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三通道機床自動上下料控製（zhì）方法應用

2020-6-5 來源：武漢華中數控（kòng）股份有限公司作者：李健石江勇

摘要：當前製造業競爭日益激烈，產（chǎn）品性價比與產能限製為許（xǔ）多中小企（qǐ）業提供了生存空（kōng）間，也是大（dà）型企（qǐ）業搶奪市場份（fèn）額（é）的終極利器（qì）。現介紹一（yī）種三通（tōng）道機床自動上下料控（kòng）製方（fāng）法（fǎ），即一個數控係統控製兩個加工通道異步加工，並且兩個加工通道共用同一機械手，非常適用於大批量產品加工，對降（jiàng）低成本與提高產能有顯著（zhe）的效果。

關鍵詞：數控係（xì）統；多通道（dào）；宏程序；機械（xiè）手

0 引言

三通道（dào）機床[1]由兩個加工通道（dào）與一個機械手通（tōng）道（dào）組成，兩個加工通道分別有兩（liǎng）個加（jiā）工（gōng）工位，機械手負責四個工位的自動取放料，從而提高機械手的利用率。由於機械（xiè）手與機床由同一數控係統控製，係統的穩定性大大增加，適合大批量（liàng）生產。

1、框架式宏程序控製方（fāng）法

目前，三通道機床在大多數情（qíng）況下是一種特（tè）殊的需（xū）求，框架程序能很好地支持這種需求，首先，它（tā）可以在不修改用戶G代碼、不修改軟件算法的情（qíng）況下（xià）完成通道之（zhī）間的通信，還可（kě）以再擴展為多工位，並且可以實現多工位獨立刀補等功能。

框架程序與用戶程序的關係（xì）及區別如（rú）圖1所示，從裝機到客戶現場（chǎng）開始加工，中間要經過數次調機的過程，為了避免機床調試人員及操作人員誤操作，在軟件設計時，需將（jiāng）框（kuàng）架（jià）程（chéng）序設（shè）置（zhì）為用戶不可見，隻對擁有（yǒu）管理員權限的高級應用工程師開放。

圖1 框架程序示意圖

從用戶的角度來（lái）看，用戶完全不會感覺到框架程序的存在，隻需在用戶程序中完成（chéng）刀具軌跡部分即可。一些陣列、工件（jiàn）補償的（de）功能在框架程序中已自動調用，並且這些功能所需的參數會用更加友好的用（yòng）戶界麵呈現（xiàn）在用戶麵前。

2 、單工位流程

圖2僅僅是整個（gè）工作流程中的一部分，這種多通道（dào）多工位的控製方法的主要特點就是各個（gè）通道是異步的，沒有固定流程，整個過程（chéng）完全靠各個標記進行協調。係統變量作（zuò）為各個通道、工位通信（xìn）的紐帶，它會單獨（dú）存儲（chǔ）每個（gè）工位的有料、取料標記，機床通過有料（liào）標記判斷該工位是否需要加工，機械手通過取料（liào）標（biāo）記判斷是否需要取料。如果有多個工位，則（zé）按（àn）照工（gōng）位順序依次運行。標記狀態說明（míng）如表1所示。

圖2 單工位加工機械手換料順序圖

表1 取/放料標記狀態圖

3、通道框架程序

框架程序如（rú）下[2]：

%11為通道1的框架（jià）程（chéng）序，第1行通過WHILE指令進行循環（huán），#53520與#53524分別是取料槽數與取料槽總數，#53530與（yǔ）#53535分別是放料槽數和放料槽總數，機械（xiè）手每次從取料槽拿出一片（piàn）玻璃，則取料槽數加1，加工完後放入放料槽，然後放料槽數加1。當取料槽數達到總數時（shí），說明取料槽中毛坯料已取完，放料槽數達到總數（shù）時，說明放（fàng）料槽已裝滿，出現這兩種情況時，都（dōu）不能繼續加工（gōng）。

第（dì）2行，通過IF指（zhǐ）令判斷工位一（yī）上（shàng）是否（fǒu）被機械手放料，機械手取毛坯放在工位一上時，會將#50015設置（zhì）為1，工位一上料加工完畢時，會將#50015設置為0，所以當#50015為1時，說明工位一上的毛（máo）坯已準備好（hǎo），處於待加工狀態。第（dì）3行，“G115 L6 P8”指令是（shì）調用用戶的程序，使機床開始加工工件，該指（zhǐ）令（lìng）不（bú）是標準指令，但功能（néng）類似於標準指令的“M98 P_”。第（dì）4行是機床回到參考點指令，便於機械手來（lái）取料，也便於移動到工位二（èr）加工。第（dì）5行，#50018是待取料標記，機械（xiè）手檢測到該（gāi）標記（jì）為1後，會過來取（qǔ）走該（gāi）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（huàn）上一片新的毛坯料（liào），等（děng）待加工。第6行，#50015即前文所述有料標記，在毛坯加工成成品後，需清除該標記。

經過上述步驟，完成（chéng）了工位一的加工（gōng），然後進入工（gōng）位二的加工（gōng），流程與工位一（yī）基本一致，唯一不同的是工件坐標係。工位二（èr）的工件坐標係是在工位（wèi）一的基礎上建立的局部坐標係，在工（gōng）位二加（jiā）工完（wán）後還需取消局部坐標係。工位二在加工完畢後，需設置對應工位的取料標記為1，並清除加工標（biāo）記。通道二與通道一的加工過程一致，僅僅所使用的變（biàn）量不同。這種控製方法對機床結構還有一定要求：所有的軸（zhóu）移（yí）動都不能使工（gōng）作台移動，工作（zuò）台必須是相對地麵靜止的。這（zhè）樣工件無論在機械手的（de）坐標係中還是在機（jī）床的坐標係中（zhōng）都（dōu）是靜止的，保證機床和（hé）機械手互不幹涉。另外，對機床（chuáng）精度有一定要求，因為工位一與工（gōng）位二間隔了一段距離，如果機（jī）床在兩個地方運動的精度（dù）不一致（zhì），則會對補償造成一（yī）定的麻煩。

4 、結語

這（zhè）種三通道機床能極大地提高產能，在生產現場優勢十分明（míng）顯。框（kuàng）架程序的方案可擴展性較好，也是目前三通道機床控製方案中比較穩定的（de）方案，適用於大規模生產。目前，采用該方案的數控係統已在數個大型生（shēng）產車間使用，未來（lái）類（lèi）似的多通（tōng）道機（jī）床還有很（hěn）大的需求空間。

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