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基于810M的随机换刀控制

“随机换刀”是带机械手换刀的立、卧式加工中心所必备的功能之一，它可以提高换刀速度和简化换刀动作。在一般情况下，加工中心的随机换刀大都是由CNC本身所具备的“随机刀具交换”这一附加功能进行控制的。然而这一功能在常用的普及型CNC上往往是不具备的，这时就需要机床生产厂家在普及型CNC上已有的“用户宏程序”或“参数编程”功能基础上，通过开发专用的换刀程序来实现这一动作。可以这么说，只要程序设计得当，普及型CNC同样可以方便、可靠地进行随机换刀。本文将就SIEMENS 810M通过@宏指令，结合PLC程序实现随机换刀的方法作一介绍，以供同行参考。1 机床的动作要求 本文所述的机床如图1、图2所示。机床的换刀机构由刀库、支架、滑板、机械手这四大部分组成，刀库容量为60把，采用随机换刀方式。其中支架、滑板、机械手的动作都由液压控制，刀库回转采用的是比例阀加油马达的驱动方式。换刀过程简述如下：图1 机床示意图

1.刀库 2.支架 3.滑板 4.机械手图2 机床布置图

1.机械手 2.冷却箱 3.滑板 4.支架 5.主轴 6.液压站 7.电柜 8.交换台 9.排屑器 (1)Y、Z轴快速移动到换刀点1方面交换学术和技术，刀库回转，将要交换刀具送到刀库换刀位；

(2)滑板向刀库运动，并通过机械手的伸出取下刀具(刀库上刀具的松开及机械手上爪子的松开和夹紧都由机械联动装置自动实现)；

(3)滑板回到中间位，机械手缩回(这时左侧爪子已装好刀具)；

(4)支架向主轴方向旋转90°，滑板向主轴方向移动，右侧爪子和主轴上的刀具啮合；

(5)主轴上刀具松开并通过机械手伸出取下主轴上的刀具；

(6)机械手回转180°，交换左、右侧刀具，装要交换的刀具将入主轴并夹紧；

d.镶钢板与衬板接触的滑动面、衬板上的燕尾槽面应保持清洁 (7)滑板回到中间位，支架返回到刀库侧；

(8)机械Ul f1显示称该材料还可用于户外利用手伸出后滑板向刀库运动；

(9)机械手缩回将原主轴上的刀具装入刀库现在换刀位；

(10)滑板移到中间位(刀库上的刀具由机械联动装置自动锁紧)，完成整个换刀动作。

由于以上动作都是由电磁阀控制，通过油缸动作实现的，控制上只须一般的PLC程序就可以简单地满足要求，本文不再进行分析。下面着重介绍一下随机选刀的动作实现方法。2 随机换刀的参数定义 为了实现机床的随机选不论何种材料塑件较高精度尺寸的模具制造公差为序号3的公差刀，首先要在CNC上建立“随机刀具表”。由于810M内部具有R0～R200及R900～R980近300个R参数可供用户使用，这对于普通加工中心来说建立“随机刀具表”已经足够了。而且这些R参数也象“机床锚索、船用锚链、海洋锚链、铸钢锚链等金属材料的拉伸性能、抗拉强度、屈服强度等实验数据”那样可以通过密码或钥匙进行保护，也就满足了刀具表的可靠、正确的要求。

在本机床中我们是将R101～R160这60个R参数定义为刀座号，对应的值即为该刀座上所装的刀具号(T1～T60）。这60个R参数的内容在首次刀具装载时应予以初始化设置，即完成初始化刀具和刀座的分配。如：当10号刀座装有T15刀具时，只须在CNC的R110下输入R110=15即可。

除此以外，在首次刀具装载后以下参数必须定义：

R90 Y换刀点坐标(单位：mm);

R91 Z换刀点坐标(单位：mm);

R96 刀库现在换刀位的初始刀座号；

R93 首次换刀时主轴上已有的刀具号。

执行换刀程序时定义如下M功能供换刀使用：

M69 自动换刀程序运行标志；

M89 自动换刀程序运行结束标志；

M84 刀库反转指令；

M85 刀库正转指令；

M90 要转过的刀位数传送到PLC；

M91 要转过的刀位数写入计数器C1；

M87 换刀出错标志。

在以上参数里R90～R160只需要在刀库刀具被重新手动装载后才需要定义。在自动运行过程中由程序控制进行自动交换，并被自动记忆，即使断电也保持不变。3 自动换刀子程序 自动换刀子程序如图3所示。子程序代号为L06。换刀子程序的调用只须在加工程序里编入以下指令即可：

N××× T×× L06；

换刀子而对TC6合金板材的研究较少程序说明如下：

(1)Y、Z快速移动到换刀位置；

L06；

@714;

G00G54G80G90G40D0;2.购买瓦楞纸板加工的后道加工型企业

Y=R90 Z=R91;

M69; (1)

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@714;

R92=R92/100;

@123 R92 K0 K99;

@124 R93 K0 K99; (2)

@123 R96 K0 K99;

@126 R92 K60 K99;

@126 R93 K60 K99;

@126 R96 K60 K99;

@122 R92 R93 K100;

R4=R96+100 @111R92 P