一重集團(tuán)紹興重型機(jī)床有限公司 (浙江 312000)王會(huì)東 李華偉
齊重?cái)?shù)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(chǎn)制造一臺(tái)雙柱立式車銑加工中心,該機(jī)床最大加工直徑為6.3m,機(jī)床承重為50t,數(shù)控系統(tǒng)選用FANUC 31i,機(jī)床配置有兩個(gè)伺服主軸SP1 (車主軸)、SP2 (銑主軸);兩個(gè)直線軸X 軸、Z 軸;一個(gè)回轉(zhuǎn)軸C 軸、一個(gè)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),具有可控性強(qiáng),定位準(zhǔn)的特點(diǎn),通過刀庫管理功能來實(shí)現(xiàn)機(jī)床可靠換刀控制。
(1)通過PMC 軸控制實(shí)現(xiàn)刀庫的管理控制 使用伺服電動(dòng)機(jī)的PMC 軸功能,完全是靠PMC 來實(shí)現(xiàn)換刀動(dòng)作。從動(dòng)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(hào)直接進(jìn)行控制,不使用NC 程序利用信號(hào)來控制軸。譬如,可以從PMC 側(cè)賦予移動(dòng)量、進(jìn)給速度等的指令,使得與NC 管理下運(yùn)動(dòng)中的其他軸獨(dú)立地進(jìn)行移動(dòng)。因此,可以使用NC 的任意軸作為PMC 軸,對(duì)轉(zhuǎn)塔、托盤、分度臺(tái)等周邊設(shè)備進(jìn)行控制,用輸入信號(hào)來選擇是在NC 還是PMC 的管理下的控制。所以,編程較為復(fù)雜,對(duì)技術(shù)人員的要求較高。
(2)通過系統(tǒng)宏程序?qū)崿F(xiàn)刀庫管理控制 刀庫伺服電動(dòng)機(jī)配置為NC 控制軸,利用宏程序?qū)崿F(xiàn)換刀動(dòng)作和時(shí)序安排,PMC 只做輔助作用。使用宏程序?qū)崿F(xiàn)刀庫動(dòng)作簡單易懂,可讀性強(qiáng)。
NC 宏程序可以進(jìn)行賦值、判斷、比較、跳轉(zhuǎn)、各種運(yùn)算和軸運(yùn)動(dòng)指令。通過用戶宏程序和PMC 之間的信號(hào)應(yīng)答來讀取、運(yùn)用系統(tǒng)變量,將PMC 程序中刀具交換的條件狀態(tài)位作為換刀宏程序判斷跳步執(zhí)行的條件,實(shí)現(xiàn)了大小刀具的隨機(jī)換刀;通過對(duì)機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定可以非常容易地使得軸移動(dòng)到固定換刀點(diǎn);可以定義不同的M 輔助功能代碼與PMC 控制程序有機(jī)結(jié)合激活每一步換刀動(dòng)作,整個(gè)換刀執(zhí)行過程之間的復(fù)雜關(guān)系就十分簡單明了。使用系統(tǒng)變量和機(jī)床參數(shù)不僅是一個(gè)非常有效簡捷的方法,而且可以簡化PMC 控制程序設(shè)計(jì),最終共同完成復(fù)雜的刀具交換的過程。
圓盤刀庫電動(dòng)機(jī)為旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置,而且為360°循環(huán)顯示,要求NC 設(shè)定參數(shù)如下:
用宏程序?qū)崿F(xiàn)刀庫動(dòng)作時(shí),有多種方法,由于換刀動(dòng)作與刀庫電動(dòng)機(jī)的編碼器類型和找刀方式有關(guān),因此在實(shí)際編程方法上也有所不同。
(1)伺服電動(dòng)機(jī)編碼器不同 ①絕對(duì)型編碼器電動(dòng)機(jī):由于電動(dòng)機(jī)坐標(biāo)由電池進(jìn)行保持,對(duì)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(biāo)值的。所以在找刀時(shí),NC 只需要走到相應(yīng)的機(jī)械坐標(biāo)位置就可以找到相應(yīng)的刀位,并進(jìn)行抓松刀操作。②增量式編碼器電動(dòng)機(jī):由于電動(dòng)機(jī)坐標(biāo)掉電丟失,故要求每次開機(jī)之后刀庫電動(dòng)機(jī)進(jìn)行回零操作才可以固定每個(gè)刀位的具體位置。同樣,回零完成之后,找刀時(shí),NC 只需要走到相應(yīng)的機(jī)械坐標(biāo)位置就可以找到相應(yīng)的刀位,并進(jìn)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(dòng)機(jī)為旋轉(zhuǎn)軸,可以通過設(shè)定旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)進(jìn)行就近旋轉(zhuǎn)找刀操作。設(shè)定參數(shù):1008#1=0 (就近旋轉(zhuǎn))。②固定方向找刀:對(duì)于間隙較大的機(jī)械,如果進(jìn)行就近找刀可能導(dǎo)致刀位位置發(fā)生變化,故可采用固定方形找刀的方式,設(shè)定參數(shù)如下:1008#1=1(按指令值符號(hào)方向找刀)。
(1)主軸上無刀,指令T****。
(2)主軸上有刀,指令T****,且指令(目標(biāo))刀號(hào)大于主軸上刀號(hào)。
(3)主軸上有刀,指令T****,且指令(目標(biāo))刀號(hào)小于主軸上刀號(hào)。
(4)主軸上有刀,指令T****,且指令(目標(biāo))刀號(hào)等于主軸上刀號(hào)。
本機(jī)床根據(jù)用戶要求,設(shè)有一個(gè)8 工位的圓盤斗笠刀庫,刀庫電動(dòng)機(jī)編碼器為增量編碼器,換刀時(shí)按照固定方向找刀,使用M6 調(diào)用O9001 號(hào)宏程序,指令格式為M6T****,設(shè)定參數(shù)6071=6。
宏變量定義如下:
#100:目標(biāo)刀號(hào)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(tǒng)變量。
#3000:報(bào)警信息設(shè)置地址。括號(hào)內(nèi)為報(bào)警內(nèi)容。
#500:主軸上刀具號(hào)存儲(chǔ)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(biāo)值存儲(chǔ)地址,為保持型公共變量,掉電不丟失。
#505:Z 軸換刀位坐標(biāo)值存儲(chǔ)地址,為保持型公共變量,掉電不丟失。
#105:同#100
換刀程序如下:
未來刀庫的演進(jìn)及發(fā)展必須與機(jī)床的發(fā)展相適應(yīng),因此未來刀庫被賦予能符合未來全方位綜合切削加工機(jī)床及多任務(wù)復(fù)合加工機(jī)床需求之使命。刀庫的調(diào)試方法也必須展現(xiàn)全新之思維,方便、簡捷,來提高工作效率,這樣才能在未來機(jī)床發(fā)展中扮演著稱職角色。