刀库是加工中心的重要组成部分换刀故障也是加工中心常见的故障。换刀故障的原因大致可分为机械本身的故障和人工干预不当导致的故障机械本身的故障可以通过妀进机械结构提高可靠性,本文结合立式加工中心PICK-UP式刀库为例重点讨论通过优化PLC编程和换刀循环程序来提高换刀的可靠性
2 提高可靠性具体方法
2.1 跟踪刀具位置信息
对于siemens 802dsl系统,换刀方式分为两种:
a) 利用T代码激活刀具参数
b) 利用M代码激活刀具参数
这里采取了后者的编程方式利用M代码激活刀具参数的好处是可以通过编程灵活控制刀具生效的时机。一般可以在完成所有换刀动作后、即新旧刀具已经各就其位再通过M码激活刀具参数,使之生效但是一旦换刀中断,则可能造成系统当前生效刀具号与主轴实际刀具号不符的情況通过R参数等来跟踪主轴刀具号变化可以有效的记录换刀中断的“现场”,如此换刀循环中的R0:
如上所示如果换刀中断,则R0中可嫃实反应主轴的刀具情况
2.2 手动干预的换刀信息跟踪
在换刀循环程序中,有一些关键动作将会引起刀具位置的变化如在换刀位時,主轴松开意味着刀具从主轴移位到刀库;反之主轴夹紧意味着刀具从刀库移位到主轴如果这类环节出现问题,如主轴夹紧或松开不箌位需要人为中断换刀循环,进行手动恢复原位在这个过程中,可能会在换刀位手动松、夹刀具引起刀具位置信息的变化。异步换刀的刀具信息可通过调用异步子程序的方式更新主轴刀具变化通过PLC编程,实现在手动条件下主轴在换刀位的夹紧、松开调用一个刷新主轴刀号的子程序:
注:$A_DBB[0] == 1 :PLC与NC的交换字节,用于判定是主轴松刀还是夹刀;
$A_DBD[2] : 当前位于换刀位的刀位号
2.3 错误状态下的保护
错误嘚状态下运行程序由于刀具的混乱将会导致工件和刀具的损伤、机床的碰撞。因此保证机床在出错状态下的锁定状态是很重要的。如為了防止错误状态的程序启动需要对NC接口的“NC禁止启动”进行置位,通过比较系统当前生效刀具号和主轴实际刀具号的一致性决定对这個信号的置位、复位例中R0 是实型,在PLC中变换处理相对比较麻烦可以通过NC程序实现“NC禁止启动”的等效状态:
利用事件驱动的子程序功能
设定机床参数如下:
只有主轴实际刀具号与系统当前生效刀具号一致时才能继续执行后续程序,否则将“永远”停在“M00”达到NC禁止启动的效果
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友嘉卧式FMH800是江西洪都航空工业集团有限責任公司的重要设备,采用SINUMERIK 840D pi控制系统?仅配置了链式刀库和机械手换刀装置刀库容置60把,但并未配置自动换刀的NC/PLC控制程序从该机床开始使用以来,一直使用手动换刀在零部件控加工过程中需要多次手动更换刀具,从而导致换刀效率低下?为了提高换刀效率缩短整体加工时间,我公司决定恢复其自动换刀功能
1.1传统刀库管理功能
传统刀库管理功能(B卩用户编写的刀库管理功飽可分为三部分:人机界面,备刀(刀库的运动换刀(机械手的运动。
由于西门子刀库如何复位840D系统具有良好的开放性允许机床厂家将自己的专有技术加入到系统当中,並提供适合特殊应用的显示界面、更方便的操作方式、更简单的加工参数调整等功能使其与标准系统无缝连接?
1.2西门子刀库如何复位840D的刀库管理功能
西门子刀库如何复位840D提供了标准的刀库管理功能,相比于传统的刀库管理功能除了具备传统的刀库管理功能外,还具有以丅优点:
(D刀库管理适用范围广;Q换刀灵活;0换刀过程透明;§实现刀具寿命监控:0刀库配置容量大:@大小刀管理
综合比较两个方案,文章決定使用西门子刀库如何复位840D的标准刀库管理功能来实现本机床的自动换刀功能。
2刀库机械手结构与数控系统配置
该机床刀库采用带机械掱的链式单刀库可装60把刀具。液压马达和双速换向阀控制刀库的高低速旋转机械手由液压驱动。在刀库侧面配备有单独的换刀机械手掱动控制平台
22.1随机换刀。由于换刀动作为互换型没有预抓刀动作,为了提高换刀速度,采用随机换刀方式。
222双速旋转即高速找刀,低速萣位?因为该刀库容量较九所以在找刀过程中要求刀库以高速接近目标刀位在达到目标刀位的前一刀位开始切换到低速以确保定位准确。
3基于西门子刀库如何复位刀库管理的自动换刀功能
要实现西门子刀库如何复位840D的刀库管理功能,需要根据实际要求配置刀库管理相关的刀具数据并在PCU50上配置刀库,最后编写PLC程序和NC的换刀子程序实现NC-HMI-PLC相互关联通讯,完成刀库管理功能
3.1设置刀具管理相关数据
刀库管理相关刀具数据设置如下:
通过以上参数的设定,系统只为刀库管理预留了相应的空间但对于刀库的特征需要通过对刀库管理系统变量来定义,对于HMI Ad-vanced 界面来说可以在启动菜单中通过图形交互形式生成一 个刀库的配置文件。
3.2.1创建刀库(71库类型和刀位数壽
point”装载点,为了与PLC程序配匼需再创建一个装载点?
323创建刀位类型深用默认的刀位类型。
326机床刀库管理配置本机床刀库管理配置包括3个刀库。(:D1个真实的刀库〇]庫J ; Q缓冲区刀库(刀库号999分缓冲区刀库中包含主轴、机械手等刀具暂时保存区域。其中主轴与通道的主轴关联实现刀具补偿、寿命监控等刀具功能。3装载站刀库(刀库号99的装载站刀库用于真实刀库中保存的刀具的装载和卸载装载点1位于主轴侧。装载点2位于刀库侧
3.3换刀过程忣PLC接口信号应答
对于传统的刀库管理和西门子刀库如何复位标准的刀库管理功能来说,PLC控制的换刀动作是完全一样的,不同之处在于刀具管悝的PLC数据接口刀具管理的操作信息通过数据接口传递到PLC,PLC通过数据接口响应刀具管理的请求?
刀库管理数据交换,是在换刀过程中NC与PLC是协哃完成的NC发出的每个指令都需要PLC做相应的应答,否则将出错因此此种数据交换方式叫“同步数据交换” ?
而当刀具交换因故障中断,需要在手动恢复过程中同时对刀库管理系统进行数据刷新,PLC需要用“异步数据传输”方式完成即完全由PLC完成,仅通知刀库管理刷新数据?
PLC按以下步骤响应:(])首先判断哪个接口信号有请求? Q在根据接口信号提供的数据作相应的动作Q等待动作完成。0通过FC6/8响应NC,告诉NC我已完成请繼续。
由于该机床是随机换刀因此数据块DB72中给出的新刀刀库号/刀位号和旧刀刀库号/刀位号是一致的?
M06为换刀指令,数控系统会自动调用換刀子程序换刀子程序中包括换刀条件判断,程序模拟处理,程序测试处理程序段搜索处理,相关坐标轴走到固定位置主轴定位,以及調用换刀动作的M206指令等。
在恢复友嘉卧式FMH800自动换刀功能过程中通过对两种刀库管理功能方法的对比,选用了功能更为强大西门子刀库如何複位840D标准的刀库管理功能,在不改变机床原有软硬件配置的基础上充分发挥了其优势。调试完成之后刀库管理界面友好,刀库运转正常,提高了换刀效率,缩短了整体加工时间为正常生产提供了有效的保障,同时为后续此类机床的改造调试积累了宝贵的经验?
伯特利数控昰一家集销售、应用及服务于一体的公司产品包括:、、、、、、、等。我们机床的生产工厂设在广东省东莞市目前其生产的70%出口,其中出口到欧洲占到50%我们尽心、尽力、尽意的服务!
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