带刀库有刀号对刀仪宏程序

手动对刀

O9902

M16

G49G40

G53

#130=#4203

#131=#4206

#132=#4309

G53

IF[#11GT1]GOTO3

G04X2.0

M17

G31G91Z-20.F200

G00G91Z15.

G31Z-20.F150

#102=#5063

#10001=0

G28G91Z0.

GOTO999

N3G04X2.0

M17

G31G91Z-20.F300

G00G91Z15.

G31Z-20.F150

#103=#5063

G28G91Z0.

#104=#103-#102

#[10000+#11]=#104

N999G#130G#131F#132 G91G28Z0

M99

盘式刀库随机换刀的程序设计(FANUC系统)

关键字：自动刀具交换装置（ATC）；随机换刀；数据刷新；摘要：采用PLC控制程序和宏程序（固定换刀循环程序）组成的两部分完成复杂的刀库随机换刀控制程序是比较有效的方法。机床是制造机器的机器，机床工业的技术水平决定着装备制造业乃至整个国民经济的技术水平。马克思在《资本论》中有一段论述："大工业必须掌握这特有的生产资料，即机器的本身，必须用机器生产机器。这样，大工业才能建立起与自己相应的技术基础，才得以自立"。我国数控技术及其数控机床设备在各工业部门中应用的整体水平与工业发达国家相比还有一定差距。为了实现"十一五"规划的发展目标，进一步发展我国的装备制造业，加快机床的数控化，对各行各业尤其对于加工批量零件、关键零件和形状复杂零件的行业，如航空、电力、船舶、模具制造业等都具有十分重要的意义。数控机床尤其是加工中心的PLC控制程序设计是比较复杂的。因为加工中心自动换刀的控制程序是一个比较复杂的控制过程。按自动换刀方式通常可以分为随机换刀和固定换刀两种方式。如图1，圆盘式刀库是ATC随机换刀典型的形式之一。其换刀机构（ATC）通过凸轮机构来完成整个换刀过程。换刀的动作过程准确可靠，是一种被经常采用的刀库。在链式、盘式或箱式刀库程序设计时，通常可以将刀具交换分为两个步骤，T命令主要完成搜索刀库中的刀具，M命令完成刀具的交换，使主轴上更换新的刀具。因此，刀具交换实际上就是指搜索和交换目标刀具。随机换刀是一个非常复杂的逻辑控制过程。它只对刀具进行编码而不对刀套进行编码，刀具在刀库中的位置是随机的。理想的随机换刀控制通常包括圆盘式刀库PLC控制程序和宏程序（固定循环换刀程序）两部分组成。PLC控制程序根据T码完成搜索刀库中的刀具，NC宏程序完成刀具交换的整个过程。 1随机换刀PLC程序设计以XH716加工中心（FANUC 数控系统）圆盘式刀库为例，刀库刀具交换的PMC控制程序设计主要考虑搜索目标刀具在刀库上的刀套位置、大小刀具管理和判别、刀库旋转方向（目标刀套最短路径）的判别、刀具数据的刷新和管理以及可预选刀具（主要为了可以缩短换刀时间），从而完成目标刀具的搜索，为刀具交换作准备。无论是西门子（SIEMENS）数控系统还是发那科（FANUC）数控系统，它们接受的T码都是二进制数据格式。因此在着手编制刀库PLC控制程序时首先考虑好选用功能指令的数据格式。这样就能保证正确选用功能指令，避免功能指令数据格式的不一致性。 PMC有很多类型，如SA1 、SB7等，要正确理解PMC已有的回转控制如图2、数据检索如图3、逻辑乘如图4和变址修改如图5等功能指令的用途，充分掌握合理应用数据检索指令完成对目标刀具所在刀套号的搜索；用回转控制指令解决刀库旋转最短路径的判别；用逻辑乘和变址修改指令完成刀具交换后的数据刷新；用比较指令解决大小刀具的判别，这样就可以比较容易简化

刀库程序流程：

1．刀库结构根据刀具容量可分为盘式和链式刀库，链式刀库一般用于刀具较多的机床上，目前国内机床上使用较少。根据刀库旋转动力可分为液压马达，普通电机，伺服电机，凸轮机械，无动力（靠主轴带动）等。使用前两种方式的比较多，都使用感应开关计数，且控制方式相似。 2．换刀过程分析分为随机换刀和固定换刀。 1）随机换刀是刀具较多的情况采用，必须有机械手辅助，没有还刀过程。但数据表需要更新，刀具号和刀套号不是一一对应。加工程序中使用M06T**, PLC或宏程序检测到M 06信号脉冲和T信号脉冲，进行刀具检索，刀库旋转到要交换的刀套位置，刀具交换，数据表更新。 2）固定换刀是在刀具不多的情况采用，一般没有机械手，换刀时候，先还刀，再取刀。刀具号和刀套号固定，从哪里取的刀具要还刀原来的地方去。数据表不需要更新。加工程序中使用M06T**, PLC或宏程序检测到M 06信号脉冲和T信号脉冲，将主轴上的刀具还回到刀库中去，再进行刀具检索，刀库旋转到要交换的刀套位置，刀具交换。 3．刀库控制思路见流程图刀库程序流程：检索T代码所代表的刀号所在位置，使用DSCHB (SUB34) ,D101-D179(刀具号1-79) D100(主轴刀号) 如果T代码所代表的刀具在主轴上，R301.0=1 转到结尾计算从当前刀套号（计数器1,C002）到目标刀套号的旋转步数和旋转方向， D181(目标位置指令),D182(步数指令)—取刀 D183(目标位置前次),D184(步数前次) –还刀刀库停止转动(R9000.0)，进行换刀。

2伺服电机驱动，输出G地址信号如果是固定刀套位换刀，没有此步。用宏程序来实现(O9001,M06 调用)。 4．相关参数设定 M06 代码调用宏程序：6071-6079，调用9001-9009 宏程序，例如6071设定为6，则M06 调用9001宏程序。参考位置：1240-1243，每个轴的第一到第四参考点的坐标值，一般使用第一参考点（参数1240）做为相关轴的换刀点坐标值。 5．换刀宏程序换刀各个动作用M代码来实现，这样可保证每个步骤是按顺序执行。 O9001 (CHANGE TOOL) N1IF[#1000EQ1]GOTO22 N2#199=#4003 N3#198=#4006 N4IF[#1002EQ1]GOTO10 N5IF[[#1003EQ1]GOTO7 N6GOTO11 N7M51 N8G21G91G30P2Z0M19 N9GOTO11 N10G21G91G28Z0M19 N11M50

基于宏程序和PMC控制的斗笠式刀库换刀的实现

基于宏程序和PMC控制的斗笠式刀库换刀的实现作者：王刘成杨晋萍裘虹来源：《电子世界》2012年第19期【摘要】运用ladder编程软件和宏程序编辑，通过FANUC系统宏程序变量与PMC指令的结合，以及NC指令的调用，实现斗笠式刀库的换刀控制，从而达到换刀的有效进行，保证机械加工的精度，实现了NC机床的高效，高精加工，提高了生产效率和效益。【关键词】NC；宏程序；PMC；功能指令斗笠式刀库存放刀具数量为16～24把，刀库移向主轴实现换刀动作，具有容量少、构造易懂、刀库旋转、找刀容易、方便控制的优点，在经济型加工中心中应用很多。本文主要针对斗笠式刀库的特点，运用PMC和宏程序实现对斗笠式刀库的换刀控制。一、换刀动作及时序图当主轴刀具进入刀库刀套后，主轴向上进给，脱开刀具，随后刀库旋转。当输入的指令刀具在主轴正下方位置时，主轴向下进给，让刀具进入主轴锥孔，主轴夹刀后，刀库退到初始位置。其换刀动作详细如图：（1）主轴移动到换刀点：图1（a）（2）主轴定位（3）刀库向前到换刀点抓取旧刀：图1（b）（4）主轴松开刀具（5）Z轴向上移动出换刀空间：图1（c）（6）刀库据指令找刀：图1（d）（7）Z轴向下移动至换刀点：图1（e）（8）主轴紧紧新刀（9）刀库后退至初始位置：图1（f）

（10）刀库时序图：图2 整个刀库的动作主要靠刀库电机、汽缸和主轴的相互结合控制实现。时序图中的分度电机通过PMC功能指令实现刀库的正反转就近找刀，其中的接近开关信号可用于刀库计数以此实现刀库原点复归和数刀。汽缸的功能主要用于接收PMC发出的信号以控制刀库整体向前或后退，为换刀或换刀后的运行NC程序作准备。二、FANUC换刀宏程序流程图主要通过NC程序、PMC、宏程序实现，其中宏程序变量类型如表一所示，换刀时序框图如图3，相关说明如右侧所示。三、功能指令 FANUC 0ID系统的功能指令有104个，其中常见的用于刀库控制的PMC功能指令主要有以下几个，现分别加以说明，其中的SUB是功能指令的代码。五、结语通过宏程序，PMC，NC的有机结合控制在加工中心上的应用，改善了原来的换刀速度和换刀的安全性，提高了机床的生产效率，使斗笠式刀库的换刀更为安全，简捷，有效，经济。参考文献 [1]FANUC（北京）有限公司.B—61863梯形图语言编程说明书，2003. [2]FANUC（北京）有限公司.GFZ—61803E—1/07 Macro Complier/Macro Executor Programming Manual. [3]FANUC（北京）有限公司.B—64305CM/01 FANUC Series 0i—MODEL D维修说明书，2009. 作者简介：王刘成（1983—），男，河南周口人，现供职于山西大学工程学院，研究方向：数控机床应用技术。裘虹（1964—），女，浙江嵊州人，浙江特种电机有限公司工程师，研究方向：伺服电机。

FANUC刀库设定

2.1刀库初始化参数 2.1.1C计数器的设定该画面用于设定和显示功能指令的计数器(CTR:SUB5)的计数器的最大值和现在值。该画面上可以使用简易显示方式和注释显示方式。要移动到计数器画面，按下［计数器］软键。请将C0的设定值输入您使用刀库的最大刀具。LD-XPFA-A3顺序PMC目前只支持斗笠16把，斗笠20把，刀臂24把，刀臂32把刀具。请勿使用其他数据，否则会报1011ATC TYPE(C0,D103)SET ERROR!的PMC 异警。在C0的现在值位置输入你现在刀库对准换刀位的那把刀具的刀套号。C0在刀库使用中不可以设置为0或大于C0设定值的数据，否则会报1012CTR(C2)=0OR>MAG.CAPACITY!的PMC异警。

2.1.2D数据表的设定数据表具有两个画面：数据表控制数据画面和数据表画面。要移动到数据画面时，按下［数据］软键。 (1)数据表控制数据画面（［列表］画面）按下［数据］软键，出现用于管理数据表的数据表控制数据画面。该画面上可以使用简易显示方式和注释显示方式。在LD-XPFA-A3顺序PMC中，请将D数据表的地址D0一列的参数设置为00000001，数据设置应大于350。设置完成后，强烈建议切断NC电源一次。参数的具体设置含义如下：

(2)数据表画面（［缩放］画面）设定了数据表控制数据时，从数据表控制数据画面按下软键［缩放］，出现数据表画面。在此画面上，可以使用简易显示方式、注释显示方式和位显示方式。 1.在初次设置刀库时，请将D0设置为0，D1设置为1，D2设置为2……，依次设置，最大号为刀库的最大刀套容量号。例如，C0的设定数位20，那就把D0至D20按照0至20的顺序依次设置。C0的设定数位24，那就把D0至D24按照0至24的顺序依次设置。 2.操作面板上的选择性停止，工作灯，单节执行，机械空跑，单节忽略，自动断电全部按下有效时，在 MDI执行M79指令，也可以达到重置刀库的目的，但必须指出，M79重置，限于刀臂24把，刀臂32把刀具的刀库。不适用于斗笠刀库。 3.D103是刀库设置开关，在不使用刀库的时候，设置为99。 4.如果安装斗笠16把，斗笠20把刀的刀库时，设置D103为1或2都可以。 5.如果安装的是刀臂的24把刀，32把刀刀库时，请设置D103为6。（如果你安装的刀库的近接开关是输出为NPN形式，请设置D103为5）设置完成后，强烈建议切断NC电源一次。

换刀宏程序

换刀宏程序： M50；//屏蔽单段信号 G65H01P#100Q#1250；/*首先取得R250(变量1250)的值存在公用变量100里面*/ n10G65H81P10Q#1250R#100；/*等待PLC在经过一个周期的计算后翻转R130的值*/ /*PLC已经对换刀指令处理完毕，以下进入换刀流程*/ G65 H81 P800 Q#1120R1；/*判断T指令刀号是否与主轴上的刀号一致，不一致时才需要换刀*/ /*需要换刀*/ G0 G49 M05；/*主轴停转，取消刀补，当前移动指令模态设置为定位方式G0*/ G28 G91 Z0 ；/*返回参考点，设置增量式编程*/ G53 x-300 Y-20；/*工件移动到安全位置*/ /*判断主轴上是否有刀，无刀时直接跳转到N500所指换刀函数*/ G65 H81 P500 Q#1121 R1； /*主轴有刀时的换刀过程*/ G65 H01 P#1254 Q1；/*R154赋值为1-定位指示灯亮*/ G53 Z-20；/*主轴下降到刀盘水平线*/ G65 H01 P#1255 Q1；/*R155赋值为1，允许刀盘转动*/ G4 X2；/*等待2秒*/ N110 G65 H81 P110 Q#1122 R01；/*等待R2为0--刀盘转到主轴刀号对应位置*/ G65 H01 P#1255 Q0；/*R155赋值为0，停止刀盘转动*/ G65 H01 P#1251 Q1；/*R151赋值为1，刀盘前进*/ G65 H01 P#1256 Q0；/*R156赋值为0，*/ /*等待R9为1--主轴松刀动作到位(梯形图处理时已经对刀盘前进到位动作采样)*/ N120 G65 H81 P120 Q#1129 R0； G4 P800；/*等待800毫秒*/ G28 G91 Z0；/*主轴提起到安全位置*/ /*R3为1表示T指令刀号已经无效则直接跳转到N600所指取刀函数*/ G65 H81 P600 Q#1123 R1； G65 H01 P#1255 Q1；/*R155赋值为1，允许刀盘转动*/ N130 G65 H81 P130 Q#1124 R01；/*等待R4为0--刀盘已转到T指令刀号对应位置*/ G65 H01 P#1255 Q0；/*R155赋值为0，停止刀盘转动*/ G65 H01 P#1251 Q1；/*R151赋值为1，允许刀盘前进后者后退*/ N140 G65 H81 P140 Q#1129 R0；/*等待R9为1--主轴松刀到位*/ G4 P800；/*等待800毫秒*/ 78 GSK21MA加工中心数控系统安装连接手册

fanuc 刀库程序

FANUC系统刀库典型PMC程序用途：各类型刀库参考梯形图 ID号：dwxc2008 日期：2009年6月

文件使用的限制以及注意事项等文件版本更新的纪录修订日期版本号文件名称修订内容修订人2008年12月 1.0 FANUC系统刀库标准PMC程序首次发布黄辉

目录 1．刀库综述 (1) 1.1 刀库结构 (1) 1.2 换刀方法 (1) 1.3 范例相关说明 (1) 2．斗笠式刀库 (2) 2.1 换刀流程和思路 (2) 2.2 PMC结合宏程序实现 (3) 2.2.1宏程序 (3) 2.2.2宏程序相关 (4) 2.2.3 PMC程序 (5) 2.2.4总结 (20) 3．机械手臂刀库式刀库 (21) 3.1 换刀流程和思路 (21) 3.2 机械手臂动作分析 (22) 3.3 PMC结合宏程序实现 (22) 3.3.1 宏程序 (22) 3.2.2宏程序相关 (23) 3.3.3 PMC程序 (24) 4．车床用4/8工位电动刀塔 (36)

1．刀库综述 1.1 刀库结构根据刀具容量可分为盘式和链式刀库，链式刀库一般用于刀具较多的机床上，目前国内机床上使用较少。根据刀库旋转动力可分为液压马达，普通电机，伺服电机，凸轮机械，无动力（靠主轴带动）等。使用前两种方式的比较多，都使用感应开关计数，且控制方式相似。近年来，由于伺服电机的优良控制特性，伺服电机也越来越多的使用在刀库的旋转控制中，控制方式主要有PMC轴控制，I/O Link轴控制两种。 1.2 换刀方法分为随机换刀和固定换刀。刀盘分为斗笠式刀库和立式旋转式刀库等早期的以斗笠式刀库为多，且多为固定换刀，现在发展出来的斗笠式刀库也有带机械手的，一般来说是否带机械手是判断随机换刀还是固定换刀的重要依据。 1）随机换刀多在刀具较多的情况下采用，必须有机械手辅助，没有单独的还刀过程。但数据表需要更新，刀具号和刀套号不是一一对应。加工程序中使用M06T**，PLC或宏程序检测到M06信号脉冲和T信号脉冲，进行刀具检索，找到所需刀具的刀套位置，刀库旋转到要交换的刀套位置，刀具交换，数据表更新。 2）固定换刀是在刀具不多的情况采用，一般没有机械手，换刀时候，先还刀，再取刀。刀具号和刀套号固定，不需要刀具检索，从哪个刀套取的刀具要还回原来的刀套上去。数据表不需要更新。一般来说斗笠式刀库多为固定换刀。加工程序中使用M06T**，PLC或宏程序检测到M06信号脉冲和T信号脉冲，将主轴上的刀具还回到对应刀套中去，之后刀库旋转到要交换的刀套位置，抓刀。 1.3 范例相关说明以下分别对典型的斗笠式和机械手臂式刀库进行示例，且均以立式加工中心，配置FANUC 串行主轴为例进行说明。用户可根据需要进行修改和应用。注：以下介绍的内容均为参考PMC程序，建议用户根据实际情况进行调整。

加工中心换刀故障的解决方法

加工中心换刀故障的解决方法一、主轴抓刀序号乱当出现该问题时，将主轴的刀具取下， 1 号刀套转至换刀位，具体操作如下： 1. 系统一 PM&参数一计数器，计数器C1— PRESET S入刀库容量值，然后输入当前刀位，C2可不用考虑 2. 系统一 PM&参数一数据表，OFF DATA俞入值（刀库容量值+ 1） 3. 压FG DATA软键，DO-Dn依次输入0?n（相应的刀具号）即可二、撞刀故障出现撞刀故障的主要原因有可能是： 1. 主轴紧刀信号突然丢失导致主轴停转，X、丫仍然走动，此时可修改PLC程序或调整紧刀开关，使其压合正常，同时检查紧刀电磁阀是否正常工作 2. 用户程序有问题 3. 用户使用刀具长度补正，但选择平面时选择的是非 G17平面所置 4. 发那科 0I 检查其零件信号是否已丢失或调整刀具夹紧开关三、主轴出现掉刀现象，机床抓不住刀这种情况下一般可通过如下检查排除故障 1 . 检查气泵压力是否正常 2. 检查机床主轴气路是否通畅，是否有漏气现象，主轴气缸上下运动是否正常，松、卡刀开关是否正常 3. 检查气缸是否漏气、检修气缸活塞及气缸密封件 4. 检查机床抓刀爪子是否打开、调整抓带气缸下螺丝钉是否顶到抓刀爪子上端，调整抓刀爪子上端蝶簧 5. 检查机床抓刀爪子是否磨损四、刀盘不能转动其原因可能是刀库电机热保护器动作，或抱闸没有打开，或刀盘传动太沉等，可检查电柜中的热保护是否跳闸，若电气正常，可能是机械传动出现故障。一般刀盘传动轴承过脏或生锈都可能出现卡死现象，此时出现电机温度过高，刀盘转不动、换刀按钮LED不显示。五、刀库无法进出这种情况可以通过检查以下部位排除故障 1 . 电机电源是否正常、电机是否转动 2. 刀库换刀接近开关是否正常、换刀信号以及刀库准备好信号是否正常，有没有线路虚接现象 3. 继电器是否正常工作、线路是否有虚接 4. 刀库转盘、传动机构是否灵活、有无卡死现象六、主轴准停位错位现象 1. 打开主轴箱外壳，使主轴与电机联接皮带脱开，可以用手转动主轴的方法来调整准停位。 2. 可以在操作系统中调整准停位，具体方法如下：在 MDI方式下，按下设定键

FANUC刀库换刀——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。

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

发那科换刀程序

发那科换刀程序关于FANUC-0IMC加工中心的换刀可以由下面三种方法自动换刀：用M代码调用O9000号后的O9001-O9009和O9020-O9029程序自动换刀，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程序号，参数内的数字与所呼叫的M代码相同。如下：（1）P6089为6 ；O9029。（2）O9029 #3=#4003； G91G30Z0； T#20； T#4020； M6； G#3； M99；注：次种换刀自动记忆G90/G91的模态，换刀后默认为程序上面的G90/G9 1，不必在下面为换刀后把G91转换为G90。且如果用宏程序的话#203和#3不能用。不然的话无法换刀和记忆模态。（二）用T代码调用O9000号程序（1）P6001#5为1。设定用T代码调用宏程序。（2）O9000 #3=#4003； G91G30Z0； T#149； M6； G#3；

M99；注：次种换刀自动记忆G90/G91的模态，换刀后默认为程序上面的G90/G 91，不必在下面为换刀后把G91转换为G90。屏蔽掉刀仓用T代码旋转，T代码直接为换刀指令。如果不用大径刀的话，次种方法比较方便，主要适合自动编程后自动生成的程序。（三）用G65调用宏程序换刀格式为G65T2P---- 关于FANUC-0IMC加工中心的换刀可以由下面三种方法自动换刀：用M代码调用O9000号后的O9001-O9009和O9020-O9029程序自动换刀，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程序号，参数内的数字与所呼叫的M代码相同。如下：（1）P6089为6 ；O9029。（2）O9029 #3=#4003； G91G30Z0； T#20； T#4020； M6； G#3； M99；注：次种换刀自动记忆G90/G91的模态，换刀后默认为程序上面的G90/G9 1，不必在下面为换刀后把G91转换为G90。且如果用宏程序的话#203和#3不能用。不然的话无法换刀和记忆模态。（二）用T代码调用O9000号程序（1）P6001#5为1。设定用T代码调用宏程序。（2）O9000

FANUC刀库设定

2刀库的使用和调整 2.1刀库初始化参数 2.1刀库初始化参数 2.1.1C计数器的设定该画面用于设定和显示功能指令的计数器(CTR:SUB5)的计数器的最大值和现在值。该画面上可以使用简易显示方式和注释显示方式。要移动到计数器画面，按下［计数器］软键。请将C0的设定值输入您使用刀库的最大刀具。LD-XPFA-A3顺序PMC目前只支持斗笠16把，斗笠20把，刀臂24把，刀臂32把刀具。请勿使用其他数据，否则会报1011ATC TYPE(C0,D103)SET ERROR!的PMC

异警。在C0的现在值位置输入你现在刀库对准换刀位的那把刀具的刀套号。C0在刀库使用中不可以设置为0或大于C0设定值的数据，否则会报1012CTR(C2)=0OR>MAG.CAPACITY!的PMC异警。 -11-

(2)数据表画面（［缩放］画面）设定了数据表控制数据时，从数据表控制数据画面按下软键［缩放］，出现数据表画面。在此画面上，可以使用简易显示方式、注释显示方式和位显示方式。 1.在初次设置刀库时，请将D0设置为0，D1设置为1，D2设置为2……，依次设置，最大号为刀库的最大刀套容量号。例如，C0的设定数位20，那就把D0至D20按照0至20的顺序依次设置。C0的设定数位24，那就把D0至D24按照0至24的顺序依次设置。 2.操作面板上的选择性停止，工作灯，单节执行，机械空跑，单节忽略，自动断电全部按下有效时，在 MDI执行M79指令，也可以达到重置刀库的目的，但必须指出，M79重置，限于刀臂24把，刀臂32 把刀具的刀库。不适用于斗笠刀库。 3.D103是刀库设置开关，在不使用刀库的时候，设置为99。 4.如果安装斗笠16把，斗笠20把刀的刀库时，设置D103为1或2都可以。

加工中心刀库

C:\RECYCLER\setup.reg附录9：实现刀库控制功能目录相关知识与技能 1．与刀库相关的电气连接 2．刀库控制的相关信号及其功能 2．1 主轴准停控制信号ORCMA 2．2 宏程序所用的系统变量 2．2．1 用户宏程序输入信号 2．2．2 宏程序报警变量 2．2．3 模态信息变量（#4003、#4006） 3．宏程序调用及刀库相关系统参数 3．1 指定调用宏程序的M代码值参数PRM#6080～6089 3．2 主轴准停位置设置参数（PRM#4031） 3．3 主轴定向速度参数（PRM#4038） 3．4 换刀点设置参数（PRM#1241） 3．5 其他相关参数 4．换刀宏程序 5．PMC控制程序思考题实训项目3.8 实现刀库控制功能以FANUC 0i系统加工中心或调试台为例，介绍一种通过宏程序调用实现斗笠式刀库换刀控制的方法。刀库容量为16（装16把刀），利用伺服主轴电动机的内置编码器进行定向/准停。实训学时：10学时。实训目的: （1）加工中心斗笠式刀库的操作与控制程序的编制。（2）掌握调用宏程序实现刀库控制的编程方法。（3）掌握调用宏程序实现刀库控制的相关参数设置。实训内容：（1）斗笠式刀库的操作。（2）控制刀库的宏程序设计。（3）刀库梯形图程序的设计与调试。（4）梯形图功能的调试。

（5）宏程序调用实现刀库控制的相关参数设置。实训设备: （1）配置FANUC 0i数控系统的加工中心/综合调试台。（2）个人计算机（PC）。（3） FANUC公司的梯形图编辑软件（FLADDER Ⅲ版本）。实训要点：（1）用FLADDER Ⅲ软件对PMC离线编程。（2）FANUC 0i PMC操作。（3）FANUC 0i 系统PMC程序传输与功能调试。（4）刀库控制用宏程序设计与加载。（5）PMC功能指令的应用。（6）刀库梯形图程序设计。（7）调用宏程序控制刀库的相关参数设置。（8）刀库控制功能验证。实训具体要求：（1）规范实训，按操作规范操作机床。（2）机床工作时，严禁用手或导体去触碰各通电电器，确保人身和设备安全。（3）操作刀库之前，必须保证机床执行手动回零操作。（4）验证刀库功能时，可采用单程序运行模态或单独执行相关的刀库辅助功能指令（M指令）操作，密切关注机床的动作，确保刀库与主轴不撞机。（5）具备加工中心的基本操作能力和应用水平。（6）熟悉FANUC 0i系统参数的设置方法与操作。组织形式：教师：演示与指导，组织学生训练、演示、讨论与评估。学生：根据设备数量，可在课内分组定时训练，也可预约训练，采取组长负责制，负责指导、提问与考核各组员。相关知识与技能： 1．与刀库相关的电气连接假设加工中心刀库的主电路如图附9-1所示。

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→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

盘式刀库随机换刀的程序设计(FANUC系统)

摘要：采用PLC控制程序和宏程序（固定换刀循环程序）组成的两部分完成复杂的刀库随机换刀控制程序是比较有效的方法。机床是制造机器的机器，机床工业的技术水平决定着装备制造业乃至整个国民经济的技术水平。马克思在《资本论》中有一段论述："大工业必须掌握这特有的生产资料，即机器的本身，必须用机器生产机器。这样，大工业才能建立起与自己相应的技术基础，才得以自立"。我国数控技术及其数控机床设备在各工业部门中应用的整体水平与工业发达国家相比还有一定差距。为了实现"十一五"规划的发展目标，进一步发展我国的装备制造业，加快机床的数控化，对各行各业尤其对于加工批量零件、关键零件和形状复杂零件的行业，如航空、电力、船舶、模具制造业等都具有十分重要的意义。数控机床尤其是加工中心的PLC控制程序设计是比较复杂的。因为加工中心自动换刀的控制程序是一个比较复杂的控制过程。按自动换刀方式通常可以分为随机换刀和固定换刀两种方式。如图1，圆盘式刀库是ATC随机换刀典型的形式之一。其换刀机构（ATC）通过凸轮机构来完成整个换刀过程。换刀的动作过程准确可靠，是一种被经常采用的刀库。在链式、盘式或箱式刀库程序设计时，通常可以将刀具交换分为两个步骤，T命令主要完成搜索刀库中的刀具，M命令完成刀具的交换，使主轴上更换新的刀具。因此，刀具交换实际上就是指搜索和交换目标刀具。随机换刀是一个非常复杂的逻辑控制过程。它只对刀具进行编码而不对刀套进行编码，刀具在刀库中的位置是随机的。理想的随机换刀控制通常包括圆盘式刀库PLC控制程序和宏程序（固定循环换刀程序）两部分组成。PLC控制程序根据T码

完成搜索刀库中的刀具，NC宏程序完成刀具交换的整个过程。 1随机换刀PLC程序设计以XH716加工中心（FANUC 数控系统）圆盘式刀库为例，刀库刀具交换的PMC控制程序设计主要考虑搜索目标刀具在刀库上的刀套位置、大小刀具管理和判别、刀库旋转方向（目标刀套最短路径）的判别、刀具数据的刷新和管理以及可预选刀具（主要为了可以缩短换刀时间），从而完成目标刀具的搜索，为刀具交换作准备。无论是西门子（SIEMENS）数控系统还是发那科（FANUC）数控系统，它们接受的T码都是二进制数据格式。因此在着手编制刀库PLC控制程序时首先考虑好选用功能指令的数据格式。这样就能保证正确选用功能指令，避免功能指令数据格式的不一致性。 PMC有很多类型，如SA1 、SB7等，要正确理解PMC已有的回转控制如图2、数据检索如图3、逻辑乘如图4和变址修改如图5等功能指令的用途，充分掌握合理应用数据检索指令完成对目标刀具所在刀套号的搜索；用回转控制指令解决刀库旋转最短路径的判别；用逻辑乘和变址修改指令完成刀具交换后的数据刷新；用比较指令解决大小刀具的判别，这样就可以比较容易简化一些复杂的判别和逻辑控制的程序。同时PMC控制程序还必须考虑一些必要的报警提示信息和必要的互锁条件：比如机械手不在原位Z轴必须锁住；刀套翻下时刀库不得旋转；主轴刀具未松开机械手不得交换等。随机换刀要防止杜绝发生刀具交换不正确的乱刀现象，否则会发生由于刀具选错而使加工工件报废的可能。

加工中心自动换刀分析

要本文主要对数控加工中心自动换刀系统及控制系统进行设计。本文主要对数控加工中心自动换刀系统及控制系统进行设计。第一，了解数控加工中心的分类，其按换刀形式的分类以及加工中心刀库的形式；然后根据给定的参数进行刀库类型的选择以及电动机的确定；接着对刀库的转位定位机构进行了设计；最后是对于控制系统进行了简单设计。关键字：加工中心，换刀系统，刀库，PLC。

目录 1绪论 (3) 2.刀库的总体设计方案 (5) 2.1课程设计的任务及要求 (5) 2.2刀库的类型选择 (5) 3.电机的选择 (6) 3.1电机的选型及相关参数 (6) 3.2各部分转动惯量的计算 (6) 3.3预选电机 (6) 3.4电机的校核 (7) 4.机械系统的设计 (7) 4.1刀库转动定位机构的设计 (7) 4.2滚动轴承的选择计算 (9) 4.2 轴的校核计算 (10) 4.3 键的设计计算 (10) 5.控制系统的设计 (11) 5.1 刀库的换刀动作如下： (11) 5.2利用PLC实现随机换刀 (12) 参考文献 (15)

1绪论在现代数控机床中，加工中心(MC-Machining Center)能进行自动换刀、自动更换工件，实行平面、任意曲面、孔、螺纹等加工，成为一种独特的多功能高精、高效、高自动化的机床，并迅速向高速化、复合化、环保化、五轴联动等方向发展，己成为当今国际机床展上最大的亮点。加工中心特别适合于箱体、框架、叶片等特殊复杂零件的柔性高效加工，能减省一些普通铣床、钻床、键床，提高加工精度和效率，减少转换时间，降低生产成本。在当今机械工业中，产品不断向个性化、精密化、小批量发展，世界对MC的市场需求在不断增多。特别是在要求适量柔性、大批高效生产的汽车工业、单件、小批重切、快速生产的航空、模具工业以至IT高精尖工业中，MC已逐渐成为重要的高效性机种。 1996年国产加工中心与进口加工中心的台数比，仅为百分之几，到2005年逐步增长到39.4%。2005年与2000年相比，进口的加工中心数量增加4.8倍。加工中心需求猛增的主要原因，大致有三:(l)整个机械工业原有工艺装备结构陈旧、性能落后，呈“三多三少”(手动的多、自动的少;粗加工的多、精加工的少;低效的多、高效的少)，函需大量更新。能源、交通、冶金、发电、工程机械、造船、模具、IT各业均需购置大、中、小各种Mc，量大面广;(2)汽车工业迅速发展，2002-2004年汽车产量分别为325、444、 507万辆，发动机缸体、缸盖、变速箱及各种汽车零部件加工，均需增添高速、高精、环保、节能的各式MC;(3)航空、国防、军工产业，适应新形势发展，均在提高生产能力，需要大、中型各种立式、卧式、龙门式、五轴控制的高性能MC，而且要求品种多、质量好、供货快。加工中心进口的快速增加，一方面反映了我国制造业对这类数控机床的需求旺盛，另一方面也反映了我国机床制造业在加工中心的生产能力和国产加工中心的竞争力上还存在差距。国产加工中心市场占有率低的主要原因是国产加工中心在产品水平、交货期、质量和可靠性上与国外 h L =86750 (h) 验算结果：合格。

三菱CNC专用换刀指令在加工中心刀库中的应用

三菱CNC专用换刀指令在加工中心刀库中的应用本文叙述了三菱CNC专用换刀指令在加工中心的斗笠式刀库和机械手刀库中的使用方法。关键词：三菱CNC专用换刀指令斗笠式刀库机械手刀库目前在加工中心和车铣中心的刀库一般可分为两种：一种是刀套中的刀具固定，即工作过程中每一刀套中装的刀具是固定的。其代表是斗笠式刀库。另一种类型的刀库在工作过程中，每一刀套中所装的刀具可能是变化的，其代表是机械手刀库。由于这两类刀库的换刀方式不同，调试人员在编制换刀程序时要采用不同的方法，在三菱CNC的PLC开发软件中提供了专用的换刀指令。现结合机械手刀库的换刀宏程序，详述如下： 1．名词术语由于GX-DEVELOP软件应用手册中的名词术语较为混乱，在本文中予以的规范如下： 1.1刀具—指具体实施切削工件的工具，每把刀具可予以编号，选刀时直接指定刀具号。 1.2刀套—指卡装的刀具的装置。刀套也有编号。 1.3刀盘—刀库中的旋转体。带动刀套运动。 1. 4换刀位置—刀库中的特定位置，只有在此位置上的刀具才能换到主轴上。 2．换刀过程中的动作顺序 2.1 斗笠式刀库的换刀顺序各轴（X，Y，Z轴）运动至第1换刀点→刀库前进卡刀→主轴松刀→Z轴上升至第2换刀点→刀库后退→旋转选刀→刀库前进→Z轴下降至第1换刀点→主轴锁刀→刀库后退→换刀完成 2.2立式刀库换刀顺序 Z轴运动至第1换刀点→主轴松刀，吹屑→Z轴运动至第2换刀点→关闭吹屑拔出定位销→刀盘旋转选刀→打入刀盘定位销→Z轴下降至第1换刀点→主轴锁刀→Z轴运动至原点→换刀完成 2.3机械手刀库换刀顺序（M6换刀指令前，用T指令完成选刀）→刀盘旋转选刀完成→刀套垂直放下→Z轴运动至第→换刀点→机械手旋转卡刀→主轴松刀→机械手旋转换刀→主轴锁刀→机械手回原点→刀套水平收回刀库→换刀完成 2.4简易转塔换刀 X、Z轴运动到换刀点→刀塔正向旋转选刀→暂停0.3分→刀塔反向旋转锁紧→换刀完成。

加工中心自动换刀程序的编制

加工中心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 。

加工中心最实用的宏程序

加工中心最实用的宏程序宏程序主体结构
数控系统中，宏程序结构如图1，系统参数中的程序号厂家已经设定为O9010———O9019，只要用自行确定的G代码调用宏程序主体程序号，就可进行相应形状的加工。通过参数设定，可以选择是否将宏程序显示在屏幕上，为避免程序被错改，最好选择屏蔽，但缺点是加工中光标不会移动，直到此功能结束。另外，其它程序号无法调出此宏程序。用户宏程序主体中间部分是加工过程，通过对其变量赋值，即可进行固定循环加工，程序结束通过M99返回主程序

<>2 宏程序主体的编写

宏程序主体中以变量为主，用变量进行运算、转移。其目的不仅要使类似零件集中到一个范围内，而且结构要简洁，符合加工步骤，占用的内存要小。由于软件系统在工作中是采用中断查询控制方式，在需要改变工作状态时，由PIO向CPU提出中断申请，CPU 经判断发出相应转移指令，机床再根据指令进行运动。现以圆腔加工为例(如图2)，来考虑宏程序的设计思路

变量的使用和运算该系统中，设定自变量I中指定的地址与在用户宏程序主体内使用的变量号一一对应，此变量为系统变量，另外用于计算的公共变量，系统未作规定，可任意使用(除系统变量之外)。变量的运算，要按照系统规定编写，如
#100=(#110×#102)1/2写成：100=SQRE [#110*#102]
当#100≥5时，转移到N6段，写成IF [#100GE5]GOTO6
设计程序思路
系统变量的确定在圆腔加工中首先要对自变量I中的变量号与自订的G指令中字母对应，它直接影响零件加工的方式。如圆心坐标值X、Y (#24、#25)，圆腔的半径D(#7)，刀具半径R(#18)，加工深度Z(#26)，粗加工次数B( #2) ，加工余量K( #6) ，每次进刀深度Q( #17) ，然后是加工方向A( #1) ，安全高度H( #11) ，走刀量F( #9)。
圆腔加工流程图及程序流程图是编制程序的重要步骤，程序是否合理，流程图是关键，它直接影响加工的运行轨迹以及转移的位置是否合理(如图3)。

O9012；
#100=#26-#6；
#101=#9*5；
#102=#7-#6-#18；
#103=#102/#2；
#104=#25+#7-#18；
#105=#5-#18；
G00X#24 Y#25；
G00Z#11；
#106=0；
N100#106=#106+#17；
G01Z-#106 F#9；
IF[#102 EQ 0]GOTO 150；
#107=0；
N110 #106=#107+#103；
#108=#107+#25；
G01 Y#108 F#101；
IF[#1 EQ 1]GOTO 120；
IF[#1 EQ-1] GOTO 130；
N120 G03 X#24 Y#108 IO J-#107；
GOTO 140；
N130 G02 X#24 Y#101 IO J-#107；
N140 IF[#107 LT #102] GOTO 110；
N150 IF[#106 EQ #26] GOTO 160；
G00 Y#25；
IF[#106 LT #100]GOTO 100；
#106=#106+#6-#17；
GOTO 100；
N160 G01Y#104；
G03 X#24 Y#104 IO J-#105；
G00 Z#11；
M99；

将宏程序设定为固定循环的G指令根据流程图可编写上述宏程序主体，并通过参数将O9012宏程序设定为固定循环的G指令。利用这种方式还可以编写其他G指令，如方腔、均布孔等的加工编程，并用于零件加工。这里通过参数设定宏程序O9012 为G202，指令形式为：
G202 X—Y—Z—H—Q—K—D—R—B—A—F—
其中B—为每切深一次，圆腔需分n次切削余量。
例：加工f100mm×2mm、f80mm×2mm 两个圆腔，圆心分别距离坐标原点为A(40，40)、B(-30，70)，铣刀直径16mm，编程如下:

O0012
N1 G54 G90 G40 G17；
N2 S500 M03；
N3 G00 X0 Y0；
N4 Z50；
N5 G202 X 40 Y40 Z2.1 H2 Q1 K0.1 D50 R8 B5 A1 F50；(逆铣A点)
N6 G202 X-30 Y70 Z2.1 H2 Q1 K0.1 D40 R8 B3 A-1 F50 ；(顺铣B点)
N7 G00 Z50；
N8 G00 X0 Y0；
N9 M30；