加工中心的刀庫形式與自動換刀程序的調(diào)試

1、加工中央的刀庫形式與自動換 刀程序的調(diào)試作者:日期:加工中央的刀庫形式與自動換刀程序的調(diào)試一、實訓目的1 了解加工中央的各種刀庫形式；2 了解機械手換刀的根本動作組成；3 掌握加工中央自動換刀程序的編寫與調(diào)試運行；二、預習要求認真閱讀加工中央組成、換刀裝置、自動換刀程序的編寫等章節(jié)內(nèi)容.三、實訓理論根底1 .加工中央的刀庫形式加工中央刀庫的形式很多,結(jié)構(gòu)各異.常用的刀庫有鼓輪式和鏈式刀庫兩種.圖11 -1鼓輪式刀庫a 徑向取刀形式b 軸向取刀形式c 徑向布置形式d 角度布置形式鼓輪式刀庫結(jié)構(gòu)簡單,緊湊,應用較多.一般存放刀具不超過3 2把.見圖11- 1 .徑向取刀形式a多用于使用斗笠式刀庫的

2、立式加工中央和使用角度布置的機械手換刀裝置的加工中央；形式b 應用比擬廣泛,可用于立式和臥式加工中央,換刀可用機械手或直接主軸移 動式換刀.由于從布局設計方面的考慮,鼓輪式刀庫一般都采用側(cè)向安裝的結(jié)構(gòu)形式,假設用于機械手平行布置的加工中央時,刀庫中的刀袋座通常在換刀工作位可作90 o翻轉(zhuǎn).形式c 多用于小型鉆削中央；形式d 一般用于專用加工中央.鏈式刀庫多為軸向取刀,適于要求刀庫容量較大的加工中央.見圖11-2.圖1 1- 2鏈式刀庫2 .自動換刀裝置及其動作分解斗笠式刀庫換刀裝置我們已經(jīng)在實訓4中接觸過,在此就不再贅述.對于刀庫側(cè)向布置、機械手平行布置的加工中央,其換刀動作分解見圖1 1-

3、3 .換刀時,Txx指令的選刀動作和 M6 指令的換刀動作可分開使用.圖11-3 平行布置機械手的換刀過程圖1 1-4角度布置機械手的換刀過程對于刀庫側(cè)向布置、機械手角度布置的加工中央,其換刀動作分解見圖11-4.機械手換刀裝置的自動換刀動作如下：(1) 主軸端：主軸箱回到最高處(Z 坐標零點),同時實現(xiàn)“主軸準停".即主軸停止回轉(zhuǎn)并 準確停止在一個固定不變的角度方位上,保證主軸端面的鍵也在一個固定的方位,使刀柄上的鍵槽能恰好對正端面鍵.刀庫端：刀庫旋轉(zhuǎn)選刀,將要更換刀號的新刀具轉(zhuǎn)至換刀工作位置.對機械手平行布置的加工中央來說,刀庫的刀袋還需要預先作90 o的翻轉(zhuǎn),將刀具翻轉(zhuǎn)至與主軸

4、平行的角度方位.(2) 機械手分別抓住主軸上和刀庫上的刀具,然后進行主軸吹氣,氣缸推動卡爪松開主軸上的刀柄拉釘.(3) 活塞桿推動機械手伸岀,從主軸和刀庫上取岀刀具.(4) 機械手回轉(zhuǎn) 18 0° ,交換刀具位置.(5 )將更換后的刀具裝入主軸和刀庫,主軸氣缸縮回,卡爪卡緊刀柄上的拉釘.？( 6 ) 機械手放開主軸和刀庫上的刀具后復位.對機械手平行布置的加工中央來說,刀庫的刀袋還需要再作9 0 o的 翻轉(zhuǎn),將刀具翻轉(zhuǎn)至與刀庫中刀具平行的角度方位.7( ?)限位開關(guān)發(fā)岀“換刀完畢的信號,主軸自由,可以開始加工或其它程序動作.主軸移動式換刀裝置的換刀動作見圖11-5 .其換刀動作分解如下

5、：圖11 - 5 .主軸移動式換刀過程(1)主軸準停,主軸箱沿 Y 軸上升.這時刀庫上刀位的空擋正對著交換位置,裝卡刀具的卡爪翻開.如圖11-5 ( a )所示.2( ?)主軸箱上升到極限位置,被更換的刀具刀桿進入刀庫空刀位,即被刀具定位卡爪鉗住, 與此同時,主軸內(nèi)刀桿自動夾緊裝置放松刀具.如圖11-5 ( b )所示.(3)刀庫伸岀,從主軸錐孔中將刀拔岀.如圖11 -5( c )所示.4)刀庫轉(zhuǎn)位,根據(jù)程序指令要求,將選好的刀具轉(zhuǎn)到最下面的位置,同時,壓縮空氣將主軸錐孔吹凈.如圖11-5( d )所示.(5) 刀庫退回,同時將新刀插入主軸錐孔,主軸內(nèi)刀具夾緊裝置將刀桿拉緊.如圖11-5( e

6、) ?(6 )主軸下降到加工位置、啟動 ,開始下一步的加工.如圖11 5 ( f )所示.3 自動換刀的編程加工中央的編程和數(shù)控銑床編程的不同之處,主要在于增加了用 M06、M19和Txx進行自動換刀的功能指令,其它都沒有多大的區(qū)別.M06 -自動換刀指令.本指令將驅(qū)動機械手進行換刀動作,不包括刀庫轉(zhuǎn)動的選刀動作.?M19 -主軸準停.本指令將使主軸定向停止,保證主軸停止的方位和裝刀標記方位一致.在大 局部加工中央系統(tǒng)中,M19包含在M06 中,因此不需要另外給定.對于不用機械手換刀的斗笠式刀庫和主軸移動式換刀的立、臥式加工中央而言,其在進行換 刀動作之時,是先取下主軸上的刀具,再進行刀庫轉(zhuǎn)位

7、的選刀動作,然后再換上新的刀具.其選刀 動作和換刀動作無法分開進行,故編程上一般用“Txx M06 的形式,不能別離使用.而對于采用機械手換刀的加工中央來說,可以合理地安排選刀和換刀的指令的書寫位置和格式.在對加工中央進行換刀動作的編程安排時,應考慮如下問題：(1 )換刀動作必須在主軸停轉(zhuǎn)的條件下進行.2( ?)換刀點的位置應根據(jù)所用機床的要求安排,有的機床要求必須將換刀位置安排在參考點處或至少應讓Z 軸方向返回參考點,這時就要使用G28 指令.有的機床那么允許用參數(shù)設定第二參考點作為換刀位置,這時就可在換刀程序前安排G 3 0指令.無論如何,換刀點的位置應遠離工件及夾具,應保證有足夠的換刀空

8、間.(3 )為了節(jié)省自動換刀時間,提升加工效率,應將選刀動作與機床加工動作在時間上重合起來.比方可將選刀動作指令安排在換刀前的回參考點移動過程中,如果返回參考點所用的時間小于選刀動作時間,那么應將選刀動作安排在換刀前的耗時較長的加工程序段中.(5)換刀完畢后,不要忘記安排重新啟動主軸的指令,否那么加工將無法持續(xù).(6 ) M06涉及的動作較多,一般通過P L C對此指令進行設計限制,不同的系統(tǒng)設計其動作連鎖要求也不盡相同,因此參詳系統(tǒng)編程或使用說明書是非常重要的.m k y氛皿TO Iin?T03TO*圖1 16換刀編程圖例4 編程實例如圖 11- 6所示零件,分別用？40的端面銑刀銑上外表,

9、用?20的立銑刀銑四側(cè)面和AE面,用？6的鉆頭鉆 6 個小孔,？12的鉆頭鉆中間的兩個大孔.以毛坯中央離上外表1 5mm處為 G54 的原點,各刀具長度和刀具直徑分別設定在H 0 1H04、 D 01DO 4中編程如下:程序含義%0002程序番號T01 M 6換上 T1G90 G54 G 0 0 X60.0 Y15.0 S1000 M3移刀到毛坯右側(cè)外部,并啟動主軸G43 Z20 0 H0 1 M8Z向下刀到離毛坯上外表一定距離處,開切削液G01 Z 1 5.0F10 0工進下刀到欲加工上外表高度處X - 6 0.0加工到左側(cè)左右移動Y1 5.0移U Y= -15 上X60. 0 T2往回加工

10、到右側(cè),同時刀庫預先選刀T2Z20. 0 M9上外表加工完成,抬刀,關(guān)切削液M5主軸停G9 1 G 28 ZO.OZ軸返回參考點G 28 X0 Y0 M06X、Y回零,換刀G9 0 G54 X6 0 .0 Y2 5.0 S1 2 00 M 3走刀到右上角的起刀位置,啟動主軸G43 Z-1 2 . 0H02 M8下刀到Z= -12 高度處,開切削液G01G42 X3 6 .0 D02 F 8 0刀徑補償引入,銑四側(cè)開始X -36.0 T 3銑后側(cè)面,同時選刀T3Y-25.0銑左側(cè)面X36. 0銑前側(cè)面Y30. 0銑右側(cè)面G 00G4 0 Y40. 0刀補取消,引出Z0抬刀至A、B面高度.G01Y

11、 -40.0F 80工進銑削B 面開始前后移動.X21. 0Y40. 0X-2 1 . 0移到左側(cè)Y-40. 0銑削A面開始X-3 6 . 0Y4 0. 0Z20. 0 M 9A面銑削完成,抬刀,關(guān)切削液M 5主軸停G9 1 G28 Z 0.0Z向返回參考點G28 X0 Y0 M06X、Y 向返回參考點,自動換刀G 9 0G54 X 2 0. 0 Y1 5 .0S250走刀到右上側(cè)第一個？6小孔的中央位置處,啟動主軸0 M 3下刀到初始咼度面,開切削液G43 Z25 . 0 H03 M8鉆孔1 、返回參考高度G99 G8 3 Z-2 5 .0 R 3 .0 Q 3 . 0 F 10 0鉆孔2

12、、返回參考高度Y0 .鉆孔3 、返回初始高度G98 Y-15.鉆孔4 、返回參考高度X-20. 0Y-15.0鉆孔5 、返回參考高度Y0 .鉆孔6 、返回初始高度G98 Y 1 5.關(guān)切削液M9主軸停M5Z向返回參考點,同時選刀T4G91 G28 Z0. 0 T 4X、Y向返回參考點.自動換刀G28 X0 Y0 M06走刀到中間上方第一個?12孔中央位置處,啟動主軸G90G54 X 0 Y8. 0 S800 M3下刀到離上外表 10 m m 的高度,開切削液G4 3 Z25.0 H04M8鉆孔7 、返回參考高度G99 G8 3Z-2 8 .0 R18. Q10. F80鉆孔8 、返回參考高度Y

13、 - 8 . 0關(guān)切削液M9主軸停M5Z軸返回參考點G9 1 G28 Z0.0X 、 Y 返回參考點G 28 X0 Y 0程序結(jié)束并復位.M30四、實訓儀器及設備< 1 > 臺灣麗偉 V-6 0立式加工中央 1 臺< 2 > 12 0 xIOOx 20 金屬板料 1塊<3> 根本裝夾工具、刀具 1套五、實訓內(nèi)容及步驟V 1 > 麗偉V- 6 0立式加工中央的操作使用< 2>加工中央刀具的裝夾<3>自動換刀程序調(diào)試與運行1 麗偉V 60 立式加工中央使用簡介1 數(shù)控操作面板麗偉 V-60立式加工中央使用FA NUC-18M 數(shù)控系

14、統(tǒng),如圖11 7所示.其數(shù)控操作面板的鍵位功能和布局與實訓4中介紹的F A NUC -0i系統(tǒng)面板相同,只是功能鍵采用了圖形化標志.其對應關(guān)系見表.鍵類別英文鍵名圖標鍵名功能說明鍵類別英文鍵名圖標鍵名功能說明光標鍵CURSGLJ光標移動用功能鍵PO S叵1位置坐標顯示頁面鍵P AGE翻頁用PROG程序顯示aOFFS ETSET TING刀補、設置和預置 工件坐標系的顯 示和設疋編輯鍵SHIFTa換擋鍵SYSTE M囤系統(tǒng)參數(shù)、診斷等顯示CANLr取消鍵MESA GE報警信息等顯示I NP UT數(shù)據(jù)輸入鍵CUSTO M?GRAPH凰軌跡圖形顯示 用戶宏程序顯示AL TER改寫鍵INSER T不插

15、入鍵復位鍵RESET解除報警、復位等DE LE TE刪除鍵幫助鍵HEL PMDI操作幫助plIIK-LGi |CRT宇備顯示器早符、團形顯示器J口口口口口國QEBQELJ 同畫回® 回SE回 回AC0H ® 回辺E圖11-7塾疫換作而板2 手動操作面板手動操作面板大多是英文鍵名,第一行是選擇操作方式的開關(guān),有以下幾種方式. 自動AUT O 存儲運轉(zhuǎn)方式或稱自動加工 編輯ED I T 編緝方式 MDI MDI手動數(shù)據(jù)輸入方式 ?®回零HOME回參考點操作方式選擇手動J OG 手動連續(xù)進給方式 手輪增量I NCJOG/MPG 手輪增量進給方式?® H OME

16、 S TART回參考點執(zhí)行方式?©示教T E ACH示教方式在OPERAT ION S ELECT 功能選擇鍵區(qū),有如下功能設置SI NG L BL OCK 單段運行方式？BLOCK DELET選擇跳段功能?OTP STO P 選擇暫停功能 ?DRY RUN 空運行檢查方式 ？P RG T ES T程序校驗方式A XI S IN HI B T全軸鎖定Z CA NCL Z軸鎖定另外,還有 SPEED/MU LTIPLY 速度倍率修調(diào)、 A XIS/DIRECTION 軸方向選擇等鍵區(qū).其中主要英文鍵名的含義是： CYCLE STAR T 循環(huán)啟動、CYCL E ST OP 進給保持、S

17、PDL DEC 主軸轉(zhuǎn)速遞減、 SPDL I NC 主軸轉(zhuǎn)速遞增、 S PDL CCV主軸正轉(zhuǎn)、 SPDL C W 主軸反轉(zhuǎn)、CL NT A U TO 切削液自動模式、CLNT ON 切削液手動模式.右側(cè)是進給速度修調(diào)旋鈕和急停按鈕.下面板左側(cè)為快速進給倍率修調(diào)旋鈕和手動松/緊刀氣閥限制的按鈕開關(guān).其右側(cè)為手輪 即手搖脈沖發(fā)生器,再右側(cè)鍵區(qū)有 A TC刀庫手動 正、反轉(zhuǎn)按鈕,排屑器按鈕和超程解除按鈕等.3 根本操作特點麗偉V-6 0 加工中央的根本操作方法可參考XH 7 13A .其操作不同點主要如下 (1 ).手動回參考點 ？ 先選擇回零模式(HOM E ),然后選擇需要回零的坐標軸 -X

18、+Y、 +Z ,再按回零執(zhí)行(HOME START )按鈕,貝U Z軸將先向參考點方向移動,一直至 回零指示燈亮,然后 X、Y軸再自動返回參考點至燈亮.(2).手輪操作先選擇MPG手輪限制方式,再選擇要移動的軸和增量倍率,然后旋動手輪,右旋為正向移動左旋為負向移動.2 .加工中央刀具的裝夾1 ) 刀具組成加工中央常用 TSG刀具系統(tǒng),其刀具一般由拉釘、刀柄、夾頭和刀具等組成.采用ER 彈簧夾頭(筒夾)夾持形式的刀具裝夾如圖11-8所示.2 ).加工中央上的刀具安裝先選擇 J OG或 MPG操作模式,然后一邊按下手動松/緊刀氣閥限制的按鈕,一邊將刀具安裝到主軸刀套中,然后松開手動松/緊刀氣閥限制的按鈕即可.卸刀操作也是一樣,在JO G或 MPG模式下,待主軸停穩(wěn)后,一手抓住刀具,一手按壓手動松/緊刀氣閥限制的按鈕,取下刀具后即松開手動松/緊刀氣閥限制的按鈕.如果需要將刀具預裝到刀庫中作為 T1 ,可用MDI先執(zhí)行“ G 91