馮昊　呂冰海

摘 要：隨著我國智能制造2025的提出，許多企業(yè)面臨設備的升級改造。為了進一步發(fā)揮數(shù)控機床的加工效率，在數(shù)控銑床上加裝刀庫，實現(xiàn)在加工過程中自動換刀，成為一個可行有效的做法。通過安裝刀庫將數(shù)控銑床改造為數(shù)控加工中心，以節(jié)約設備再購置資金，可以擴大機床加工范圍，提高機床自動化程度，保證產品質量和穩(wěn)定性，降低勞動者的工作強度，本文以FANUC Series Oi-Mate MD系統(tǒng)為例，介紹數(shù)控銑床的刀庫改造。

關鍵詞：數(shù)控銑床 刀庫 改造

一、改造前的準備工作

準備支架、刀庫、內六角螺釘、起吊設備。中間繼電器5個，接觸器3個，空氣開關2個。線纜準備，動力線，信號線。準備工具，開口扳手、內六角扳手、十字螺絲刀、小刀、扎帶等。

二、刀庫安裝過程

1.安裝支架

利用龍門架將支架吊裝至主軸立柱的預留安裝位置；將立柱與支架的安裝面清理干凈，保證配合面安裝準確；將支架的定位鍵插入立柱鍵槽；移動支架使其與立柱通過定位鍵準確定位；用緊固螺栓將支架固定在立柱上；在立柱上安裝用于調整支架位置的螺栓部件。

2.刀庫安裝

利用龍門架將刀庫吊裝至機床附近，并拆除刀庫的支承附件；將刀庫吊裝至支架位置，調整刀庫并用螺栓將其固定在支架上。連接信號線、動力線、接通氣路。

三、系統(tǒng)的設計

1.電氣系統(tǒng)設計

刀庫分度電機和刀臂電機的控制的強電部分設計。

M2、M6分別為刀庫分度電機和刀臂電機。KM02和KM03分別為刀庫正、反轉控制接觸器，正反電機之間互鎖。KM06為刀臂電機接觸器，由于刀臂電機只做一個方向的運轉，刀臂順逆旋轉靠內部機械結構轉換，故換刀動作只有一個接觸器。QF03、QF06為空氣斷路器，當過載時切斷電路，保證安全運行。ZM02、ZM06為吸收電路，用于改進電動機在開通和關斷時所承受的電壓和電流波形。

2.接觸器電路的設計

該部分主要是實現(xiàn)PMC的輸出信號的變化接通或斷開的控制，KA02、KA03、KA06分別控制KM02、KM03、KM06線圈得電的物理中間繼電器。

3.倒刀回刀動作的控制

分別由物理繼電器KA04、KA05控制YV2、YV3電磁閥。

四、機床調試

在調試之前，設置系統(tǒng)參數(shù)，將K參數(shù)中K3.3=1 K5.5=1，實現(xiàn)單步換刀（M80-M86）。

1.刀庫位置調整

刀庫與主軸相對位置的確定十分重要，關系到換刀能否順利完成。順序執(zhí)行M80（刀套垂直）、M81（刀臂持刀）、M82（刀位松）、M83（換刀）指令，使換刀臂處于換刀位置，將一刀柄錐面均勻涂抹紅丹油放置在刀臂上，用于調整刀庫位置，這時調整支架上X向、Y向微調螺釘用來調整刀庫位置，同時在手輪模式下，Z軸上下移動主軸，使主軸錐孔與刀柄錐面輕輕接觸，觀察主軸錐孔上紅丹油的分布情況，直至紅丹油均勻分布在主軸錐孔面上。鎖緊支架螺釘，這樣刀庫的位置調整完畢。

2.機床第二參考點設置（換刀點）

在調試之前，機床回機械原點，執(zhí)行回零操作，一般機械原點高于換刀點。

設置系統(tǒng)參數(shù)，將K參數(shù)中K3.3=1 K5.5=1。輸入1326號系統(tǒng)參數(shù)Z 50，1851號參數(shù)APC置1，重新開關機，1851號參數(shù)APZ置1，再次重新開機，此時調整前的參數(shù)設置完畢。

在手輪模式下移動Z軸，使主軸錐孔與刀柄輕微接觸，Z軸上移0.3mm，將這一位置作為Z軸第二參考點即換刀點

將換刀點與機床原點Z向差值輸入到1241號參數(shù)Z值，機床第二參考點即換刀點設置完畢。

3.主軸定位的設置

數(shù)控機床為了完成ATC的動作過程，必須設置主軸準停機構。由于刀具裝在主軸上，切削時切削轉矩不可能僅靠錐孔的摩擦力來傳遞，因此在主軸前端設置一個突鍵，當?shù)毒哐b入主軸時，刀柄上的鍵槽必須與突鍵對準，才能順利換刀：為此，主軸必須準確停在某固定的角度上。由此可知主軸準停是實現(xiàn)ATC過程的重要

環(huán)節(jié)。

主軸準停的設定通過4031號參數(shù)設置，保證主軸凸鍵與刀柄鍵槽對準。

4.換刀操作驗證

順序執(zhí)行M80-M86指令，單步完成換刀動作，檢查換刀動作是否正確順利。

5.刷新刀庫

通過PMC將刀座號與刀具號設為一致，即主軸為零號刀，一號刀位對應一號刀、二號刀位對應二號刀。

6.參數(shù)復位

調試結束之后，要將參數(shù)復位，需要復位的參數(shù)有1320，1326，K3.3，K5.5

結語

通過對數(shù)控銑床的改造，可以完成加工中自動換刀，經過測試熟練操作工手動換刀一次平均時間為19秒，而自動換刀一次時間為6秒。對于多工序、多刀具的的產品生產可以大大提高生產效率，減少生產成本。