CN101986225A - 立式加工中心斗笠式刀库不乱刀的控制方法 - Google Patents
立式加工中心斗笠式刀库不乱刀的控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种立式加工中心斗笠式刀库不乱刀的控制方法，步骤如下：(1)按照通用换刀逻辑流程，将每个工步被打断后出现的不同情况作标记并做处理，标记打断换刀后是否已经乱刀；(2)换刀程序开始，读取是否有乱刀标记；(3)如果没有乱刀标记，则Z轴移动到换刀点位置-主轴准停-刀库移进还刀-主轴松刀；(4)Z轴移动到换刀准备位置-刀库旋转寻找目标刀号-Z轴到达换刀点位置-主轴紧刀并刷新刀具表-刀库移出-主轴准停释放—完成换刀程序。本发明有益的效果是：刀库在换刀过程中被打断后，通过处理使在接下来的换刀中不会乱刀；实现在换刀过程中实现任意打断换刀，能使刀库在乱刀下能进行纠正，换下一个刀具可以准确换出。
Description
技术领域
本发明涉及数控加工中心及运动控制领域，尤其是一种立式加工中心斗笠式刀库不乱刀的控制方法。
背景技术
目前，在数控***中使用斗笠式的加工中心中，大多数的机床厂家使用的换刀过程为还刀、Z轴上升到换刀准备位置、刀库旋转(寻找目标刀具)、Z轴下降到换刀点位置、抓刀、刀库退回的过程。在此过程中不允许打断换刀过程，否则就会出现乱刀现象，这对机床用户使用上带来了很大的不便，同时也增加了生产厂家的维修的成本。
图1为通用的换刀逻辑流程图，在这种控制方式中，如果在刀库移进后被打断换刀过程的话，刀库都将停止在主轴侧，需要人为的干预才能将刀库推出，并且许多情况下会造成乱刀。造成加工无法正常进行，且会损坏刀库。
发明内容
本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种立式加工中心斗笠式刀库不乱刀的控制方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种立式加工中心斗笠式刀库不乱刀的控制方法，步骤如下：
(1)、按照通用换刀逻辑流程，将每个工步被打断后出现的不同情况作标记并做处理，标记打断换刀后是否已经乱刀，目的是为了使设计的逻辑按正常的换刀形式还是执行乱刀后纠正的程序。
(1.1)如果在“Z轴移动到换刀点位置”的工步被打断，标记正常；
(1.2)如果在“主轴准停”的工步被打断，标记正常；
(1.3)如果在“刀库移进还刀”的工步被打断，使用退刀程序将刀库移出后，标记为正常状态；
(1.4)如果在“主轴松刀”的工步被打断，标记乱刀，换刀停止；
(1.5)如果在“Z轴移动到换刀准备位置”的工步被打断，标记乱刀，换刀停止；
(1.6)如果在“刀库旋转寻找目标刀号”的工步被打断，标记乱刀，换刀停止；
(1.7)如果在“Z轴到达换刀点位置”的工步被打断，标记乱刀，换刀停止；
(1.8)如果在“主轴紧刀并刷新刀具表”的工步被打断，使用退刀程序将刀库移出后，标记为正常状态；
(1.9)如果在“刀库移出”的工步被打断，标记正常；
(1.10)如果在“主轴准停释放”的工步被打断，标记正常；
(2)、换刀程序开始，读取是否有乱刀标记；
(3)、如果没有乱刀标记，则Z轴移动到换刀点位置--主轴准停--刀库移进还刀--主轴松刀；如果有乱刀标记，则Z轴移动到换刀点位置--Z轴移动到换刀准备位置--刀库移进--刀库旋转寻找原刀号--Z轴移动到换刀点位置；
(4)、Z轴移动到换刀准备位置--刀库旋转寻找目标刀号--Z轴到达换刀点位置--主轴紧刀并刷新刀具表--刀库移出--主轴准停释放—完成换刀程序。
所述的退刀程序步骤如下：
(1)、退刀程序开始，读取是否有乱刀标记；
(2)、如果有乱刀标记，则Z轴移动到换刀准备位置，停顿1.5秒，刀库移出，然后退刀程序完成；
(3)、如果没有乱刀标记，则刀库移出，停顿1.5秒，Z轴移动到换刀准备位置，然后退刀程序完成。
作为优选，在打断换刀的流程上，需要标记换刀开始信号、换刀结束信号，目的是为了使设计的逻辑处理只在这两个信号之间作用。
本发明有益的效果是：斗笠式刀库在换刀过程中被打断后，通过处理使在接下来的换刀中不会乱刀；可实现在换刀过程中实现任意打断换刀，能使刀库在乱刀下能进行纠正，换下一个刀具可以准确换出。
附图说明
图1是通用的换刀逻辑流程图；
图2是换刀逻辑打断与处理示意图；
图3是本发明的换刀逻辑示意图；
图4是刀库退出逻辑示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
本发明所述的换刀思路，是将换刀不成功视为机床故障，需要先处理好后才能加工。在通用的换刀逻辑流程上，将每个工步被打断后，将出现的不同情况作标记并做处理，具体见图2。
在打断换刀的流程上，需要标记换刀开始信号、换刀结束信号。这两个信号使用西门子***中的M代码来实现。如“M84”为开始换刀信号，“M85”为换刀结束信号，同时刷新刀具表在紧刀到位这一步。因此，可以用表1来处理各种状态下被打断后的结果。
表1 ***在被打断换刀时的各种情况
情况分析：
1.序号1、序号2、序号9、序号10：此四步被打断的话，刀库位置在原始移出到位位置，主轴刀号等于刀库刀号，刀具表上的刀具号等于主轴刀号，因此，下一次换刀能够正常的换出需要的刀，判断为正常状态。
2.序号3、序号8：此两步被打断后，主轴刀号等于刀库刀号，刀具表上的刀具号等于主轴刀号，但是刀库位置不在初始位置，在这个状态下，换刀停止Z轴移动会造成刀库顺坏。判断为故障，处理方式为使用退刀程序将刀库移出后为正常状态
3.序号4、序号5、序号6、序号7：：此四步被打断后，主轴上无刀，也就是不等于刀库刀号，刀具表上的刀号为上一次正常换刀后的刀号，也不等于刀库刀号。在这种情况下，即使使用退刀程序移出刀库，下一次将无法换出需要的刀。判断为乱刀状态。
由上可知，在分析了整个换刀过程和打断换刀需要处理的状况后，只要处理好第二种刀库故障和第三种刀库乱刀，可以保证整个换刀即使打断也可以纠正。
本发明所述的这种立式加工中心斗笠式刀库不乱刀的控制方法，需要检测上次换刀是否已经乱刀，由乱刀标记来确认，整个新的换刀逻辑流程见图3，具体步骤如下：
(1)、按照通用换刀逻辑流程，将每个工步被打断后出现的不同情况作标记并做处理；
(1.1)如果在“Z轴移动到换刀点位置”的工步被打断，标记正常；
(1.2)如果在“主轴准停”的工步被打断，标记正常；
(1.3)如果在“刀库移进还刀”的工步被打断，使用退刀程序将刀库移出后，标记为正常状态；
(1.4)如果在“主轴松刀”的工步被打断，标记乱刀，换刀停止；
(1.5)如果在“Z轴移动到换刀准备位置”的工步被打断，标记乱刀，换刀停止；
(1.6)如果在“刀库旋转寻找目标刀号”的工步被打断，标记乱刀，换刀停止；
(1.7)如果在“Z轴到达换刀点位置”的工步被打断，标记乱刀，换刀停止；
(1.8)如果在“主轴紧刀并刷新刀具表”的工步被打断，使用退刀程序将刀库移出后标记为正常状态；
(1.9)如果在“刀库移出”的工步被打断，标记正常；
(1.10)如果在“主轴准停释放”的工步被打断，标记正常；
(2)、换刀程序开始，读取是否有乱刀标记；
(3)、如果没有乱刀标记，则Z轴移动到换刀点位置--主轴准停--刀库移进还刀--主轴松刀；如果有乱刀标记，则Z轴移动到换刀点位置--Z轴移动到换刀准备位置--刀库移进--刀库旋转寻找原刀号--Z轴移动到换刀点位置；
(4)、Z轴移动到换刀准备位置--刀库旋转寻找目标刀号--Z轴到达换刀点位置--主轴紧刀并刷新刀具表--刀库移出--主轴准停释放—完成换刀程序。
刀库退出程序需要处理两种不同情况，故障1时，刀库上正对主轴的刀号无刀，可以先将刀库移出；乱刀时，刀库正对主轴的刀号上可能有刀，主轴是松刀状态的，需要先将主轴移动到换刀准备位置，然后将刀库移出。整个退刀逻辑流程见图4；
(1)、退刀程序开始，读取是否有乱刀标记；
(2)、如果有乱刀标记，则Z轴移动到换刀准备位置，停顿1.5秒，刀库移出，然后退刀程序完成；
(3)、如果没有乱刀标记，则刀库移出，停顿1.5秒，Z轴移动到换刀准备位置，然后退刀程序完成。
实施例1：西门子802S/C没有PLC与NCK之间交互的地址信号，因此，在判断记录刀库是否乱刀以及新换刀逻辑的实现上必须只能在PLC上处理。802D有PLC与NCK之间的接口地址，但是可以使用同一种方法来实现。
中断换刀后，换刀宏程序：
％_N_L6_MPF
；$PATH＝/_N_MPF_DIR
；IF $P_ISTEST GOTOF END
IF $P_TOOLNO＝＝$P_TOOLP GOTOF END1
；IF $P_TOOLNO＝＝0 GOTOF END2
IF $P_TOOLP＝＝0 GOTOF END3
IF $P_TOOLP＞18 GOTOF END
M85
D0 G500
G153G90G1Z＝$MN_USER_DATA_FLOAT[0]F15000
M5
M90
G4F0.2
M89
M91
G4F0.2
STOPRE
M92
G4F0.8
STOPRE
G153 G90G1Z＝$MN_USER_DATA_FLOAT[0]+30F2000
G153 G90G1Z＝$MN_USER_DATA_FLOAT[1]F15000
M60
M93
G4F0.5
STOPRE
G153G90G1Z＝$MN_USER_DATA_FLOAT[0]+30F15000
G153G90G1Z＝$MN_USER_DATA_FLOAT[0]F2000
M94
STOPRE
M95
M96
STOPRE
G4F1
GOTOF END
END1：
G4F2
GOTOF END
END2：
G4F2
GOTOF END
END3：
GOTOF END
END4：
END：
M5
M87
M84
M2
％_N_L7_MPF
；$PATH＝/_N_MPF_DIR
M61
G4F0.2
STOPRE
M92
G4F0.1
STOPRE
G153 G90G1Z＝$MN_USER_DATA_FLOAT[0]+30F2000
G153 G90G1Z＝$MN_USER_DATA_FLOAT[1]F15000
M94
END：
M5
M2
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种立式加工中心斗笠式刀库不乱刀的控制方法，其特征在于：步骤如下：
(1)、按照通用换刀逻辑流程，将每个工步被打断后出现的不同情况作标记并做处理；
(1.1)如果在“Z轴移动到换刀点位置”的工步被打断，标记正常；
(1.2)如果在“主轴准停”的工步被打断，标记正常；
(1.3)如果在“刀库移进还刀”的工步被打断，使用退刀程序将刀库移出后，标记为正常状态；
(1.4)如果在“主轴松刀”的工步被打断，标记乱刀，换刀停止；
(1.5)如果在“Z轴移动到换刀准备位置”的工步被打断，标记乱刀，换刀停止；
(1.6)如果在“刀库旋转寻找目标刀号”的工步被打断，标记乱刀，换刀停止；
(1.7)如果在“Z轴到达换刀点位置”的工步被打断，标记乱刀，换刀停止；
(1.8)如果在“主轴紧刀并刷新刀具表”的工步被打断，使用退刀程序将刀库移出后，标记为正常状态；
(1.9)如果在“刀库移出”的工步被打断，标记正常；
(1.10)如果在“主轴准停释放”的工步被打断，标记正常；
(2)、换刀程序开始，读取是否有乱刀标记；
(3)、如果没有乱刀标记，则Z轴移动到换刀点位置--主轴准停--刀库移进还刀--主轴松刀；如果有乱刀标记，则Z轴移动到换刀点位置--Z轴移动到换刀准备位置--刀库移进—刀库旋转寻找原刀号--Z轴移动到换刀点位置；
(4)、Z轴移动到换刀准备位置--刀库旋转寻找目标刀号--Z轴到达换刀点位置--主轴紧刀并刷新刀具表--刀库移出--主轴准停释放—完成换刀程序。
2.根据权利要求1所述的立式加工中心斗笠式刀库不乱刀的控制方法，其特征是：所述的退刀程序步骤如下：
(1)、退刀程序开始，读取是否有乱刀标记；
(2)、如果有乱刀标记，则Z轴移动到换刀准备位置，停顿1.5秒，刀库移出，然后退刀程序完成；
(3)、如果没有乱刀标记，则刀库移出，停顿1.5秒，Z轴移动到换刀准备位置，然后退刀程序完成。
3.根据权利要求1所述的立式加工中心斗笠式刀库不乱刀的控制方法，其特征是：在打断换刀的流程上，需要标记换刀开始信号、换刀结束信号。
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