1系统宏变量

　　#5061 ~#5065：跳过位置(工件坐标系)，#5021 ~#5025：指令当前位置(机械坐标系)，#5041 ~#5045：指令当前位置(工件坐标系)，#4001 ~#4030：前一指令程序段的模型信息(代码G)。

　　4.2刀具长度补偿值的计算方法

　　系统变量只是记录工件在跳过位置的坐标值的变量。刀具长度补偿值是通过计算工件在Z轴的坐标值来计算的。假设主轴端面与刀具在z轴第一参考点的跳刀位置的距离为A，工件在z轴第一参考点的坐标值为B，工件在z轴跳刀位置的坐标值为C，则刀具长度补偿值=A-LE-BL。

　　4.3编程

　　编写宏程序，控制机床运动，进行计算，实现刀具长度测试。刀具长度测量的作用过程如下：

　　1) Z轴返回机床坐标原点

　　2) 移动X轴和Y轴，对刀仪在刀具正下方移动。

　　3) z轴以负方向移动到靠近对刀仪的安全位置。

　　4) 转动主轴并暂停。

　　5) 再次按下循环开始按钮并吹LS。

　　6) 对于长度测量，z轴在负方向缓慢移动。

　　7) 测量完成后，z轴增加5mm。

　　8) 在相应的偏移量中写入刀具长度。

　　9) Z轴返回机床坐标的零点。刀具长度测量完成。

　　五、调试，

　　5.1系统参数设置及功能跳过调试

　　设置与高速跳过和宏程序调用相关的参数。参数6200到6287可以设置FANUC 0iMate--MD skip函数，参数6050改为910(执行C910调用09010宏程序)。参数设置完成后，观察切刀高速跳车信号和天桥信号输入是否有效，然后逐步验证切刀高速跳车功能和天桥保护功能是否有效。

　　5.2宏程序调试

　　在运行宏程序之前，应该为一些相关变量赋值。#900：对刀高度，#901：对刀中心X轴对刀值，#902：对刀中心Y轴对刀值，#903：主轴端面到第一参考点对刀点Z的距离(正值)。给这些变量赋值后，可以调试宏程序。首先，一步缓慢运转机器，观察机床运动和自变量值变化是否正确。

　　六、结论

　　以VMC850加工中心为例，从电气连接、数控系统PLC的改造、宏程序的编写与调用、整体调试等方面探讨了在数控FANUC系统中安装对刀仪的思路和方法。该设计方案可以提高加工效率，减少刀具故障，对机械加工行业的人们具有重要的参考意义。