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刀库换刀流程和逻辑思路LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】刀库换刀流程和逻辑思路·乱刀式刀库的换刀流程图1．斗笠式①取刀②还刀③换刀KM2主KA1与KA2分PMC库PMC接线图。
在此例应用中，传感器信号分别接在、输入端口，而控制正反转接触器KM1、KM2的中间继电器的线圈分别由、控制。
电动刀库PMC接线图图6 刀库旋转逻辑梯形图例如，加工中心在执行M06T1换刀指刀令时的换刀结果是：刀库中的T1刀装放轴。
（1）D SCH功能指令（检索功能）当CNC读到T1指令代码信号时，将此信号信息送入PMC。
当PMC接到寻找新刀具的指令T1后（FT3为“1”）在模拟刀库的刀号数据表中开始T 代码数据检索出来存入F26地址单元中。
然后将1号刀所在数据表中的序号1存入到检索结果输出地址D100中，同时为“1”。
由于为“0”。
即断开，所以DSCH功能指令按规定2位BCD码处理数据。
（2）C OIN功能指令（比较指令）当为“1”时，地址D100的内容（指令1号）和地址D200（当前刀套数据表序号4）的内容作比较。
数据一致时，输出为“1”，不一致时，为“0”作为刀库旋转达ROT功能指令的条件。
（3）R OT功能指令（旋转指令）ROT功能指令中，旋转检索数（刀套位置个数）为12，现在位置地址为D200（存放当前刀套号4），目标位置地址为D100（存放T1号刀具的刀套号1），计算结果输出地址为C1。
当刀具判别指令为“0”，ROT指令开始执行根据ROT控制条件设定，计算出刀库现在的位置与目标相差的步数为“3”步将此数据存入C1中，并选择出最短旋转路径，使置“0”，正向旋转方向输出。
通过正向旋转继电器，驱动刀库正向旋转“3”步，即找到了1号刀位。
（4）CTR功能指令（计数指令）CTR功能指令中，计数指令01号计数，地址C1为刀库现在的位置目标位置相差的步数的数据存储地址。
圆盘凸轮式刀库的原理及应用圆盘凸轮式刀库的原理及应用一,前言在现代工业加工过程中,随着劳动力密集型向技术密集型加工方式转变,普通铣床正逐渐被加工中心所替代.由于加工工件的形状,工序复杂,换刀的效率问题越来越多地被关注,而使用刀库成了解决此问题的最佳途径.在小型加工中心由于成本控制及安装位置等原因不可能使用链式刀库或大型换刀机构的背景下,斗笠式与圆盘凸轮式刀库就登上了舞台,本文将对圆盘凸轮式刀库的原理和应用作详细介绍.=,圆盘凸轮式刀库的工作原理从原理上讲,圆盘凸轮式刀库(以下简称圆盘刀库)效率有很大提高.首先,在机床处于切削工作状态下,可以正常寻找下个工序需要使用的刀具,在找到下个工序所需刀具后,刀库将等待程序命令更换刀具,而不是在得到更换命令后进行找刀动作,实现了加工找刀同时进行.其次,换刀过程中,换刀机构由安装在同一旋转体上的两端且方向相反安装的刀爪并由内置凸轮传动副完成换刀任务.由于简化了更换装置,只要换刀电机旋转一周就能完成从取新刀到放回旧刀的所有动作,刀具更换速度上有很好的提高.再次,刀具更换过程中,主轴只需一次旋转定位与上下定位,简化了进给轴运动,这也是提高效率的有效手段.以下就换刀原理作详细解释.换刀控制的概念,总体包括上位机控制,主轴定位和电气,机械传动三大部分.它主要关注系统的实时控制特性,文/薛松上海开通数控有限公司(200233)薛松(798o~)男2003年毕业于上海大学a动亿系200 至今I作于上海开通数控有限公司具体包括同步传动,准确定位,高速准确换刀笃性.根据不同的系统,评价的着眼点不同,但词任何一个系统特性时都要关注系统的最终特性,能简单地用某一部分的特性代表系统特性.上制器和驱动器电机之问的通讯速率,驱动器的能力,数学模型的准确性,传感器的精度和反傍度,机械系统的惯量等都会影响到系统性能.简单地说,换刀控制就是对机械运动部件置,速度等进行实时的控制管理,使其按照预运动轨迹和规定的运动参数进行运动.换刀动作都由PLC完成,本文所涉及的是三CNC上自带的Q4A型PLC的命令及用法.1.PLC换刀控制的基本原理ATC和ROT控制概述用以下两种方法可以控制ATC(自动换刀)(1)机械随机控制根据来自机床刀库的位置信息和T命令,按给发出的命令,控制系统决定刀库的旋转方向,53lNo.12CN…;求的步数等.每个刀具和刀套有一—一对应的关系.通常在主轴和刀库之问,以"中问刀套"提供换刀.不用ATC命令,而用ROT命令也可以进行次控制.(2)记忆模式随机控制根据来自机床刀库的旋转或位置的信息,控制系统指出储存在自动模式中的刀具号.刀库的寻址,刀库旋转的方向和步数由给出的T命令和储存在自动模式中的刀具号确定.2.术语(1)指针它指出了刀库旋转的位置.当使用以前已记录的刀具号的刀盘时,刀具不随着刀库一起旋转,而该指针作为控制刀库位置的环行计数器使用. (2)固定指针这是带有标了号的刀套的一类指针,而且如果刀库旋转,刀套和刀具号之间的关系是固定的. 当刀盘旋转时,固定指针与"浮动指针"没有功能上的差异.(3)浮动指针这是刀库上带有编了号的固定位置的一类指5,41装备机械针,而且当刀库旋转时,刀库号和刀具之间的关系发生改变.在刀具登记屏上选择浮动指针系统或刀盘旋转系统时,每次刀盘旋转,刀库和刀具之间的相应显示发生改变;而选择固定指针系统时,则不发生改变.3.ATC和ROT命令的使用在T命令或刀具改变命令期Ih]ATCfHROT命令的使用顺序如下所示:i相同数据的编号——_J△!2—}址——旋转方向一一翟曩!环形计数器删]L.步骤号等—一一旋转]._一利-————L———+指针的向前旋转,一I反向旋转1ATCK5,K61L一刀台的向前旋转,——反向旋转厂7l[互在使用刀台旋转系统或浮动指针系统事,刀具号搜索命令和旋转体转位命令之问的关系如下所示:JJ靠旋转系统浮功指针系统"i,4.ATC专用命令的基本格式(霎嚣鲁;器r龠霉蓝罱寸不同'有】l关详情请参阅甜夸说明.l 帅:::.:3R(1)命令列表●令羞辣S.盯CK1R且P,mMn刀具号搜索S.^TcIRutP-,.mMn刀^号逻辑舅I积搜囊S.^rlcK3RnR.mM_且换刀S.小IR■Rm№奠机位置抉刀S.^TCK5RnRmMn指针向村旋转SRnRmM描付反向麓转S.^:rcl(7R.nRmMn刀台向前旋转S.^Tc鬈窖ltn|m&'4刀台反翔麓糟S.^TCl【9R.aR血M刀具数据读数S./kl"CX10I【丑Rm№刀^敦括写^S.A TcKl1R.nR.mMn自动刀具数据写入文件寄存器(R寄存器)分配(赋值)ATC控制用文件寄存器和ATC一起使用的文件寄存器如下表所示:由以上介绍可以了解,在系统建立之初,就必须建立一个刀具数据库,包括刀具名,初始刀具位置等信息都必须写入,才能保证刀库正常工作. 在介绍完PLC换刀原理后,我们来系统的介绍一下换刀流程及在三菱数控系统上的应用.(2)找换刀流程①数控系统告知下次使用的刀具名称②可编程逻辑控制器CPU根据所给刀具名称寻刀此刀具所在的位置③刀盘旋转将此刀具旋转到换刀位置并等待系统命令,此时找刀已完成④数控系统将主轴进给到换刀位置发出换刀命令⑤PLC将主轴旋转到换刀位置⑥PLC命令倒刀气缸动作,把已等待在换刀位置上的刀具连刀套旋转到垂直换刀位置⑦PLC命令换刀臂从初始位置旋转到抓刀位置,抓住新旧两把刀具⑧PLC命令打刀气缸松开主轴上的刀具⑨PLC命令换刀臂下拉并旋转l80.,等待打刀气缸驱动主轴抓住新刀具后完成更换(刀套有自卡装置,只要刀具插入就可锁住)PLC将更换记录写入刀具数据库PLC命令刀臂旋转到初始位置PLC命令倒刀气缸动作,把插有换回刀具的刀套旋转回到水平位置⑩换刀完成(3)在三菱数控系统上的应用以三菱FCUA一64SM系统为例,首先要在三菱数控系统上建立一个关于刀库的数据库,数据库内容包括:刀具号及其对应的开始刀位号,刀库的旋转体数是由PLC中的特定R寄存器确定.在有些比较系统的运用中还将包括刀具寿命管理.l榴庶囊捧∞纛存■I刀枣l罨∞霉l粤期肆3号力瘁鲁洼l1"4经册使嚣媾位{位2"4.位殂k位弘贽2.1-位(曩鼍炎蔓) AI"C控制参数R2O50刀牟梅卷警珥R29鳓R29'IR挣能=递稍糖针标惑R2O6SR2O66l咀O67二遵制主齄刀冀R297oR29为IR2螂lc29lOlI∞蠢297lR2舛I(=一卜避锄各flll刀具RT.971R2972R2981R2982BCDR2973R2983备用2乃其R29慰9置29l2IL298●IeDIc2,75KZ90备用3刀具R29l眨97bR2983R2986BCDR2977lt2987鲁用4力其曩29简疑姗R2|.黛l9j瞎l∞R2979R2哪AtⅨ(辅助)数据R.29911二进捌(9)刀摩囊蘑GI1t$090R3O∞R,2柏麓,24OI8OR3,1~BeD刀再数据矗釉o|意轮Il瀑3l.ll3∞l藏∞o2R32Il鼬2'2K14glR3抛BcD姗,纛,24}蠢辱l,柏}a6t撇l',ooI翼巍l毒4●R,鹩2IU4114曩e拳襄,∞S.IU245巍3,I,85lG柏毫3O,曩lll|l5●冀3耋l●It|3N囊,55|贴636B血鼬157R,3卵蠹3'37捌-a∞蔓王O阳II$11R33l9最土39IR,5s擘寰3'3暑BcD R3l5lR,3鲫l113639将宏程序输入数控系统,将PLC写入数控系统,并且规定数控系统内呼叫这个宏程序的入口地址,一般规定为"M06".请注意,这里的M06并不是类似M03主轴正转M04主轴反转M08冷却开M09冷却关这类辅助功能代码,而是宏程序的入口地址,所以用以上方法建立的换刀程序无法进行手动方式调用.以下是宏程序的主干.M05;主轴停M09;冷却液停G30.1;Z轴回到换刀点M19;主轴定位M16;主轴换刀M03或M04;根据主轴停之前的主轴旋转方向来确定换刀完成后的主55fNo.120(39NTP轴旋转方向.M08;打开冷却液在实际应用程序中使用机床上已装有一个24把刀的刀库,并且我们要换的是名为0101的刀具%fPROGRAMNAME—A11)rDA TE=DD—MM—YY一29—11—05TIME=HH: MM一19:15,N100G21N102G0Gl7G40G49G80G90rTO0L—lDIA.OFF..1LEN.一1DIA.一12.1N106G0G90G54X37.289y-l9.325A0.S1500M3N110Z5.Nl12G1Z一.775F600.N114Y_l5.325F2000.柏明矗刀库景卫葺性越苑主五日麓丝★瞅卫旦量发雠'Il力】~-eTBrim伯m幸|芷Ⅱ【如n衄m卫且宦∞_3∞m卫且把许置量e日'巨觉订:熏【凸妯?2'pc0?2岫c硎施州:卫翟可眶011mLflln矗玎角爱旺.T口',1s.65',,铀'卫且规格■嘣皿D棚帅Ⅱ∞Ht56I装备机械Nl16G3X33.289y-l1.325R4.Nll8G1X一33.287N120G2X一39.224y-7.I33R6.3N122X一40.452Y0.R21.321NI23T0101<一…确定要换的刀具N124X一39.224Y7.133R21_321N126X一33.287Yl1.325R6.3Nl28G1X33.289N130G2X39.226Y7.132R6-3N132X40.454y-0.R21.324'N133M06<一一进入换刀宏程序综上所述,圆盘凸轮式刀库以其维修结构简单,性价比高的特点,占踞了在经济型刀库系列中的领先位置.现在国内以台湾省品牌为主,正被各个数控制造商使用在各个规格的加工中心上. ,z冉自癣It蓝炜,I叼'叩:2擤)转强豫:十y鼬,鞋觇}城.{键:1缸聍转诅:搬瓠l1#{'1舟l0l=】3辅竹。
加工中心盘式刀库自动换刀控制系统设计董锋;徐骥;汪地;叶林;林锋;杨浩【摘要】针对自主研发制作的微型盘式刀库加工中心,阐述了其具体的换刀过程,提出了一条基于单片机的自动换刀控制方案;重点介绍了通信和PWM脉冲输出等外围电路;IO电路中采用光隔,提高了系统的稳定性.该方案根据模块化的思想把自动换刀控制系统作为一个独立的单元进行设计,并通过RS232和数控系统进行通信,降低了对数控系统的依赖性,结构简单,成本低,通用性好,并通过多次重复试验验证了其稳定可靠性.%It introduces the process of automatic tool changing in machine center with mini tool changer which is developed independently.At the same time, a control program based on single-chip microcomputer is presented,in which some peripheral circuits including communication circuit and PWM pulse output are described in detail.The optical-coupler is applied in IO circuits,which can strengthen stability of the system.The system is designed as an independent unit based on the modularized idea which could communicate with NC system using RS232 with characteristics of simple,generaliity, low cost and low dependence on CNC.The stability and reliability of the system is verified by repeat test.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2011(000)005【总页数】3页(P137-139)【关键词】自动换刀;盘式刀库;单片机;加工中心【作者】董锋;徐骥;汪地;叶林;林锋;杨浩【作者单位】上海大学CIMS和机器人中心,上海,200072;上海大学CIMS和机器人中心,上海,200072;上海大学CIMS和机器人中心,上海,200072;上海大学CIMS和机器人中心,上海,200072;上海大学CIMS和机器人中心,上海,200072;上海大学CIMS和机器人中心,上海,200072【正文语种】中文【中图分类】TH16;TP271+.41 引言加工中心是指备有刀库，具有自动换刀功能，对工件一次装夹后可以进行多道工序加工的数控机床。
K1000M4_CS_EXT圆盘刀库使用说明·刀库实现的功能一：刀库的旋转1、自动方式：回刀到位，机械手臂回到原点，拉刀到位才能实现刀库的旋转。
通过M54指令实现正反转。
主轴刀号与换刀目标刀号一致时，不会输出刀库旋转。
2、MDI方式：刀库可以任意位置旋转。
就近选刀。
3、手动方式：能在任意位置和任意状态下旋转刀库。
通过正、反转按钮实现。
二：松拉刀1、自动方式和MDI方式：在主轴未旋转时，能实现任何位置的松刀和拉刀。
通过M50指令实现松刀；通过M51指令实现拉刀。
2、手动方式：由一个按钮实现主轴松拉刀的控制。
按下按钮时，松刀输出；松开按钮时，紧刀输出。
由非手动方式转为手动方式时，不论以前手动方式下，主轴是松刀还是拉刀状态，都会输出拉刀信号。
由手动方式转为其它方式时，会保持手动时状态。
三：通过参数可以选择零位信号的有无当刀库选配无零位信号功能时，设置TO_K=0。
当刀库选配有零位信号功能时，设置TO_K=1。
零位信号的位置要和一号刀的数刀信号位置相重合，否则只能设置为TO_K=0。
四：主轴有无刀的判断在使用前需对刀套号内的刀具号进行设定，并且设定当前主轴的刀具号。
如果当前主轴无刀，将其设定为0。
以后不用再次设定（包括断电情况）。
五：掉电保持功能1、正常开关机：上电后，回机床零点后，可以直接使用，能正常换刀。
且不出现任何报警。
2、非正常断电：换刀中机械手臂已经交换完刀具后突然断电，再次重新上电，将换刀机构复原位，下次可以正常换刀。
如果还没有执行到机械手臂交换完刀具就突然断电，再次重新上电，将换刀机构复原位，需要设定当前主轴刀具号和目标刀套号内的刀具号。
六：刀具号的查看在D28-D31中能查看到刀库旋转计数值在D27中能查看到当前的刀套号。
在D25中能查看到本次换刀所需换刀步数。
在D24中能查看到目标刀具号。
在D23中能查看到上一次正确换刀后的刀具号。
在D21-D22中能查看到目标刀套号。
在D19中能查看到目标刀套号内刀具号。
图6 整体臂架第四阶模态振型图图7 整体臂架第五阶模态振型图图8 整体臂架第六阶模态振型图144中国设备工程 2024.03（上）图1 电源接线图3.2 控制系统的电路设计为了方便绘制PLC接线图和编写PLC程序，将每个输入/输出设备与PLC的输入/输出点相对应。
3.2.1 PLC的IO接线在这个设计里，首先设计了已有的PLC的输入点和输出点，接下来，按照目前的项目流程需求，为目前的设备设置了特定的PLC连接线，在程序设计中，这样就可以更清楚地看到当前设备的输入点和输出点。
3.2.2 电机接线三相电机运转时，装置的工作部件，必须使用三相电源，而且还会出问题，此时，若在装置的进电线上加装一组防风开关，那么在电动机发生故障的时候，而不会影响其他部件的工作，对现有设备马达进行保护。
三相电源通过交流保护空气开关的上端进入后，把它的下端头和AC接触器的上端头连接起来，当220V的电力供应完毕后。
电动机在PLC的控制下运转，在接触器绕组通电和常开度连接处，电动机就能正常运转。
4 控制系统的程序设计4.1 程序主流程图按照设计要求，本文给出了该控制系统的主要程序流程图，如图2所示。
它将目前的位置2传递给数据寄存器地址D100，以执行随后的目前的程序比较。
图3 位置传送块程序 4.2.2 当前刀号位置传送程序如图4所示，在程序在向网络72自动执行时，程序会自动判断输入继电器X14的状态，如果接受了这个任务，PLC将常数2自动转移到了目前的数据寄存器D102上，在同一时间内，输入继电器X15被激活，此时，数据寄存器常数3也被转移到了数据寄存图4 刀库位置传送程序电机正反转判断程序在程序开始的时候，要判断所选刀具编号D100当前刀具编号D102的尺寸，当D100大于D102时，M10表示，把它打开，并计算其差异，然后把它放到的数据寄存器里，再次判定D300中的数据是否大于图5 故障指示灯4.3 程序设计转刀装置的基础工作是转刀。
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。
二、PMC程序框图三、详细介绍刀库盘旋转部分PMC程序和说明1、准备工作自动换刀部分反馈信号：R30.0=1 主轴抓刀反馈；R30.1=1 主轴松刀反馈，延迟0.2秒是消除信号反馈传感器安装误差，其它信号反馈延迟道理相同；R30.2=1 刀杯上（水平位置）信号反馈；R30.3=1 刀杯下（刀具垂直向下位置）信号反馈。
