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      1 盤式刀庫(kù)換刀過(guò)程

      目前加工中心在換刀時(shí)其選刀一般有兩大類，即順序選刀方式和任意選刀方式. 任意選刀方式中因采用編碼形式的不同又分為刀具編碼識(shí)別和刀座編碼識(shí)別兩種. 目前立式加工中心的盤式刀庫(kù)普遍采用刀座編碼，對(duì)刀庫(kù)各刀座進(jìn)行編碼，把刀具放入相應(yīng)刀座后就有了相應(yīng)刀具號(hào)，刀具在刀庫(kù)中的位置是固定的，加工時(shí)按程序指定的編號(hào)調(diào)用刀具. 圖1 即為盤式刀庫(kù)換刀動(dòng)作循環(huán)過(guò)程.

      2 編制換刀子程序

      不同的加工中心換刀過(guò)程是不一樣的. 以一臺(tái)XH714 立式加工中心為例：該中心使用FANUC-Oi-MB 控制系統(tǒng)，采用容量為20 把刀的盤式刀庫(kù)，通過(guò)主軸與刀庫(kù)的相互運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)換刀. 換刀過(guò)程采用一個(gè)子程序來(lái)描述，廠家規(guī)定程序號(hào)為O9000. 執(zhí)行換刀指令的主程序語(yǔ)句格式為：“N～ T～ M98 P9000”，其中：N 后為程序順序號(hào)，T 后面為刀座號(hào)，一般取2 位數(shù)字，M98 為調(diào)用換刀子程序的指令. 當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行到這一指令時(shí)，自動(dòng)調(diào)用編號(hào)為9000 的子程序. O9000 子程序?qū)崿F(xiàn)一系列換刀動(dòng)作過(guò)程控制. O9000 中的M 指令功能由PLC 程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，機(jī)床生產(chǎn)廠家設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)使PLC 程序與相應(yīng)的M 指令對(duì)應(yīng)并使之生效.換刀子程序中一些輔助指令代碼（如圖2所示的“M××”）是機(jī)床生產(chǎn)廠家根據(jù)所采用系統(tǒng)參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編程代碼自行設(shè)置，故在編制換刀子程序時(shí)需與機(jī)床生產(chǎn)廠方聯(lián)系，確認(rèn)其所采用的輔助功能指令代碼. 如果無(wú)法確認(rèn)上述M 指令代碼，則需根據(jù)盤式刀庫(kù)的換刀過(guò)程，調(diào)看系統(tǒng)內(nèi)部相應(yīng)的梯形圖，由PLC程序相應(yīng)控制點(diǎn)及梯形圖對(duì)應(yīng)譯碼反向推理找出機(jī)床系統(tǒng)所采用的M 指令代碼，過(guò)程如圖2 所示，其中PLC 程序指向換刀子程序的箭頭表示反推過(guò)程.

      3 換刀程序調(diào)試

      (1) 多數(shù)加工中心規(guī)定固定的換刀點(diǎn)位置，各運(yùn)動(dòng)部件只有移動(dòng)到這個(gè)位置，才能開(kāi)始換刀動(dòng)作. XH714將這個(gè)位置設(shè)定在機(jī)床第二參考點(diǎn). 調(diào)試換刀程序前，需確定第二參考點(diǎn)設(shè)置的正確性與準(zhǔn)確性，在驗(yàn)證無(wú)誤的情況下，才可進(jìn)行調(diào)試，否則會(huì)出現(xiàn)刀盤與機(jī)床主軸做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生碰撞的嚴(yán)重設(shè)備事故. 本例通過(guò)檢查機(jī)床系統(tǒng)參數(shù)，調(diào)看機(jī)床第二參考點(diǎn)坐標(biāo)值為“Z＝－122．6”，與估計(jì)值逼近，初步推斷第二參考點(diǎn)沒(méi)有丟失. 用MDI 方式下降主軸至第二參考點(diǎn)，手動(dòng)使主軸靠近刀盤，屏幕位置坐標(biāo)顯示確認(rèn)該數(shù)值正確.

      (2) 編寫換刀程序： “N～ T～ M98 P9000”，為確保機(jī)床的安全性，選擇單步執(zhí)行.

      (3) 機(jī)床按程序執(zhí)行了換刀動(dòng)作，但卻發(fā)現(xiàn)所換刀具并不是主程序所指定的刀座編號(hào)位置的刀具，選刀過(guò)程出亂，機(jī)床不能按照指定刀座號(hào)進(jìn)行換刀，調(diào)看并調(diào)整機(jī)床相應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)，使當(dāng)前主軸所裝刀位號(hào)和當(dāng)前刀庫(kù)刀位號(hào)等與系統(tǒng)參數(shù)一致，并執(zhí)行“M33”使刀庫(kù)復(fù)位.

      (4) 再次調(diào)試執(zhí)行換刀程序，機(jī)床能按要求動(dòng)作，恢復(fù)換刀功能. 換刀子程序是數(shù)控加工中心系統(tǒng)中重要的子程序，一般由數(shù)控機(jī)床廠方設(shè)定保護(hù)，機(jī)床維護(hù)人員才可進(jìn)行編輯，機(jī)床操作過(guò)程中不允許修改和刪除，以保證換刀安全. 因此，在調(diào)試完畢后，設(shè)置相應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)使該子程序處于寫保護(hù)并隱藏的狀態(tài).

      4 總結(jié)

      加工中心換刀故障原因多種多樣，本文介紹換刀子程序丟失后的解決辦法，旨在闡明一種解決加工中心換刀故障方面問(wèn)題的思路：維修人員根據(jù)加工中心的結(jié)構(gòu)、工作原理及刀庫(kù)的工作原理、動(dòng)作順序，針對(duì)故障現(xiàn)象，作出準(zhǔn)確的判斷，結(jié)合廠方提供的診斷參數(shù)或梯形圖，利用CNC 系統(tǒng)的狀態(tài)顯示功能監(jiān)測(cè)PLC 的運(yùn)行狀態(tài)，依據(jù)梯形圖的連鎖關(guān)系，確定故障點(diǎn)，一般加工中心的刀庫(kù)故障都會(huì)被及時(shí)排除.