FANUC刀库换刀——详解.

1、加工中心机床圆盘式刀库发那科系统PMC勺编程技术安庆长谷川数控机床有限公司 雷晓鹏北京发那科机电有限公司胡年自动换刀机构（ATC是数控机床易发生故障的地方。本文介绍PMC的编程思路和方法，供大家讨论。此程序自2004年始已在数百台加工中心运用。一、 基本规则1 刀具在 D0000到D0032登录。D0000登录主轴刀具号，D0001至U D0032 登录刀套内刀具号，在此假定刀库容量为32把刀。2、执行T码时,刀库中T码刀具旋转到换刀口位置，在刀库旋转过程中， 程序自动加工运行不中断，称之为预选刀。3、 M6执行换刀过程，执行前，Z轴必须回第一参考点，即 G91 G28 Z0 或 M19 G9

2、1 G28 Z0。4、允许的大径刀（如面铣刀）直径不容许超过普通刀具（以下简称：小 径刀）最大直径的二倍，否则大径刀之间随机交换会撞刀。刀具重量不能超 过刀库容许重量。大径刀刀具号设定规则：大径刀的相临两侧刀套内必须为空，空刀套的 刀具号自动设定为 99 （也可设定其他数字，PMC识别为空刀）。D100内设定 大径刀个数，小径刀刀具号必须大于大径刀个数乘2加1。初始设定主轴刀具号D0000必须是小径刀刀具号。5、大径刀具交换规则：小径刀可放进大径刀刀套内，大径刀不可放进小 径刀刀套内。主轴小径刀与刀库小径刀交换，一次性换刀；主轴大径刀与刀库大径刀交换，一次性换刀；主轴小径刀与刀库大径刀交换，一

3、次性换刀，小径刀放进大径刀刀杯套内；主轴大径刀与刀库小径刀交换，第一次将原大径刀刀套内的小径刀换到主轴上，第二次再进行小径刀之间的交换。以上交换规则 PMC自动识别换刀。6、在刀库运行中发生停电等故障，具备中断点记忆和用按键操作恢复功 能。有完善的电机保护和报警操作提示。7、 以上自动刀具交换（ATC动作本文介绍的都用PMC完成，读者也可 用宏程序和PMC结合编程实现。-11 -PMC程序框图三、详细介绍刀库盘旋转部分 PMC程序和说明1准备工作自动换刀部分反馈信号：R30.0=1主轴抓刀反馈；R30.仁1主轴松刀反馈，延迟0.2秒是消除信号反馈传感器安装误差,其它信号反馈延迟道理相同；R30

4、.2=1刀杯上（水平位置）信号反馈；R30.3=1刀杯下（刀具垂直向下位置）信号反馈。R30.4=1抓刀机械手在原点位置；R30.5=1抓刀机械手在抓刀位置；K2.6=0德士换刀结构 1型、K2.6=1 德士换刀结构 2型；N00393C 2780N0Q394D 2733F 2789N00396H 2795MOOOO-iD 7R0030.40-抓刀机械手在原点位置ARM-HMFE XOQ09.1 XQ0Q3r5 XO0Q ?.6MAG_TYPEN00004F 17X0009.4X0009.E KO009.6K0002.6000DW4FUP SE MID E LOW E MAG TYPEROO3

5、0.5-CHARM-hl IDFB抓刀机械手在抓刀位置K2.6 :德士换刀结构XOQ09.4 X0 0 0 9,5$ K0002.6 WWIIII1UP E MID SE LOW E MAG TYPEK0.5和K2.5设定常用刀库容量，刀杯计数器用CdN0025M 1618KOOOO.S KOO 02.SIS-TOOLS 20-TOOLSN002B7M 1621KOOOO.5 KOO 02.B -HF 15-TOOLS 20-TOOLSN00258O 1524KOOOO.5 KOO 02.5111E-TOOLS 20-TOOLSR003T .4Ch32_TOOLR0037.7_Ch24_TOO

6、LR0037 . 6fl-20 TOOLX0005.4X0005.5 XO 0 0 9.6 Kft0O2 LS10WIIfUP SE MIDLOWMAG TYPEKOQO：”N002S1D 1635N002S3H 丄45NOO259A 1627N00260B 1630NOO262F 1S40X9.7是刀杯计数传感器，R32.1为整形计数脉冲。R0.4开机延迟0.5秒 后等于1,如没有,在X9.7=1的故障情况下开机，有一个 R32.1脉冲，C0(CTR) 会自动加1或减1计数,而产生刀杯位置错误。K11.4 和K11.5为刀库正反转 保持信号。N002S4J 16S0ACTRO032 aOX0

7、0097SUB 2 4TMHB0005COUN-DLyTOOL COUNT DELAY0000000064N00265L 165SN00266ROO32 0R0032 2R00 32 DROQQO,4IIINIDLYROO32,1-HD-COUN-PLTOOL COUNT PULSERO 032.2-0-322COUN-DLY16G1NOO267A在D100中设定要使用的大径刀具个数，D104二D100*2+1是最后一个空刀杯, 大于D104的刀具号为小径刀具号，小于等于 D104的刀具号为大径刀具号。如不用大径刀，设定D0100=0N00272A LG90NO0272E 1G99R9091.

8、1 BYTAWSJONF0001.1 RTIIRTROO52.7 ACT-dFD100=0R5091.1BYTFOOO1.1RSTRSTR0052.7 ACTD1OO=Gn n n n3 L! J1 -丄MULD0100BIG-T_NUM0002DQ102 D100-2R0 04B .4Q MUL ERRERRC5EUB19ADD 000D0102DIOOS 001D0104B*CUP MUNROOdfi 丐ADD ERRERR0以下是根据D100所设定的大径刀数量，自动将 99送到大径刀杯相邻的空 刀杯中去。刀具号 99表示空刀杯，空刀杯号1、3、5 。NQ0274I 170BR9Q91,1

9、 SIUAW_ONR9091,1 CNVIIAW_ONF0001,1 RSTRSTR0CS2h7 ACT-tFD10Q=0SUB31DCNVB0 0 0 1D0100BIQ-T_NUMROOS0BIG-T(BIN)BCD-BIN ERRN00275A 1717ROW 7 ACTjrSUB2 5DECB0021DI 00 = 0BR0D5BBIQ-T(BIN)COOQOOOOOOlDRD05D BT=1-16U00278A 1733CEN00279E 1738FinnoET=13BT_13-16R0051.5ET=：14R0051,6BT=15R0051.7BT=16M002 SOI 1743N

10、ODSaiK 174 8R9091.I BYTIEGT1R210 0 9 gAWS_ONNUMER0052 7ACTD0001D10D=0R9091.1BYTLTQ11R9 20099AW_ONNUMEROOS2.7ACTD0 0D3D100=0-oi -ZSL1pIHa日N002B4A 1771R9051.1 BYT-xAW_OUR0050.3 ACTBT=4ROOSJ.1IHBT_5-8R005i.2IHBT 9-12R005J3EIIBT 11-160099O U J_ JrNUMED0009-46 -N0D294J 1840N0D292E 1329N00293H00295L 1S4G2

11、、T码到达准备A0.7和A1.2为换刀机械手和计数器报警；R55.4 为T码等于0或99报 警;R32.5是刀具表中没有此 T码报警;R32.6是T码刀具在主轴上.延迟 0.2 秒给PMC判断时间，条件满足后 T码完毕。N00296F0007.3 AOOOO.7K0011 .4a kll井4T-TFA7_ATCNO TLCW-WDK0011.5 AOOO.L . 2R0055.4ROO32.5R0032.4TLCCW-JJD Al0_COUN T = 0t99TIlO-TCODER00J2,IIT CD=P0T-CD_ARRIVE T CODE ARRIVEN002975RO0 32 4 AC

12、TSUB24TMRB0006T-CD ARRIVE -uT-FINIGHD0000000200的情况下,T码放到在不是主轴大径刀同D82(BCD)并做一些判断，TT码小径刀交换(K10.6工1)码等于0或99时报警。E 1867H00299I 187N00300K 1882H00301M 1087BIN-BCD82 R54.2=1，主轴小径刀同刀库大径刀交换的判断，此时将主轴小径刀号存 到D106中，为以后主轴大径刀同T码小径刀交换做准备。N00302A 18 90R9091.1 BYT4FAWS_ONR00 32.4 ACTIIT-CD_ARRIVEqilRI 5000 1COMPD00B2

13、T_(BCD)D0104B-CVP_MUNROOS4 00TCX3DE-EIG-TLN00303D 10 97R9091.1 BYTAWS_OMR5091.1 ACTAws_orrCTfR.1 Cnnn io u 口* 丄COMPDOOOOSP-TOOLD01-04B-CUP_MUNROOS4 B1_o-_LN003 04G 1904R0054 .1R00S4,0RQ032 4R00S2 .7IIIISP-BIG*T TCODE-BI T-CD_ARR D100=0 LG-TL IVER00S4.20-P1 EMALL-BIGN00305H 1909R0054 l2 ACTIIPSMALL-B

14、IGSUB 81111MOVE1111DOODOSP-TOOLD0106STORE S-TOOLK10.6=1是主轴大径刀同刀库小径刀交换，T码放到D108把原来放到大径刀杯的小径刀 D106送到D82,进行第一次交换，换刀后，主轴刀具是小径 刀（D0=D106。W003a6L 1915MMQ0307A 1323BCD110308E 1933MOO309I 1941R0054.0 ROO54.1R0032.4 ROO 52 .7-Hf-D100=0G-TLIVEK0010. E-iySPB-SMA LLKQ010 .C RtJOSS. 6II*PB-MA E-_STP2RA032,4R0055

15、.4R004 9 . 0a-ERR0 9TlT-CD AER T=QS99IVEKO 010.6 ACTTlSPE-SMALLSUB 8MOVE11111111DCHOe TORE_-TOOLDD062T_(BCD)R9Q91.1 BYTIESUB16COIN0001AWS_ONR0052.7ACTDOOODDioo=agp-rooLD0106STORE S-TOOLRQ0S4 . 50DO=D106BIN-BCILLN00310L 14 8N0D311A 1957SUB 81111MOVE1111D010BT_TP2DOO02T (BCD)N00312E 19S3R9091.1 BYTAWS

16、 ONR00S2.7 ACTD1OO=Q廿 Blfifl 0 0 iCOINDOOOO SP-TOOLD010BT_TP2ROOS4 4o-D0=D108第一次交换完毕后（R55.6=1），再开始主轴小径刀同T码D108小径刀进行第二次交换，此时把 D108放到D82中，进行二次换刀。二次换刀结束后 D0=D108 T码在主轴上。KO 010 R0054,5R0029.5R003 04ARMWMFB-HIIISP1B-SMA D0=D106 K KEEPR0055.6R0054.4F0001s1B-S STP2 D0=D108 RST3、刀库盘旋转刀杯号寻找：经过以上T码到达后的准备工作，在各

17、种情况下寻找的刀具号都放在 D82中，刀具 D82的刀杯号在 D86中。当D86的刀杯号等于换刀 口位置计数器 CO时（R32.7=1）,刀库盘旋转位置到达。R32.5是T码在刀具表中未找到报警。R32.6 是刀具以在主轴上。R90?J.1UBYTAW_ONR0037.5|FOOOl1J|LRST16_TOOLIIRSTR00J7.5IIR0032.4IIACT16 TOOLWOO313H 1970E-S TP：r-CD_AKRIVE SUB17DCH0016DOOOlDOOS2T_(BCDJD0084GTEP-lR00&6 r015-T NON003L4L 19B3R909111BYTAWS

18、_ONR0037.C|lFOO 01 1RST20_TOOLIIRSTR0017.6IIR0032.4 JIACT20 TOOLT-CD_A1?R IVER0055.SB-S TP2SDB170020DSCHDOOOlD0082T_ (BCD)DOOS4STEP-1R0056.120-T NON00315 A1996RSTR0037.7IIF0001.1HII24_TDOLIIRSTROOi7.7IIR0Q32.4IIACTR9051.1BYT24 TOOLT-CD_ARR IVE B-S STP2R0055.6cfTRI 7n n 94DSCHDOOOlDOO02T_ (BCD)DOOS4S

19、TEP-1ROOSfi .20-24-T NON003ISE 2009R90911BYTIKSUB170 032AW_ONDSCHR0037.4IIFOO 01.111RSTD0001II- 32_TOOL IIRTR0037.4JLR0032.4IIACTDQ082II32 TOOLT-CD ARRT_(BCD)IVER0055.SD0094STEP-1IIB-S_STP2R0056.3N(J03 17I 2022LN00318A 2027R&0E6.0IH16-T_NOR00E6 120-T NOR0056.224-t NORO056.SRQDgi-1RYTJKSUB19nnoojlfAW

20、S_ONADDF0001.1RET1|DOOB4RSTSTEP-lR0032.4ACTH0001T-CD ARRIVEIIJDooesBS STP2T-STEP32-T_NORO0 32_-NO-TCODET NO FOUNDR004S.1Q ADD ERRERR10E 2 037N00320H 2044RS0S1L1 BYTAWS_OBR9091.1 ACTAWS OMR5051.1 BYT-Xf-AW_ONR9091.1 ACTAWS ONCTTR 1 001CO IND0082Tfc(BCD)DOOOOSP-TOOLR0032 飞T CODESP TL CODECTTRl Gfl仃和TC

21、OINDO086T-STEPC0002R0032 JQT CODE ON POSITIONT-ON-POSN00321K 2D51A0003-5AOOOO b7A7N00322L 2059R00B3 B 3R0036.0 GOOGS .4 FO0 01.1HMAG REST *EMGNCMIDORER 0*0 3 3 - 2MAG ENABLEMAG ROTATE ENABLENOO323M 2 0 64R0032.4 ROO55勺 R0032,5R0032.6RD032J ROO33,2-*IIT=0&99NO-TCODE T_CD=P T-ON-POS MAG-EHABLER0033 0I

22、IT-CD_ARRIVECUP-ROTACUP ROTATIONR33.0是刀库旋转的条件，当寻找的刀具在主轴上（R32.6=1 ）或到达换 刀位置（R32.7=1），刀库旋转停止（R33.0=0）。A0001.3 AOOQ1.5 AO 0 01.7 AO0O3.4A0003.5 AOO04.0 RO0 3 3.3:*0-L亡 A13_ARM- Al5 ROT- A20OFFK A29_CARR A32_l MID MC MC SR0055 石T1B-S_STP2R0033 B 0IICUP-ROTA刀库旋转分两种情况：a）K10.6=0和 R55.6=0;不是主轴大径刀换小径刀。b）K10.

23、6=1和 R55.3=1;主轴大径刀换小径刀，第一次旋转到大径刀杯 内的小径刀的位置换刀。R55.6=1和R55.2=1;第一次换刀后结束主轴已是小径刀，再旋转到T码小径刀具的位置。E 213ftNOO33OH 2L4SN00331K 2152刀库就近旋转方向判断N00324A 2073N00325G 2086R00374RNO32_TOOLR0911BYTAWS ONR00374DIR-HI32 TOOLR9091.1PCSAW_OWR0037.4INC32_TOOLR00330R0037.4 ACTCUP-ROTA 32_TOOLR00377RNOII24 TOOLR9091.1BYT*A

24、W ONR00377DIRTl24 _TOOLR3091.1PO-dFAW_ONR0037.7INC24_TOOLR0033.0R0031,7 ACTTlIICUP-ROTA 24 TOOLSUB 60032ROTSUB gROTC0002D0O86 T-STEPD0O880 024C0002D0O86T-STEPD0O88RO038.3o32_CWRO036 2-O24 CW&fZC：M _R0037.6RNOA 2099NOO327G 2112SUB电002020_TOOLR9091.1BTAWS ONR0037.6DIR20 TOOLR9091.1POAWS ONR0037.6INC20

25、 TOOLR0033.QR0037百 ACTTlIICUP-ROTA 2Q TOOLR0037.&16 TOOLRNOR9091.1BYTJFAWS ONR0Q37.SDIR16 TOOLR9091.1POROTC0002DOO06T-STEPD0088AWS ONR9091.1R003,5 TWCAWS ON 16 TOOLR0033 P Q RO037.5 ACTCUP-ROTA 16 TOOLCF1& 百5015C0002nooseT-STEP 0068A kJ D vROTROOfl.1Q20 CW4CCroo8 .o-0-16 CW&CCN0032aA 2126R0038.0R003

26、7=5R0033.1Q -0 CW； =1 CUP-CiCCCCW(CUPR0038,1R0037.6IIII20_CWiCC 20TOOLWR0&3E.2R0037.7IIII24_CWiCC 24_TOOL ViR0037.4TlII2 2_CW32_TO0L W自动模式下，R32.7=1时，寻找的刀具到位，旋转停止。手动模式下，按一次键（X29.0或X29.1），刀库旋转一个刀杯位置停止。K11.4和K11.5是在旋转未到位的情况下信号保持。如果旋转未到位时发生停电等故障再重开机后，此信号保持并给予报警，同时指示灯（Y 25.0或Y25.1）闪烁。按相应键（X29.0 或X29.1）使刀

27、库旋转到位（X9.7=1）,故障恢复。N00332A2163R0000.2R0055.0R0013.1R0032.7| _|-|K_AUTO_MOD ROT_RUN CTFCtCC T-ON-PO ER0030.2K0011.5 YOOOO.3MAG CW RELAYR0D00.3R0033.2G0046.3J0029.0X002 . 1TlII1HJ MODE MAG-ENAB KEY1Y00CMAG-CW0.3LER0033.5 jr 12OM.5-DLY0000 3X0009 7TlMAG-CW TL COUNOOB33E2133R0000.2R0055.0 ROOJ3.1R0032.7

28、TlIIIIAUTO_MOD ROT_RUN CUP-CiCC T-ON-POS ER0030.2 KOO11,4 YOOOO r4Tl0-CUP-UPFB TLCW-HD MG-CCWMAG CCW RELAY11 II JI ummode MAG-ENAB KEY11HD CWHDIl lr:cH4.JR0000.3R0033.2G0046,3JI0029.0X0D29 r 1YOOOO r4 R0D33.5TIHfMG-CCW 120MS-DLY0000.4X000&.7TlJHF-MG-CCW TL COUN00324I 2203N00335K 2210N00336M 2216N003

29、37A 2222Y0000.3MAG-CW0000 4MG-CCWYOOOO 3MAG-CWKQ011 4TLCW-HD0 000 4MGCCWX0009.7 ACTStTL_COUK0011.5TLCCW-HDXO0 Q9 7HFTL COUK00114TLCW-HDKOOil 5X00 0 9 7-HIiHHTLCCW-HD TL_COU0000.3口 TTH = An n n 7TMRBU U U J0000000130R00 3 3 ”Q CW&CCW 120MS DE120MS-DLKOO1140TLCW KEEPTLCW-HDKOO115QTLCCW KEEPTLCCW-HDY00

30、25,0MAG CW LEDMAG-CHYOOOO.3 KOO 11.4R091 . -HFIIIIMAG-CW TLCW-HD 0,5HZPLN00338C 2228YOOOO 4Tl-MG-CCWY0025 10 MAG CCW LEDT_CC-LY0000a 4IkK0011兮ii-R9091.6ISTMG-CCWTLCCW-HD05SIZPL刀杯上动作:手动模式下， 自动模式下， 刀杯下动作：按 次键（X29.0或X29.1），刀杯上后刀库再旋转。 有刀库旋转信号R33.0-1时刀杯上。自动模式下，M6换刀指令到达和换刀过程中（R29.5=1）刀杯下并保持。机床停电不用时，刀杯有可能停

31、在中间位置，此时给一个开机脉冲（R0.1）使刀杯向上（R29.6）。如果已在上下位置，也顺便给一个脉冲（R29.6或R27.7）保持原来状态。NOQ3 3 9E 2234X0D09.7 AaOOCI. 7R003D . 0 GQQOB .4 YOCOO . 3 YDOOQ .4A0Q00 d 5 ROQ33 + 7iiA7 ATCND TL-CLMFB*EMGNCMAG-CWENMAG CUP UPtDOWN ENABLEABLER00141IFMS-READYN00341I 22510 001 06-CUP-UPR0000 B 3X0029a 0GO046-3 RO 033.7 GOOOB

32、4R0029-5T1HtJ MODEABLEX0029.1TinHD CCROOM.2RQ033.0AUTO MOD CUP-ROTAR0029百KP CUPUPY0D01.0R0030.2R0045.01|CUP-UP CUP-UPFE UEiDW ERMOO343A2272M1III”|AUTCFEHLUPEN-EMCT-Ol!II-POEABLE1?RO0002R00341Y0022 .0R0D33.7GD003.4R0032 r7 Y0001.10-CUP-DWR0029.5RO029 7IIKP CUPDWN00340G 2244Y0001.1R003G.S R0045.0CUP-D

33、WFB UP&DW ERRX0008.6X0008J ROOOO.1TDHFCUP 叮PCUP DWCUP-DWROQ29 r 6KEEP CUP UP PLSKP CUPUPN00342Nxoooe.e XOOOB = 7 RO 0 0 0.1MF30IICUP UP CUP DW INI-PLSR0029.7KP CUPDWKEEP CUP DOWN PLSX0008.6X0008.7CUP(HFCUP UP四、简要介绍M6指令到达机械手换刀部分和故障恢复的PMC程序1换刀前准备Z轴已回换刀点，如未完成，产生操作异警Z AXIS NO HOME程序中断。需更正程序，在 M6前加G91 G2

34、8 Z0。刀具在换刀位置，如未完成 M06等待刀库盘旋转到位。在执行M06换刀步骤过程中，Z 轴自动锁定。M06执行结束，Z轴锁定自 动取消。M06到达R15.3=1，用R34.1 = 1去执行刀杯向下和主轴定位。I R0015.3IIR0032,IXR0032,7IR0Q3O,4IIA0003.1IFA0003 POITY0022.0IFR0034.1 nIIM6T_CD=SP-POSIIARM-HMFBA2S_NO-TREADY4iA24_HO_TFDHL-LVM6-READYN00344E 22BS-M6 CUP DOWN P QRINT当R34.2=1时，自动换刀前准备完毕N00346

35、J 230411IIKIIIIM6-READYR00i4.21匚ZP3（，ORA!【CUP-1DWFB ARM14iIIFIN A13_ARM- *EMGHC MC R00S4.1 FOO 94.2 F0 04 5.7R0030.3R0055.1A0001.5G0006.4ARM-STARTROO34.20 ARM RUN STARTARM-START2、换刀步骤采用步进式编程，分为六步：1）刀臂旋转,抓将要交换的两把刀具；K10.0=12）主轴松刀和吹气；K10.仁1，K10.0=03）刀臂旋转180度,两把刀具交换；K10.2=1，K10.仁04）主轴停止抓刀和吹气；K10.3=1，K10

36、.2=05）数据交换；K10.4=1，K10.3=06）刀臂旋转，回初始位置.K10.5=1, K10.4=0;当 K10.5=0时，换刀结束。RUNN00352G 2352RO0 34STPlr601N00351E 2347KOOIO.OK STEP!KEEPSTEP 1 eo-K STEP1 K 5TEP2KO 010.0 KOOIO1R0034.2 KOOIO,O R0D30.0R003Q-5TlARM-IXIDFBARM-STAR TTlIIK STEP! TL-CLMFBR0034,3 YCOOO.5R0034,d*0STPl,SO 1 ARM-MT STP2J UNC LAMPST

37、EP2 H UNCLAMP TOOLRO034-4 RO 0 3O 11tiTP2 . UNiC TL-UNCFBLAMPR0036.0 ROO36.2RO03O.1K0010-1MAG_RESTORE_K STEP2Tl4MAG PLS TL-UNCF&K0010O R00300TL-CLMFBRGQ34.4 RO03Ob1TlSTP2.UNC TL-UNCFBLAMPN00353L 2376R00B4 . 4STP2J WCLAMPKO 010.10K STEP2KEEPSTEP 2. UNCLAMP UKOOIO.1KOO1D.2K STEPS K STEP3机械手驱动NOD361A 2

38、&49RQ034,2ROO34.3R0010.0R0030.5K0010.1R0035.TlTP1# 6 0 F TL-CLMFB ARM-MIDF K_GTEP2EARH-STARTYOOOO.SARMMTMOTOR RUMR001.0TlMAG_RESTOREROO34.R0030.1K0010.1 KOOIOB3IISTP3.lfiO TL-UNCFB K_STEP2 K_GTEP4ROO3S.5R0030.0K0010.4 ROO3O.4Tl1STP6.HOM TL-CLMFB K STEP5 ARM-HMFB松刀驱动N00379H 2614R0000.3R0030-4 XOOOO.lA0001G0008.4Y0000.6TOOL UNCLAMPRO0 34.2 KOO10 0 KOOlO.lIIK STEP1 K STEP2IIARM-START0000 J-fl-SP-AIRUNCLAM