FANUC CNC 宏程序在重型車銑床上的應用

一重集團紹興重型機床有限公司 (浙江 312000)王會東 李華偉

齊重數控裝備股份有限公司 (黑龍江齊齊哈爾 161005)杜宏祺

我公司為日本JFE 生產制造一臺雙柱立式車銑加工中心，該機床最大加工直徑為6.3m，機床承重為50t，數控系統選用FANUC 31i，機床配置有兩個伺服主軸SP1 (車主軸)、SP2 (銑主軸);兩個直線軸X 軸、Z 軸;一個回轉軸C 軸、一個刀庫軸。八工位車銑刀庫是斗笠式圓盤刀庫，使用FANUC α22/3000HVI伺服電動機驅動，具有可控性強，定位準的特點，通過刀庫管理功能來實現機床可靠換刀控制。

1.實現伺服電動機刀庫動作的方法

(1)通過PMC 軸控制實現刀庫的管理控制 使用伺服電動機的PMC 軸功能，完全是靠PMC 來實現換刀動作。從動作上來看，伺服軸為PMC 軸，而不是NC 控制軸，從CNC 的管理下分離出來，從PMC信號直接進行控制，不使用NC 程序利用信號來控制軸。譬如，可以從PMC 側賦予移動量、進給速度等的指令，使得與NC 管理下運動中的其他軸獨立地進行移動。因此，可以使用NC 的任意軸作為PMC 軸，對轉塔、托盤、分度臺等周邊設備進行控制，用輸入信號來選擇是在NC 還是PMC 的管理下的控制。所以，編程較為復雜，對技術人員的要求較高。

(2)通過系統宏程序實現刀庫管理控制 刀庫伺服電動機配置為NC 控制軸，利用宏程序實現換刀動作和時序安排，PMC 只做輔助作用。使用宏程序實現刀庫動作簡單易懂，可讀性強。

NC 宏程序可以進行賦值、判斷、比較、跳轉、各種運算和軸運動指令。通過用戶宏程序和PMC 之間的信號應答來讀取、運用系統變量，將PMC 程序中刀具交換的條件狀態位作為換刀宏程序判斷跳步執行的條件，實現了大小刀具的隨機換刀;通過對機床數據的設定可以非常容易地使得軸移動到固定換刀點;可以定義不同的M 輔助功能代碼與PMC 控制程序有機結合激活每一步換刀動作，整個換刀執行過程之間的復雜關系就十分簡單明了。使用系統變量和機床參數不僅是一個非常有效簡捷的方法，而且可以簡化PMC 控制程序設計，最終共同完成復雜的刀具交換的過程。

2.用宏程序實現換刀過程參數的設置

圓盤刀庫電動機為旋轉軸設置，而且為360°循環顯示，要求NC 設定參數如下:

用宏程序實現刀庫動作時，有多種方法，由于換刀動作與刀庫電動機的編碼器類型和找刀方式有關，因此在實際編程方法上也有所不同。

(1)伺服電動機編碼器不同 ①絕對型編碼器電動機:由于電動機坐標由電池進行保持，對于固定換刀刀庫，就是說每把刀在刀庫上的位置固定，是有固定坐標值的。所以在找刀時，NC 只需要走到相應的機械坐標位置就可以找到相應的刀位，并進行抓松刀操作。②增量式編碼器電動機:由于電動機坐標掉電丟失，故要求每次開機之后刀庫電動機進行回零操作才可以固定每個刀位的具體位置。同樣，回零完成之后，找刀時，NC 只需要走到相應的機械坐標位置就可以找到相應的刀位，并進行抓松刀操作。

(2)找刀方式不同 ①就近找刀:使由于刀庫電動機為旋轉軸，可以通過設定旋轉軸參數進行就近旋轉找刀操作。設定參數:1008#1=0 (就近旋轉)。②固定方向找刀:對于間隙較大的機械，如果進行就近找刀可能導致刀位位置發生變化，故可采用固定方形找刀的方式，設定參數如下:1008#1=1(按指令值符號方向找刀)。

3.換刀指令的定義

(1)主軸上無刀，指令T＊＊＊＊。

(2)主軸上有刀，指令T＊＊＊＊，且指令(目標)刀號大于主軸上刀號。

(3)主軸上有刀，指令T＊＊＊＊，且指令(目標)刀號小于主軸上刀號。

(4)主軸上有刀，指令T＊＊＊＊，且指令(目標)刀號等于主軸上刀號。

4.宏程序的編制

本機床根據用戶要求，設有一個8 工位的圓盤斗笠刀庫，刀庫電動機編碼器為增量編碼器，換刀時按照固定方向找刀，使用M6 調用O9001 號宏程序，指令格式為M6T＊＊＊＊，設定參數6071=6。

宏變量定義如下:

#100:目標刀號輸出地址，為非保持型公共變量，掉電丟失，可自由定義。

#4120:T 代碼輸出變量地址，為系統變量。

#3000:報警信息設置地址。括號內為報警內容。

#500:主軸上刀具號存儲地址，為保持型公共變量，掉電不丟失，可自由定義。

#504:X 軸換刀位坐標值存儲地址，為保持型公共變量，掉電不丟失。

#505:Z 軸換刀位坐標值存儲地址，為保持型公共變量，掉電不丟失。

#105:同#100

換刀程序如下:

5.結語

未來刀庫的演進及發展必須與機床的發展相適應，因此未來刀庫被賦予能符合未來全方位綜合切削加工機床及多任務復合加工機床需求之使命。刀庫的調試方法也必須展現全新之思維，方便、簡捷，來提高工作效率，這樣才能在未來機床發展中扮演著稱職角色。