數控加工中心（xīn）由於配有刀庫（kù）和自動換刀係統, 能（néng）實現一次裝（zhuāng）夾完成多道工序, 大大減少專用工夾具的數量（liàng）, 縮（suō）短了生產準備時（shí）間, 同時減少了多次安裝造成的定位誤（wù）差, 提（tí）高（gāo）加工精度,能實現高精（jīng）高效的加工[1]。數控加工中心在（zài）現代製造（zào）業中（zhōng）起著愈來愈重要的作用（yòng）。數控加工（gōng）中心自動（dòng）換刀係統性能的好壞直接影響加工效率的高低。討論如何對自動換刀係（xì）統進行電氣控製。

      1 刀庫選刀控製方式

      自動換刀裝置可以定義為: 一種能根（gēn）據機床控製單元（yuán）發出的命令從刀庫中選擇和更換刀具的裝置。加工中心自動換刀程（chéng）序指令有兩部分: 刀具選刀( T××) 和刀具（jù）交（jiāo）換( M06) 。目前刀具選刀一般有四種控（kòng）製方式: 順序（xù）選（xuǎn）刀方式, 刀具編碼（mǎ）方（fāng）式, 刀套編碼方式, 計算機記憶隨機換刀方式[2]。其（qí）中刀套（tào）編碼方（fāng）式是對刀庫（kù）各（gè）刀座預先（xiān）編碼, 每把刀具放（fàng）入相應（yīng）刀座之後就具有了相應刀（dāo）座的編碼, 即刀具在刀庫（kù）中的位置是固定的。刀庫一般是鏈式刀庫（kù）或輪式刀（dāo）庫, 當然, 目前還有一些別的刀庫類型, 例如球形刀庫（kù）, 盒式刀庫等。

      某校工業中心（xīn）三菱（líng）立式加工中心采（cǎi）用盤式刀庫, 刀（dāo）庫選刀控製方式采用刀（dāo）套編碼方（fāng）式, 控（kòng）製係統采（cǎi）用（yòng）三菱MELDAS 60SSeries 數控係統。

      2 換刀動作過程介紹

      圖1 為盤式加工中心換刀過程圖。若現在（zài）主軸上刀具為1號刀, 則執行（háng）M06T02 換2 號刀的過程如下:

      ( 1) 如圖1a 所示, 首先刀庫將當前位置旋轉至（zhì）1 號刀所在( 2) 如圖1b 所示, 主軸下（xià）降至Z 軸換刀點, 同時主軸準停。

      ( 3) 如圖1c 所示, 刀（dāo）庫前進, 使1 號刀（dāo）具進入刀庫的1 號刀座。

      ( 4) 如圖1d 所示, 主軸鬆（sōng）刀, 1 號刀具落（luò）入刀庫（kù）原位, 然後主軸上升。

      ( 5) 如圖1e 所示, 刀庫旋轉, 將新刀（dāo）2 號刀旋轉到刀庫當前位置。

      ( 6) 如圖1f 所示, 主軸（zhóu）下降到2 號刀所在位置, 同時主軸上的刀具（jù）夾緊裝置把2 號刀具夾緊（jǐn）。

      ( 7) 如圖( g) 所示, 刀庫退回到原（yuán）位。換刀過程結束。

      3 自（zì）動換刀係統控製

      自動換刀係統控製的總體思路: 運行“M06”加工程序代碼（mǎ）時自動調用O9999 號宏程（chéng）序。O9999 宏程序實現一係列換（huàn）刀動（dòng）作過程控製。O9999 中的輔助指令功能則由PLC 程序實現。同時要設（shè）置相應的參數使以上過程生效（xiào）。加工程序、宏程序和PLC程序之間的關係如圖2 所示。

      下麵分別說明相關參（cān）數設置, 宏程序的編製和（hé）相關PLC 程（chéng）序的（de）編製。

      3.1 參數設置（zhì）

      涉及刀自動換刀控製的係統參數有（yǒu）[3]:

      #1195=1: 使用M代碼調用宏程序

      #7001= 6, #7003= 9999: 運行M06 代碼調用O9999 宏程序

      #1121=1: 禁止編輯O9000~9999 號程序, 保護O9999 號宏程序

      # 3207: 設置主軸（zhóu）準停角度

      # 2238: 設（shè）置抓刀（dāo）頻率

      # 8206: 設置換刀點坐標

      3.2 宏程序設計

      程序代碼（mǎ）M06 調用（yòng）O9999 宏程序（xù）, 其宏程序流程圖如圖3。其中需要的輔助指令和準備指令有:

      M19 主（zhǔ）軸準停M77 選刀即刀庫將主軸刀號所在刀座旋轉到當（dāng）前位（wèi）置

      M78 刀庫旋轉, 將編程刀號旋轉到當前位（wèi）置M80 刀庫向前

      M81 刀庫退回（huí）M82 主軸（zhóu）鬆刀

      M83 主軸緊刀G30.1 回到1 號換（huàn）刀點

      3.3 PMC 程序設計

      與刀（dāo）庫自動換刀有關的梯形（xíng）圖主要是實現宏（hóng）程序O9999中使用的輔助指令的譯碼功能。如M19, M77, M78, M80, M81, M82, M83。現以M78 刀庫編程（chéng）位置旋轉至當前位置為例（lì）說明PMC 關鍵程（chéng）序設計。

      3.3.1 旋（xuán）轉功能指令格式介（jiè）紹

      在此要用到三菱係統PLC 功能指令S.ROT。ROT 命令是作為（wéi）功能而準備, 如旋轉物體的目標位置, 旋轉方向和環（huán）計數器。該命令可用來確定旋轉方（fāng）向和步進（jìn）數[4]。命令格式如圖4。

      Rm：旋轉體個數編號

      Mm；為0表（biǎo）示旋轉方（fāng）向順（shùn）時（shí）針（zhēn）；為1表示旋轉逆時針。

      3.3.2 接口（kǒu）信號說明

      假設刀庫PLC 程序所用到的接口信號如下:

      X230:M功能選通( MF1) R20:M代碼數據1

      X23:刀庫計數（shù）器Y3: 刀庫正轉繼電（diàn）器

      Y4: 刀庫反轉（zhuǎn）繼電器Y226:M功能完成（chéng）1( FIN1)

      3.3.3 M78 的（de）PLC 程序代碼則用於M78 譯（yì）碼指令的（de）關鍵（jiàn）PLC 程序略。

      4 總結

      該（gāi）刀庫控製思路清晰, 直觀, 考慮因素全麵可靠。控製程（chéng）序簡潔, 可讀性好。同時該程序（xù）具有良好的可移植性和擴充性。該自（zì）動（dòng）換刀控製（zhì）係統（tǒng）的控製程序已在本（běn）校工業中心設（shè）備上調試功。該程序（xù）主要適用於盤式刀庫換刀控製。其他類（lèi）型的刀庫可參照該（gāi）思路（lù）進行修（xiū）改。