加工中心换刀程序分析.pdf

加工中心换刀程序分析.pdf加工中心换刀程序分析
第十章、加工中心换刀程序分析
本章以一台立式加工中心的换刀程序为例，
分析换刀程序的程序结构、程序内容，加工中
心的生产厂家为台湾丽伟计算机机械股份有限公司，VB 系列机
床，采用的是 FANUC-0IMB 系统。
该机床的换刀机构包括：刀库、机械手、
主轴拉刀机构。刀库采用侧装式，安装在立柱
上，由三相异步电机通过减速机构带动刀库旋
转，通过接近开关检测刀库计数和刀库回零。
换刀时位于刀库最下位置的刀套在刀套抬起/
落下油缸的驱动下可完成抬起落下动作。机械
手的旋转、抬起落下等动作是在机械手电机的
驱动下，通过一套凸轮机构来完成，换刀动作
、快速。由接近开关检测机械手的关键位 加工中心的换刀程序分析
，配合换刀时的其它机构的动作。主轴拉刀 机床及换刀机构
机构完成主轴刀具的夹紧和松开操作，并有接
近开关检测主轴刀具的夹紧或松开状态。
机 床 外 观
主轴和机械手
刀 套 落 下 动 作
换刀过程中
换刀动作分析
这种类型的加工中心的整个换刀过程包括刀
库找刀和换刀两个独立的动作。
刀库找刀也叫刀具调用，当机床的操作者通
过程序命令，例如：T12，从刀库调用 12 号刀时，
PMC 检索 12 号刀具所在的刀套号，再进行刀库
正反转判别，控制刀库旋转；当然还有手动刀库
的旋转操作，完成手动装卸刀具。
换刀动作集合了刀库、机械手、主轴三方面
的动作，整个过程是一个顺序动作的过程，通过
顺序动作的步骤一步步完成换刀。以程序控制自
动换刀来解释整个换刀过程
输入换刀指令：T**
并执行循环启动
程序处理输出
通过 F26 将 T 代码输
出至 PMC。
PMC 对刀具号进行检索
处理
检索判断出该刀具在不
在刀库，如果在进一步找
出该刀具放在哪一个刀
刀库旋转控制
套内。
根据检索到的刀套号，控
制刀库旋转。刀库旋转到
位停止，刀具调用动作完
成。
M06 的处理
当程序处理到 M06 时，
启动整个换刀动作
换刀准备动作：
机械手待位状态、机床各轴
到达换刀位置、主轴定向。
换刀步骤 1
刀库侧，刀套下（刀套由水平状态变为垂直状
态）
换刀步骤 2
机械手旋转 60 度抓刀
换刀步骤 3
主轴刀具松开、主轴清洁吹
气
换刀步骤 4
机械手拔刀落下、旋转 180 度交换刀具、机械
手抬起装刀。
换刀步骤 5
主轴刀具夹紧
换刀步骤 6
机械手旋转 60 度回原位
换刀步骤 7
刀库侧，刀套上（由垂直
状态转为水平状态）
换刀完成
换刀电路:
换刀程序地址说明:加工中心的换刀程
序比较复杂庞大，所涉及的地址较多，为便于阅
读梯形图程序，将所涉及的地址放在附录。
换刀程序介绍
该机床的 PLC 类型为 SB7，下图是该程序的清单，
与换刀有关的程序内容出现在一级程序、二级程
序，没有为换刀专门编写子程序。
因为，换刀过程中机械手动作较快，机械手的 60
度、中间点、180 度的检测信号出现的时间很短，
所以将这部分的程序放在一级程序，保证 8ms 能
处理到这种信号。