基于r存儲器的機械手刀庫控制研究

基于r存儲器的機械手刀庫控制研究

0機械手刀庫換刀動作機械手刀庫是控制加工中心使用的主要刀庫類型。其特點是可裝刀具多、換刀速度快,這是斗笠式刀庫無法比擬的,所以機械手刀庫在中高端加工中心中應(yīng)用廣泛。機械手刀庫的換刀動作與斗笠式刀庫不同:斗笠式刀庫換刀后,刀套號始終與實際刀具號相同;而機械手刀庫經(jīng)多次換刀后,刀套號與實際刀具號不同。1虛擬刀庫的使用為了在數(shù)控系統(tǒng)顯示屏上能觀察到刀庫的運動及刀具號的變化,就必須使用數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置的虛擬刀庫。三菱M70數(shù)控系統(tǒng)的虛擬刀庫可以模擬外部實際刀庫的動作,在顯示屏上可以觀察到刀庫的正反轉(zhuǎn)和各刀位內(nèi)的實際刀具號,也可以觀察到主軸上的刀具號以及需要更換的下一刀具號。1.1刀具庫的設(shè)定使用內(nèi)置刀庫前必須進行必要的設(shè)置。三菱M70數(shù)控系統(tǒng)中規(guī)定了一些固定的用以表征刀庫基本性能的文件寄存器(以下稱R寄存器),這些R寄存器的功能如下:R10600——刀庫基本控制參數(shù)。bit0——設(shè)定刀號長度,是T4或T8,一般選T4。bit1——設(shè)定刀庫從1還是從0開始計數(shù)。bit3——對各刀具庫的設(shè)定,bit3=0,刀庫數(shù)固定設(shè)置,即系統(tǒng)內(nèi)固定有刀庫3個,每個刀庫內(nèi)固定刀具數(shù)為120;bit3=1,可設(shè)定的刀庫數(shù)為5,每一刀庫內(nèi)的刀具數(shù)可以任意設(shè)定,刀具總數(shù)可達360;一般選擇bit3=1,大多數(shù)刀庫的刀具數(shù)在20～30。R10610——每一刀庫內(nèi)的刀具數(shù)。R10620——主軸刀具號。R10621——設(shè)置待機刀具號。R10603——刀具庫工作畫面的顯示內(nèi)容。以上寄存器可以認為存貯了一實際刀具庫的參數(shù),必須在PLC程序中予以設(shè)置。1.2地層存儲的r分揀通過編制PLC程序設(shè)置刀庫用特殊寄存器,如圖1所經(jīng)過設(shè)置,在刀庫工作畫面就可以觀察到一刀具庫及每一刀位內(nèi)的刀具號,且每一刀具號是以固定的R寄存器存放在內(nèi)置刀庫內(nèi)。在三菱M70數(shù)控系統(tǒng)中,R10700～R10779代表每一刀位,其中的數(shù)據(jù)就是刀具號。一般設(shè)置指針為0,以R10700為換刀位置。以圖1設(shè)置的20把刀的刀庫為例,R10700～R10719為1～20號刀位;R10700為換刀位置。對于機械手刀庫而言,R10700～R10779代表刀庫的固定刀位,R10700內(nèi)的數(shù)據(jù)就是換刀所需要的數(shù)據(jù),即”換刀點位置刀具號”。2動物換刀動作模擬對M70數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置刀庫設(shè)置完畢后,為了動態(tài)地模擬實際刀庫的換刀動作,M70數(shù)控系統(tǒng)還提供了專用的換刀指令。正確地使用該指令,可以簡化PLC程序?qū)Q刀過程的處理。2.1設(shè)置零件編號并輸入說明一次性向刀庫中的所有刀位寫入刀具號的指令如圖2所示,該指令常用于刀庫的初始化。2.2刀盤正偏轉(zhuǎn)計數(shù)脈沖驅(qū)動刀盤正偏轉(zhuǎn)觀察刀盤正反轉(zhuǎn)指令模擬了實際刀盤的正反轉(zhuǎn),該指令一般由刀庫內(nèi)計數(shù)器的正反轉(zhuǎn)脈沖驅(qū)動。刀盤正反轉(zhuǎn)指令如圖3所示。刀庫正反轉(zhuǎn)計數(shù)脈沖驅(qū)動刀盤正反轉(zhuǎn)指令后,在顯示屏幕上可觀察到各刀位(R10700～R10719)內(nèi)的數(shù)據(jù)做環(huán)形移動。使用該指令可獲得換刀位置中的刀具號(采用R10700為“換刀點”,R10700的數(shù)值就是“換刀位置”中的刀具號),即“當(dāng)前刀號”,將其與“指令刀號”進行比較,可獲取停止旋轉(zhuǎn)條件。2.3確定刀盤轉(zhuǎn)方向就近選刀即按最短的行程旋轉(zhuǎn)刀盤。使用ACT專用指令中的1號搜索指令先搜索出“目標(biāo)刀號”在刀庫環(huán)形坐標(biāo)系中的位置,即對應(yīng)“目標(biāo)刀具”在刀庫環(huán)形坐標(biāo)系中的位置(0,1,2……),再通過判斷其數(shù)值是否大于10(對于1個20把刀的環(huán)形刀庫),就可確定刀盤旋轉(zhuǎn)方向。2.4刀庫服務(wù)指令在機械手刀庫中,有一個重要的動作是換刀,即將主軸上的刀具與刀庫換刀位的刀具交換。三菱CNC系統(tǒng)是通過3號專用指令來實現(xiàn)這一動作的。使用這一指令首先須設(shè)置需要交換刀具的R寄存器號(一般是主軸刀具R10620)以及刀庫指針R10615(一般設(shè)定R10615=0)。這樣,該指令的實際動作就是將主軸刀具號(R10620中的數(shù)據(jù))與刀庫中R10700中的刀具數(shù)據(jù)相交換。指令的觸發(fā)條件必須與實際換刀過程一致,用“主軸換刀完成”信號來作為該指令的觸發(fā)條件,如圖4所示。3機械手刀庫換刀換刀程序的編制類型有兩種:其一是全部動作由PLC程序控制;其二是換刀動作的順序由宏程序控制,而單步動作由PLC程序控制。由于宏程序編程簡單,且可方便地進行條件判斷、改變程序流程、分析和調(diào)試,因此使用宏程序編制換刀程序。機械手刀庫的換刀可分解為選刀與換刀兩部分,因此可編制選刀宏程序和換刀宏程序兩個宏程序。在實際加工過程中,可先發(fā)出選刀指令完成選刀,需要換刀時再執(zhí)行換刀,這樣可節(jié)約換刀時間。在選刀已預(yù)先完成的狀態(tài)下,機械手刀庫的換刀順序為:各軸(X,Y,Z軸)運動至第1換刀點一主軸停轉(zhuǎn)一關(guān)閉冷卻液一Z軸運動至第2換刀點一主軸定位—刀套垂直一刀臂卡刀一主軸松刀一刀臂換刀一主軸鎖刀一刀臂回原點一刀套水平一換刀完成。換刀宏程序如下:4實際刀具位置的確定一般的機械手刀庫在每一刀套上都標(biāo)有刀套號,而且按順序排列。機械手刀庫在初始化時的刀套號與實際刀具號相同;多次換刀后,由于主軸刀號被交換,因此刀套號和實際刀具號已不相同,需快速確定實際刀具的位置。在PLC程序中可作如下處理:制作一環(huán)形計數(shù)器(0～N—1,N為刀庫中的刀具數(shù)),用刀庫計數(shù)器信號驅(qū)動,環(huán)形計數(shù)器內(nèi)的數(shù)值就表示了“刀套號”的實際運動位置(相對于R10700起始的固定指標(biāo))。將環(huán)形計數(shù)器內(nèi)的數(shù)值送入指針R10615,在三菱CNC的刀庫工作畫面中,“刀套編號”就與刀具號實際對應(yīng),方便查看實際刀具。由于指針的數(shù)值變化會影響其它專用換刀指令的執(zhí)行,因此“將環(huán)形計數(shù)器內(nèi)的數(shù)值送入指針R10615”的時機有限。5其他刀位開關(guān)的使用。在刀刀庫調(diào)試注意問題如下:(1)刀庫的初始化。必須在PLC程序中預(yù)先用開關(guān)信號初始化刀庫,設(shè)置“當(dāng)前位置刀號”、“主軸刀號”。(2)在選刀及換刀宏程序中,必須作刀號比較判斷及有足夠的安全保護條件。(3)刀庫計數(shù)脈沖的使用。在調(diào)試刀庫時發(fā)現(xiàn),當(dāng)?shù)稁煊嫈?shù)接近開關(guān)的紅燈熄滅時,刀庫才進入刀位的正確位置,因此必須用計數(shù)接近