加工中心盘式刀库换刀子程序丢失的故障排除

作者：深圳市恒昌荣机电设备有限公司

1 盘式刀库换刀过程

目前加工中心在换刀时其选刀一般有两大类，即顺序选刀方式和任意选刀方式. 任意选刀方式中因采用编码形式的不同又分为刀具编码识别和刀座编码识别两种. 目前立式加工中心的盘式刀库普遍采用刀座编码，对刀库各刀座进行编码，把刀具放入相应刀座后就有了相应刀具号，刀具在刀库中的位置是固定的，加工时按程序指定的编号调用刀具. 图1 即为盘式刀库换刀动作循环过程.

2 编制换刀子程序

不同的加工中心换刀过程是不一样的. 以一台XH714 立式加工中心为例：该中心使用FANUC-Oi-MB 控制系统，采用容量为20 把刀的盘式刀库，通过主轴与刀库的相互运动实现换刀. 换刀过程采用一个子程序来描述，厂家规定程序号为O9000. 执行换刀指令的主程序语句格式为：“N～ T～ M98 P9000”，其中：N 后为程序顺序号，T 后面为刀座号，一般取2 位数字，M98 为调用换刀子程序的指令. 当系统执行到这一指令时，自动调用编号为9000 的子程序. O9000 子程序实现一系列换刀动作过程控制. O9000 中的M 指令功能由PLC 程序来实现，机床生产厂家设置相应的参数使PLC 程序与相应的M 指令对应并使之生效.换刀子程序中一些辅助指令代码（如图2所示的“M××”）是机床生产厂家根据所采用系统参照国家标准编程代码自行设置，故在编制换刀子程序时需与机床生产厂方联系，确认其所采用的辅助功能指令代码. 如果无法确认上述M 指令代码，则需根据盘式刀库的换刀过程，调看系统内部相应的梯形图，由PLC程序相应控制点及梯形图对应译码反向推理找出机床系统所采用的M 指令代码，过程如图2 所示，其中PLC 程序指向换刀子程序的箭头表示反推过程.

3 换刀程序调试

(1) 多数加工中心规定固定的换刀点位置，各运动部件只有移动到这个位置，才能开始换刀动作. XH714将这个位置设定在机床第二参考点. 调试换刀程序前，需确定第二参考点设置的正确性与准确性，在验证无误的情况下，才可进行调试，否则会出现刀盘与机床主轴做相对运动时发生碰撞的严重设备事故. 本例通过检查机床系统参数，调看机床第二参考点坐标值为“Z＝－122．6”，与估计值逼近，初步推断第二参考点没有丢失. 用MDI 方式下降主轴至第二参考点，手动使主轴靠近刀盘，屏幕位置坐标显示确认该数值正确.

(2) 编写换刀程序： “N～ T～ M98 P9000”，为确保机床的安全性，选择单步执行.

(3) 机床按程序执行了换刀动作，但却发现所换刀具并不是主程序所指定的刀座编号位置的刀具，选刀过程出乱，机床不能按照指定刀座号进行换刀，调看并调整机床相应系统参数，使当前主轴所装刀位号和当前刀库刀位号等与系统参数一致，并执行“M33”使刀库复位.

(4) 再次调试执行换刀程序，机床能按要求动作，恢复换刀功能. 换刀子程序是数控加工中心系统中重要的子程序，一般由数控机床厂方设定保护，机床维护人员才可进行编辑，机床操作过程中不允许修改和删除，以保证换刀安全. 因此，在调试完毕后，设置相应系统参数使该子程序处于写保护并隐藏的状态.

4 总结

加工中心换刀故障原因多种多样，本文介绍换刀子程序丢失后的解决办法，旨在阐明一种决加工中心换刀故障方面问题的思路：维修人员根据加工中心的结构、工作原理及刀库的工作原理、动作顺序，针对故障现象，作出准确的判断，结合厂方提供的诊断参数或梯形图，利用CNC 系统的状态显示功能监测PLC 的运行状态，依据梯形图的连锁关系，确定故障点，一般加工中心的刀库故障都会被及时排除.