杨中力（天津中德职业技术学院，300350）



使用PMC轴功能实现对加工中心刀库的控制

杨中力
（天津中德职业技术学院，300350）

本文主要分析了PMC轴的控制原理，并从实践的角度分析在加工中心刀库控制中，利用PMC轴控制的思路和控制方案。

PMC轴；加工中心刀库；控制

Fanuc-0id系统提供了PMC轴控制功能，该功能是指对进行了连接和设定的任意伺服轴，可以从CNC的管理下分离出来，使用PMC信号直接进行控制，即这个轴可以实现不用NC程序控制而用PMC程序控制的目的。利用PMC程序赋予PMC轴移动量、进给速度等，使得在同一路径内，PMC轴与NC控制轴共同运行，而两者无插补关系，各自独立。基于这种功能，在数控机床中，常使用PMC轴对转塔、托盘、分度台、刀库等周边设备进行控制。

我们对俄罗斯产MT2627加工中心改造时，利用PMC轴功能完成了对刀库的控制。本文通对PMC轴控制刀库的实践及及总结，介绍PMC轴控制原理及调试方法。

1　PMC轴控制原理

1.1PMC轴的选择和激活

选择PMC轴控制时，针对每个路径提供有A、B、C、D4组输入输出信号组，每组中控制哪个轴，通过参数（No.8010）来进行设定（见下图1）。

为从CNC的管理下分离出来，由PMC来直接控制该轴，通过PMC程序将控制轴选择信号EAX1～EAX5 ＜G0136.0～G136.4＞所对应的位设定为‘1'。

1.2指定控制动作的类型

用轴控制指令信号EC0g～EC6g＜G143.0～6，G155.0～6，G167.0～6，G179.0～6＞来指定动作的种类，进给速度用EIF0g～EIF15g＜G144～145，G156～157，G168～169，G180～181＞来指定，用轴控制数据信号EID0g～EID31g＜G146～149，G158～161，G170～173，G182～185＞来指定移动量等。

1.3轴控制指令读取信号EBUFg与轴控制指令读取完成信号EBSYg的处理

PMC连续执行多个动作时，在CNC侧对这些指令程序段进行缓冲处理。通过读取轴控制指令读取信号EBUFg 和轴控制指令读取完成信号EBSYg 的按位加（ExclusiveOR），即可判断CNC 侧的缓冲器的状态。

2　PMC轴参数设置

2.1首先连接好数控系统和伺服系统，并完成FSSB的设置。

2.2设定以下与PMC轴相关的参数

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3　MT2627加工中心刀库结构原理

MT2627加工中心刀库由伺服电机通过楔形带以3：1的减速比驱动减速箱，再通过减速箱10：1带动刀库链轮，驱动刀库旋转。刀库配置60个刀套，刀库换刀位置安装刀库锁紧机构和两个计数开关。电气系统的配置情况如下：

3.1MT2627加工中心电气配置了6个伺服轴，第六轴设定为刀库轴。手动方式可通过按钮控制刀库正反转及刀位准确停止；自动方式可通过T指令检索刀具并指令刀库旋转到位。

3.2伺服电机配置绝对位置编码器，可以在对伺服设定时完成对刀库参考点的调整与设定。

3.3刀库计数开关为机床原厂设计安装，可以完成刀库计数和刀库准停确认。

4　MT2627加工中心刀库的控制方案

4.1刀库控制流程：刀库的控制分为手动和自动两种模式，在PMC程序中分别进行两种模式下的刀库旋转方向及旋转位置的处理，对两种处理的数据赋值到相同数据块中。

对于使用PMC轴控制刀库的旋转，可以根据刀库的设计原理选择机械坐标系指令控制，使用AXCTL指令便于实现对刀库进行快速移动的位置控制；或者也可以选用连续进给方式控制刀库运行，需要对PMC轴接口信号的命令和数据分别赋值。

4.2使用AXCTL指令对刀库进行位置控制的方案，该方案基于PMC轴机械坐标系指令（20H）位置控制，刀库轴被定义为旋转轴，360度分度；在使用AXCTL指令时，设置60个位置参数作为60个刀套的准停位置。

AXCTL指令的使用：AXCTL是专门用来对PMC轴进行控制的功能指令，在PMC编程时调用该功能指令，按要求给定参数，并对使用到的参数进行处理即可，不用考虑数据的输入输出与缓冲器之间的时序关系，简化了编程，提高了可靠性。

指令格式（见下图2）：

控制条件：

RST=0：解除复位

RST=1：复位，将复位信号（ECLR）设为1，功能指令的指令和参数被清除，正执行的指令停止。

ACT=0：不执行AXCTL指令

ACT=1：执行AXCTL指令，AXCTL保持为1直到该指令处理结束。使用指令完成W1立即对ACT复位。

W1：指令输出，当W1=1时，表示指令处理完成。

控制参数

DI/DO信号组号：设置1~4分别表示A~D组接口信号。

轴控制数据地址：占用8个字节，需要定义数据起始地址并对控制命令和命令数据进行赋值。

4.3典型PMC程序

（1）定义PMC轴的语句，设置PMC轴一直有效（见下图3）。

（2）定义控制指令信号EC0g～EC6g，使用机械坐标系控制指令（20H），该语句中需要按照十进制输入数据32（见下图4）。

（3）输入速度数据EIF0g～EIF15g（见下图5），

（4）指定移动量EID0g～EID31g，选择60个位置（见下图6）。

（5）PMC轴控制指令，在对D100开始的8个字节数据进行赋值的前提下，处理AXCTL指令，从而实现刀库位置控制（见下图7）。

5　总结

5.1AXCTL指令能准确控制刀库电机的停止位置，但当刀库机械传动精度不高，存在机械间隙时，刀库停止的位置就会出现偏差。

5.2在对刀具指令、刀具判断、刀库刀具检索等编程时，需要用到功能指令，例如：DECB、CODB、COIN、COMP、MUMEB等，使用这些指令时需要注意数据是BIN还是BCD码格式。

5.3使用AXCTL指令控制PMC轴时，可以不用考虑数据的缓存和控制时序，简化了编程，也提高了控制的可靠性，是一种值得推荐的控制方案。

［1］ FANUC Series 0 -MODEL D连接说明书 B-64303CM-1_01功能

［2］ BEIJING-FANUC PMC MODEL PA1/SA1/SA3 梯形图语言编程说明书

Using PMC axis function to realize the control of the machining center tool magazine

Yang Zhongli
（Tianjin Sino-German University of Applied Sciences，300350）

This paper mainly analyzes the control principle of PMC axis，and from the point of view of practice analysis in the processing center in the control of the tool library，the use of PMC axis control ideas and control program.

PMC axis；machining center tool bank；control

图5

杨中力（1967-），男，天津中德职业技术学院学院副教授，研究方向：数控技术应用及专业教学。