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        三通道機床自動上下料控制方法應(yīng)用

        2018-12-21 03:25:28石江勇
        機電信息 2018年36期
        關(guān)鍵詞:放料機械手工位

        李 健 石江勇

        (武漢華中數(shù)控股份有限公司,湖北武漢430000)

        0 引言

        三通道機床[1]由兩個加工通道與一個機械手通道組成,兩個加工通道分別有兩個加工工位,機械手負責(zé)四個工位的自動取放料,從而提高機械手的利用率。由于機械手與機床由同一數(shù)控系統(tǒng)控制,系統(tǒng)的穩(wěn)定性大大增加,適合大批量生產(chǎn)。

        1 框架式宏程序控制方法

        目前,三通道機床在大多數(shù)情況下是一種特殊的需求,框架程序能很好地支持這種需求,首先,它可以在不修改用戶G代碼、不修改軟件算法的情況下完成通道之間的通信,還可以再擴展為多工位,并且可以實現(xiàn)多工位獨立刀補等功能。

        框架程序與用戶程序的關(guān)系及區(qū)別如圖1所示,從裝機到客戶現(xiàn)場開始加工,中間要經(jīng)過數(shù)次調(diào)機的過程,為了避免機床調(diào)試人員及操作人員誤操作,在軟件設(shè)計時,需將框架程序設(shè)置為用戶不可見,只對擁有管理員權(quán)限的高級應(yīng)用工程師開放。

        圖1 框架程序示意圖

        從用戶的角度來看,用戶完全不會感覺到框架程序的存在,只需在用戶程序中完成刀具軌跡部分即可。一些陣列、工件補償?shù)墓δ茉诳蚣艹绦蛑幸炎詣诱{(diào)用,并且這些功能所需的參數(shù)會用更加友好的用戶界面呈現(xiàn)在用戶面前。

        2 單工位流程

        圖2僅僅是整個工作流程中的一部分,這種多通道多工位的控制方法的主要特點就是各個通道是異步的,沒有固定流程,整個過程完全靠各個標(biāo)記進行協(xié)調(diào)。系統(tǒng)變量作為各個通道、工位通信的紐帶,它會單獨存儲每個工位的有料、取料標(biāo)記,機床通過有料標(biāo)記判斷該工位是否需要加工,機械手通過取料標(biāo)記判斷是否需要取料。如果有多個工位,則按照工位順序依次運行。標(biāo)記狀態(tài)說明如表1所示。

        圖2 單工位加工機械手換料順序圖

        表1 取/放料標(biāo)記狀態(tài)圖

        3 通道框架程序

        框架程序如下[2]:

        %11為通道1的框架程序,第1行通過WHILE指令進行循環(huán),#53520與#53524分別是取料槽數(shù)與取料槽總數(shù),#53530與#53535分別是放料槽數(shù)和放料槽總數(shù),機械手每次從取料槽拿出一片玻璃,則取料槽數(shù)加1,加工完后放入放料槽,然后放料槽數(shù)加1。當(dāng)取料槽數(shù)達到總數(shù)時,說明取料槽中毛坯料已取完,放料槽數(shù)達到總數(shù)時,說明放料槽已裝滿,出現(xiàn)這兩種情況時,都不能繼續(xù)加工。

        第2行,通過IF指令判斷工位一上是否被機械手放料,機械手取毛坯放在工位一上時,會將#50015設(shè)置為1,工位一上料加工完畢時,會將#50015設(shè)置為0,所以當(dāng)#50015為1時,說明工位一上的毛坯已準(zhǔn)備好,處于待加工狀態(tài)。

        第3行,“G115 L6 P8”指令是調(diào)用用戶的程序,使機床開始加工工件,該指令不是標(biāo)準(zhǔn)指令,但功能類似于標(biāo)準(zhǔn)指令的“M98 P_”。

        第4行是機床回到參考點指令,便于機械手來取料,也便于移動到工位二加工。

        第5行,#50018是待取料標(biāo)記,機械手檢測到該標(biāo)記為1后,會過來取走該工位的料放入成品倉,如果原料倉還有毛坯料,還會為該工位換上一片新的毛坯料,等待加工。

        第6行,#50015即前文所述有料標(biāo)記,在毛坯加工成成品后,需清除該標(biāo)記。

        經(jīng)過上述步驟,完成了工位一的加工,然后進入工位二的加工,流程與工位一基本一致,唯一不同的是工件坐標(biāo)系。工位二的工件坐標(biāo)系是在工位一的基礎(chǔ)上建立的局部坐標(biāo)系,在工位二加工完后還需取消局部坐標(biāo)系。工位二在加工完畢后,需設(shè)置對應(yīng)工位的取料標(biāo)記為1,并清除加工標(biāo)記。

        通道二與通道一的加工過程一致,僅僅所使用的變量不同。這種控制方法對機床結(jié)構(gòu)還有一定要求:所有的軸移動都不能使工作臺移動,工作臺必須是相對地面靜止的。這樣工件無論在機械手的坐標(biāo)系中還是在機床的坐標(biāo)系中都是靜止的,保證機床和機械手互不干涉。另外,對機床精度有一定要求,因為工位一與工位二間隔了一段距離,如果機床在兩個地方運動的精度不一致,則會對補償造成一定的麻煩。

        4 結(jié)語

        這種三通道機床能極大地提高產(chǎn)能,在生產(chǎn)現(xiàn)場優(yōu)勢十分明顯。框架程序的方案可擴展性較好,也是目前三通道機床控制方案中比較穩(wěn)定的方案,適用于大規(guī)模生產(chǎn)。目前,采用該方案的數(shù)控系統(tǒng)已在數(shù)個大型生產(chǎn)車間使用,未來類似的多通道機床還有很大的需求空間。

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