基于FANUC数控系统改造VMC-3000立式加工中心的自动换刀设计

（中航飞机股份有限公司，陕西 西安 710089）

基于FANUC数控系统改造VMC-3000立式加工中心的自动换刀设计

吕龙

（中航飞机股份有限公司，陕西 西安 710089）

基于FANUC 0i Mate-MC数控系统改造的VMC-3000立式加工中心为基础，对加工中心刀库的电气原理图设计、控制程序编写与调试、机械修理与调整。该加工中心刀库改造后实现了自动换刀，提升了加工中心的高效、高精加工，提高了生产效率和效益。

FANUC数控系统；刀库；PMC；自动换刀

数控设备的升级改造可促进我国制造业产业升级。在数控机床中，自动换刀系统可以被看作是其中的重要组成部分。为了对机床工作效率进行提升，自动换刀装置（ATC）也成为加工中心的重要技术内容。 切削速度的提高，让机床的切削时间表现出了日益缩短的特点，在数控设备的升级改造过程中，人们对换刀效率的要求也表现出了逐步提高的特点。从数控技术的发展现状来看，换刀的效率已经成为了衡量加工高加工中心技术水平一项重要指标。VMC-3000立式数控加工中心是美国2002年制造，采用ACRAMATIC 1200MC数控系统。利用FANUC 0i Mate-MC数控系统改造的VMC-3000立式加工中心为基础，对刀库进行改造升级。

1 自动换刀流程

首先判断主轴刀号与刀库当前刀号的一致性，若二者不同，则刀库旋转需要与主轴刀号保持一致性。随后，Z轴移至第二参考点主轴定向，刀库向前，靠近主轴，主轴松刀吹气，将当前刀具还回刀库并移至第一参考点，完成还刀动作。

如果刀号为T0，设备操作人员可以跳过还刀过程，进而在对TFIN信号进行处理，结束还刀；若指令刀号不为T0，则执行以下换刀动作。

数控系统在发出刀库电动机正/反转起动信号以后，刀库电动机的转动。在刀库旋转至加工程序指定的刀号以后，通过将Z轴移到第二参考点的方式完成抓刀动作，主轴刀具夹紧，刀库向后，远离主轴，换刀结束。

2 换刀宏程序的设计

图1 换刀逻辑流程图

对换刀宏程序的自动调用。是系统在检测到程序执行M06T**换刀指令所采取的主要措施，在这一过程中，系统还会对T代码进行译码处理。利用换刀臂式刀库的动作过程实现逻辑控制和轴进给，是换刀宏程序的主要作用机理。它可以通过与PMC配合的方式，完成刀库的自动换刀。将系统参数6071设定为6，即当执行

3 PMC 逻辑控制程序的设计

应答工作方式是换刀宏程序和PMC程序在执行换刀动作的过程中所采取的主要方式。在这一过程中，换刀宏程序向PMC发出刀库动作命令，在动作命令执行完毕后，PMC会在第一时间将完成信息反馈到换刀宏程序。

宏变量与G代码的对应关系如下：

#1000(G54.0)：T代码检索完成，刀库旋转结束，等待换刀；

4 结语

对 FANUC 0i Mate-MC系统的数控铣床和换刀臂式刀库（24T）的改造升级是本篇文章的主要创新点。在刀库和铣床改造为加工中心后，数控机床的生产效率会得到有效提升，低廉的改装成本是这一技术在实际应用中所表现出来的主要优势，它可以对数控铣床的功能进行充分拓展。通过对PMC 和宏程序进行有机结合，也可以让换刀速度和换刀的安全性得到有效改善。

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