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1、加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试作者:日期:加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试一、实训目的（1）了解加工中心的各种刀库形式；（2）了解机械手换刀的基本动作组成；（3）掌握加工中心自动换刀程序的编写与调试运行；二、预习要求认真阅读加工中心组成、换刀装置、自动换刀程序的编写等章节内容。三、实训理论基础1 .加工中心的刀库形式加工中心刀库的形式很多，结构各异。常用的刀库有鼓轮式和链式刀库两种。图111鼓轮式刀库（a）径向取刀形式（b）轴向取刀形式（c）径向布置形式（d）角度布置形式鼓轮式刀库2构简单，紧凑，应用较多。一般存放刀具不超过32把。见图11-1o径向取刀形式（a）多用于使用斗笠式
2、刀库的立式加工中心和使用角度布置的机械手换刀装置的加工中心；形式（b）应用比较广泛，可用于立式和卧式加工中心，换刀可用机械手或直接主轴移动式换刀。由于从布局设计方面的考虑，鼓轮式刀库一般都采用侧向安装的结构形式，若用于机械手平行布置的加工中心时，刀库中的刀袋（座）通常在换刀工作位可作90o翻转。形式（c）多用于小型钻削中心；形式（d）一般用于专用加工中心。链式刀库多为轴向取刀，适于要求刀库容量较大的加工中心。见图11-2。图112链式刀库2 .自动换刀装置及其动作分解斗笠式刀库换刀装置我们已经在实训4中接触过，在此就不再赘述。对于刀库侧向布置、机械手平行布置的加工中心，其换刀动作分解见图11-
3、3o换刀时,Txx指令的选刀动作和M6指令的换刀动作可分开使用。图11-3平行布置机械手的换刀过程图11-4角度布置机械手的换刀过程对于刀库侧向布置、机械手角度布置的加工中心，其换刀动作分解见图11-4机械手换刀装置的自动换刀动作如下(1)主轴端：主轴箱回到最高处(Z坐标零点)，同时实现“主轴准停”。即主轴停止回转并准确停止在一个固定不变的角度方位上，保证主轴端面的键也在一个固定的方位，使刀柄上的键槽能恰好对正端面键。刀库端：刀库旋转选刀，将要更换刀号的新刀具转至换刀工作位置。对机械手平行布置的加工中心来说，刀库的刀袋还需要预先作90。的翻转，将刀具翻转至与主轴平行的角度方位。(2)机械手分别
4、抓住主轴上和刀库上的刀具，然后进行主轴吹气，气缸推动卡爪松开主轴上的刀柄拉钉。(3)活塞杆推动机械手伸出，从主轴和刀库上取出刀具。(4)机械手回转180,交换刀具位置。(5)将更换后的刀具装入主轴和刀库，主轴气缸缩回，卡爪卡紧刀柄上的拉钉。？(6)机械手放开主轴和刀库上的刀具后复位。对机械手平行布置的加工中心来说，刀库的刀袋还需要再作90。的翻转，将刀具翻转至与刀库中刀具平行的角度方位。7(?)限位开关发出“换刀完毕”的信号，主轴自由，可以开始加工或其它程序动作。主轴移动式换刀装置的换刀动作见图11-5o其换刀动作分解如下：图11-5主轴移动式换刀过程(1)主轴准停，主轴箱沿Y轴上升。这时刀库
5、上刀位的空挡正对着交换位置，装卡刀具的卡爪打开。如图11-5(a)所示。2(?)主轴箱上升到极限位置，被更换的刀具刀杆进入刀库空刀位，即被刀具定位卡爪钳住，与此同时，主轴内刀杆自动夹紧装置放松刀具。如图11-5(b)所示。(3)刀库伸出，从主轴锥孔中将刀拔出。如图115(c)所示。(4)刀库转位，按照程序指令要求，将选好的刀具转到最下面的位置，同时，压缩空气将主轴锥孔吹净。如图11-5(d)所示。(5)刀库退回，同时将新刀插入主轴锥孔，主轴内刀具夹紧装置将刀杆拉紧。如图11-5(e)?(6)主轴下降到加工位置、启动，开始下一步的加工。如图11-5(f)所示。3 .自动换刀的编程加工中心的编程和
6、数控铳床编程的不同之处，主要在于增加了用M06、M19和Txx进行自动换刀的功能指令，其它都没有多大的区别。M06-自动换刀指令。本指令将驱动机械手进行换刀动作，不包括刀库转动的选刀动作。?M19-主轴准停。本指令将使主轴定向停止，确保主轴停止的方位和装刀标记方位一致。在大部分加工中心系统中，M19包含在M06中，因此不需要另外给定。对于不用机械手换刀的斗笠式刀库和主轴移动式换刀的立、卧式加工中心而言，其在进行换刀动作之时，是先取下主轴上的刀具，再进行刀库转位的选刀动作，然后再换上新的刀具。其选刀动作和换刀动作无法分开进行，故编程上一般用“TxxM06”的形式，不能分离使用。而对于采用机械手换
7、刀的加工中心来说，可以合理地安排选刀和换刀的指令的书写位置和格式。在对加工中心进行换刀动作的编程安排时，应考虑如下问题：(1)换刀动作必须在主轴停车的条件下进行。2(?)换刀点的位置应根据所用机床的要求安排，有的机床要求必须将换刀位置安排在参考点处或至少应让Z轴方向返回参考点，这时就要使用G28指令。有的机床则允许用参数设定第二参考点作为换刀位置，这时就可在换刀程序前安排G30指令。无论如何，换刀点的位置应远离工件及夹具，应保证有足够的换刀空间。(3)为了节省自动换刀时间，提高加工效率，应将选刀动作与机床加工动作在时间上重合起来。比如可将选刀动作指令安排在换刀前的回参考点移动过程中，如果返回参
8、考点所用的时间小于选刀动作时间，则应将选刀动作安排在换刀前的耗时较长的加工程序段中。(5)换刀完毕后，不要忘记安排重新启动主轴的指令，否则加工将无法持续。(6)M06涉及的动作较多，一般通过PLC对此指令进行设计控制，不同的系统设计其动作连锁要求也不尽相同，因此参详系统编程或使用说明书是非常重要的。图11一6换刀编程图例4 .编程实例如图11-6所示零件，分别用？40的端面铳刀铳上表面，用？20的立铳刀铳四侧面和AB面，用？6的钻头钻6个小孔，？12的钻头钻中间的两个大孔。以毛坯中心离上表面15mm处为G54的原点，各刀具长度和刀具直径分别设定在H01H04、D01D04中编程如下：程序%00
9、02T01 M6G90 G54 G0O X60.0 Y15.0 S1000 M3G43 Z20 . 0 H0 1 M8G01 Z 1 5.0F10OX- 6 0 . 0Y 1 5.0X60. 0 T2Z20. 0 M9含义程序番号换上T1移刀到毛坯右侧外部，并启动主轴Z向下刀到离毛坯上表面一定距离处，开切削液工进下刀到欲加工上表面高度处加工到左侧（左右移动）移到Y=-15上往回加工到右侧，同时刀库预先选刀T2上表面加工完成，抬刀，关切削液M5主轴停G91G28Z0.0Z轴返回参考点G28X0Y0M06X、Y回零，换刀G90G54X60.0Y25.0S1200M3走刀到右上角的起刀位置，启动主轴
10、G43Z-12.0H02M8下刀到Z=-12高度处，开切削液G01G42X36.0D02F80刀径补偿引入，铳四侧开始X-36.0T3铳后侧面，同时选刀T3Y-25.0铳左侧面X36.0铳前侧面Y30.0铳右侧面G00G40Y40.0刀补取消，引出Z0抬刀至A、B面图度。G01Y-40.0F80工进铳削B面开始（前后移动）。X21.0.Y40.0.X-21.0移到左侧Y-40.0铳削A面开始X-36.0.Y40.0.Z20.0M9A面铳削完成，抬刀，关切削液M5主轴停G91G28Z0.0Z向返回参考点G28X0Y0M06X、Y向返回参考点，自动换刀G90G54X20.0Y15.0S250走刀到
11、右上侧第一个？6小孔的中心位置处，0M3G43Z25.0H03M8G99G83Z-25.0R3.0Q3.0F1下刀到初始高度面，开切削液钻孔1、返回参考高度00钻孔2、返回参考高度Y0.钻孔3、返回初始高度G98Y-15.钻孔4、返回参考高度X-20.0Y-15.0钻孔5、返回参考高度Y0.钻孔6、返回初始高度G98Y15.关切削液M9主轴停M5Z向返回参考点，同时选刀T4G91G28Z0.0T4X、Y向返回参考点。自动换刀G28XOY0M06走刀到中间上方第一个？12孔中心位置处G90G54X0Y8.0S800M3下刀到离上表面10mm的高度，开切削液G43Z25.0H04M8钻孔7、返回参
12、考高度G99G83Z-28.0R18.Q10.F80钻孔8、返回参考高度Y-8.0关切削液M9主轴停M5Z轴返回参考点G91G28Z0.0X、Y返回参考点G28XOY0M30程序结束并复位。启动主轴,启动主轴四、实训仪器及设备台湾丽伟V60立式加工中心1台120x100x20金属板料1块基本装夹工具、刀具1套五、实训内容及步骤丽伟V-60立式加工中心的操作使用加工中心刀具的装夹自动换刀程序调试与运行1.丽伟V60立式加工中心使用简介1）数控操作面板丽伟V-60立式加工中心使用FANUC-18M数控系统，如图117所示。其数控操作面板的键位功能和布局与实训4中介绍的FANUC-0i系统面板相同，
13、只是功能键采用了图形化标志。其对应关系见表。键类别英文键名图标键名功能说明键类别英文键名图标键名功能说明光标键CURSOL-TfJ光标移动用功能键复位键POS画位置坐标显示页面键PAGEa翻页用PROGOFFSETSETTING画匚画程序显示刀补、设置和预置工件坐标系的显小和设TE:编辑键SHIFTa换挡键SYSTEM回系统参数、诊断等显示CANLr取消键MESSGE回报警信息等显示INPUT囹I数据输入键CUSTOM?GRAPHRESETFFFiTi轨迹图形显示用户宏程序显示解除报警、复位等ALTERINSERT上至改写键插入键k|DELETE也删除键帮助键HELP回MDI操作帮助HllUC
14、-LGl |z CRT字符显小器早符，国形显示器 彩色液晶显示罂f口匚1口口匚1国回 nncKiDZ回国回回回回回田回口回回国第四口因国画画回口口囹回回回回囱国回日田日画图11-7效控操作面板2）手动操作面板手动操作面板大多是英文键名，第一行是选择操作方式的开关，有以下几种方式。自动（AUTO）存储运转方式（或称自动加工）编辑（EDIT）编缉方式MDIMDI手动数据输入方式？回零（HOME）回参考点操作方式选择手动（JOG）手动连续进给方式手轮增量（INCJOG/MPG）手轮增量进给方式？HOMESTART回参考点执行方式？示教（TEACH）示教方式在OPERATIONSELECT（功能选择键区），有如下功能设置SINGLBLOCK单段运彳f方式？BLOCKDELET选择跳段功能?OTPSTOP选择暂停功能?DRYRUN空运行检查方式？PRGTEST程序校验方
