基于FANUC系统卧式加工中心自动换刀(ATC)及其控制的研究

摘要

卧式加工中心自动刀具交换系统(ATC)是实现卧加自动化加工的重要组成部分，因其刀库储刀数量多，加工范围大，自动化程度高，加工效率高而背各行各业所青睐。本文以卧式加工中心链式刀库为例，基于FANUC数控系统，利用PMC程序控制完成换刀系统的控制。论文主要完成以下工作:
　　(1)研究了国内外在刀库的发展现状，FANUC数控系统基本控制原理与结构，PMC程序的编制方法。
　　(2)介绍了卧加刀库的结构和工作原理，深入分析刀库控制理论基础知识，PMC程序设计基础知识。
　　(3)根据刀库的工作原理设计出液压控制系统和电气控制系统。电气控制主要包含主电路、控制电路、PMC的I/O接口电路以及刀库控制原理图。
　　(4)根据刀具交换流程设计刀库的PMC控制程序，包含选刀和刀具交换两部分。选刀是对目标刀具的选择和搬运，刀具交换是将目标刀具和主轴刀具交换并将旧刀具还回刀库。由于刀库动作一旦紊乱将损坏其硬件或刀具乃至发生碰撞，为避免这种危险情况发生设计刀库报警程序以保护刀具交换发生危险事故。
　　(5)详细阐述了刀库控制参数及设置方法，刀库的调试方法，手动调试方法乱刀后如何恢复，刀号数据表的操作方法，换刀宏程序的编制和调试方法。通过实际的安装调试，到了预期目标，并能交付用户使用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．2 ATC刀库的国内外研究动态

1．3 课题的研究背景及意义

1．4 课题主要研究内容

第2章 卧式加工中心刀库控制系统设计基础

2．1 数控系统概述

2．1．1 数控系统的特点

2．1．3 PMC

2．2 链式刀库概述

2．2．1 刀库定义

2．2．2 链式刀库

2．3 数控机床电气控制系统的组成

2．3．1 数控机床电气控制系统的基本组成

2．3．2 刀库控制线路常用电气元件及液压元件

2．4 数控机床PMC的结构及原理

2．4．2 PMC地址分配原则

2．5 链式刀库控制系统工作原理

2．5．1 链式刀库换刀动作流程

2．5．2 刀库控制系统工作原理

2．6 本章小结

第3章 刀库控制系统电路设计

3．1 需求分析及设计要求

3．1．1 电源要求

3．1．2 液压要求

3．1．3 FANUC I／0 Link

3．1．4 I／0模块的设置

3．1．5 保护和抗干扰

3．2 刀库控制原理图设计

3．3 控制回路设计

3．3．1 液压回路设计

3．3．2 电气回路设计

3．4 本章小结

第4章 圆卧加链式刀库控制系统的PMC程序设计

4．1．1 刀具预选的流程设计

4．1．2 刀具交换的流程设计

4．2 刀具预选各功能模块设计

4．2．1 刀库换刀的反馈信号

4．2．2 刀库容量的控制

4．2．3 刀库计数及定位信号处理

4．2．4 T码到达准备

4．2．5 刀库旋转控制

4．2．6 刀库旋转方向判断

4．3 刀具交换功能模块设计

4．3．1 搬运机械手伺服控制

4．3．2 搬运机械手插拔到和转位控制

4．3．2 交换刀具机械手控制

4．3．3 主轴松刀

4．3．4 刀具交换

4．3．5 主轴紧刀

4．4 本章小结

第5章 卧加链式刀库控制调试

5．1 刀库可以换刀的状态

5．1．1 还刀前机械手处于的位置

5．1．2 换刀的具体操作

5．2 机械手手动操作

5．2．1 手动机械手操作盒面板旋钮和指示灯功能介绍

5．2．2 抓刀手操作旋钮功能和动作介绍

5．3 换刀手手动操作的介绍

5．3．1 中间刀座端面键的操作

5．3．2 换刀手位置的选择操作

5．3．3 抓刀手换刀手臂的操作

5．3．4 刀库门的操作

5．4 本章小结

结论与展望

参考文献

附录

致谢

作者简介