使用PMC軸功能實現對加工中心刀庫的控制

楊中力（天津中德職業技術學院，300350）

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使用PMC軸功能實現對加工中心刀庫的控制

楊中力
（天津中德職業技術學院，300350）

本文主要分析了PMC軸的控制原理，并從實踐的角度分析在加工中心刀庫控制中，利用PMC軸控制的思路和控制方案。

PMC軸；加工中心刀庫；控制

Fanuc-0id系統提供了PMC軸控制功能，該功能是指對進行了連接和設定的任意伺服軸，可以從CNC的管理下分離出來，使用PMC信號直接進行控制，即這個軸可以實現不用NC程序控制而用PMC程序控制的目的。利用PMC程序賦予PMC軸移動量、進給速度等，使得在同一路徑內，PMC軸與NC控制軸共同運行，而兩者無插補關系，各自獨立。基于這種功能，在數控機床中，常使用PMC軸對轉塔、托盤、分度臺、刀庫等周邊設備進行控制。

我們對俄羅斯產MT2627加工中心改造時，利用PMC軸功能完成了對刀庫的控制。本文通對PMC軸控制刀庫的實踐及及總結，介紹PMC軸控制原理及調試方法。

1　PMC軸控制原理

1.1PMC軸的選擇和激活

選擇PMC軸控制時，針對每個路徑提供有A、B、C、D4組輸入輸出信號組，每組中控制哪個軸，通過參數（No.8010）來進行設定（見下圖1）。

為從CNC的管理下分離出來，由PMC來直接控制該軸，通過PMC程序將控制軸選擇信號EAX1～EAX5 ＜G0136.0～G136.4＞所對應的位設定為‘1'。

1.2指定控制動作的類型

用軸控制指令信號EC0g～EC6g＜G143.0～6，G155.0～6，G167.0～6，G179.0～6＞來指定動作的種類，進給速度用EIF0g～EIF15g＜G144～145，G156～157，G168～169，G180～181＞來指定，用軸控制數據信號EID0g～EID31g＜G146～149，G158～161，G170～173，G182～185＞來指定移動量等。

1.3軸控制指令讀取信號EBUFg與軸控制指令讀取完成信號EBSYg的處理

PMC連續執行多個動作時，在CNC側對這些指令程序段進行緩沖處理。通過讀取軸控制指令讀取信號EBUFg 和軸控制指令讀取完成信號EBSYg 的按位加（ExclusiveOR），即可判斷CNC 側的緩沖器的狀態。

2　PMC軸參數設置

2.1首先連接好數控系統和伺服系統，并完成FSSB的設置。

2.2設定以下與PMC軸相關的參數

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3　MT2627加工中心刀庫結構原理

MT2627加工中心刀庫由伺服電機通過楔形帶以3：1的減速比驅動減速箱，再通過減速箱10：1帶動刀庫鏈輪，驅動刀庫旋轉。刀庫配置60個刀套，刀庫換刀位置安裝刀庫鎖緊機構和兩個計數開關。電氣系統的配置情況如下：

3.1MT2627加工中心電氣配置了6個伺服軸，第六軸設定為刀庫軸。手動方式可通過按鈕控制刀庫正反轉及刀位準確停止；自動方式可通過T指令檢索刀具并指令刀庫旋轉到位。

3.2伺服電機配置絕對位置編碼器，可以在對伺服設定時完成對刀庫參考點的調整與設定。

3.3刀庫計數開關為機床原廠設計安裝，可以完成刀庫計數和刀庫準停確認。

4　MT2627加工中心刀庫的控制方案

4.1刀庫控制流程：刀庫的控制分為手動和自動兩種模式，在PMC程序中分別進行兩種模式下的刀庫旋轉方向及旋轉位置的處理，對兩種處理的數據賦值到相同數據塊中。

對于使用PMC軸控制刀庫的旋轉，可以根據刀庫的設計原理選擇機械坐標系指令控制，使用AXCTL指令便于實現對刀庫進行快速移動的位置控制；或者也可以選用連續進給方式控制刀庫運行，需要對PMC軸接口信號的命令和數據分別賦值。

4.2使用AXCTL指令對刀庫進行位置控制的方案，該方案基于PMC軸機械坐標系指令（20H）位置控制，刀庫軸被定義為旋轉軸，360度分度；在使用AXCTL指令時，設置60個位置參數作為60個刀套的準停位置。

AXCTL指令的使用：AXCTL是專門用來對PMC軸進行控制的功能指令，在PMC編程時調用該功能指令，按要求給定參數，并對使用到的參數進行處理即可，不用考慮數據的輸入輸出與緩沖器之間的時序關系，簡化了編程，提高了可靠性。

指令格式（見下圖2）：

控制條件：

RST=0：解除復位

RST=1：復位，將復位信號（ECLR）設為1，功能指令的指令和參數被清除，正執行的指令停止。

ACT=0：不執行AXCTL指令

ACT=1：執行AXCTL指令，AXCTL保持為1直到該指令處理結束。使用指令完成W1立即對ACT復位。

W1：指令輸出，當W1=1時，表示指令處理完成。

控制參數

DI/DO信號組號：設置1~4分別表示A~D組接口信號。

軸控制數據地址：占用8個字節，需要定義數據起始地址并對控制命令和命令數據進行賦值。

4.3典型PMC程序

（1）定義PMC軸的語句，設置PMC軸一直有效（見下圖3）。

（2）定義控制指令信號EC0g～EC6g，使用機械坐標系控制指令（20H），該語句中需要按照十進制輸入數據32（見下圖4）。

（3）輸入速度數據EIF0g～EIF15g（見下圖5），

（4）指定移動量EID0g～EID31g，選擇60個位置（見下圖6）。

（5）PMC軸控制指令，在對D100開始的8個字節數據進行賦值的前提下，處理AXCTL指令，從而實現刀庫位置控制（見下圖7）。

5　總結

5.1AXCTL指令能準確控制刀庫電機的停止位置，但當刀庫機械傳動精度不高，存在機械間隙時，刀庫停止的位置就會出現偏差。

5.2在對刀具指令、刀具判斷、刀庫刀具檢索等編程時，需要用到功能指令，例如：DECB、CODB、COIN、COMP、MUMEB等，使用這些指令時需要注意數據是BIN還是BCD碼格式。

5.3使用AXCTL指令控制PMC軸時，可以不用考慮數據的緩存和控制時序，簡化了編程，也提高了控制的可靠性，是一種值得推薦的控制方案。

［1］ FANUC Series 0 -MODEL D連接說明書 B-64303CM-1_01功能

［2］ BEIJING-FANUC PMC MODEL PA1/SA1/SA3 梯形圖語言編程說明書

Using PMC axis function to realize the control of the machining center tool magazine

Yang Zhongli
（Tianjin Sino-German University of Applied Sciences，300350）

This paper mainly analyzes the control principle of PMC axis，and from the point of view of practice analysis in the processing center in the control of the tool library，the use of PMC axis control ideas and control program.

PMC axis；machining center tool bank；control

圖5

楊中力（1967-），男，天津中德職業技術學院學院副教授，研究方向：數控技術應用及專業教學。