数控铣床刀库改造

2017-03-02冯昊吕冰海

新教育时代·教师版 2016年46期

冯昊　吕冰海

摘要：随着我国智能制造2025的提出，许多企业面临设备的升级改造。为了进一步发挥数控机床的加工效率，在数控铣床上加装刀库，实现在加工过程中自动换刀，成为一个可行有效的做法。通过安装刀库将数控铣床改造为数控加工中心，以节约设备再购置资金，可以扩大机床加工范围，提高机床自动化程度，保证产品质量和稳定性，降低劳动者的工作强度，本文以FANUC Series Oi-Mate MD系统为例，介绍数控铣床的刀库改造。

关键词：数控铣床刀库改造

一、改造前的准备工作

准备支架、刀库、内六角螺钉、起吊设备。中间继电器5个，接触器3个，空气开关2个。线缆准备，动力线，信号线。准备工具，开口扳手、内六角扳手、十字螺丝刀、小刀、扎带等。

二、刀库安装过程

1.安装支架

利用龙门架将支架吊装至主轴立柱的预留安装位置；将立柱与支架的安装面清理干净，保证配合面安装准确；将支架的定位键插入立柱键槽；移动支架使其与立柱通过定位键准确定位；用紧固螺栓将支架固定在立柱上；在立柱上安装用于调整支架位置的螺栓部件。

2.刀库安装

利用龙门架将刀库吊装至机床附近，并拆除刀库的支承附件；将刀库吊装至支架位置，调整刀库并用螺栓将其固定在支架上。连接信号线、动力线、接通气路。

三、系统的设计

1.电气系统设计

刀库分度电机和刀臂电机的控制的强电部分设计。

M2、M6分别为刀库分度电机和刀臂电机。KM02和KM03分别为刀库正、反转控制接触器，正反电机之间互锁。KM06为刀臂电机接触器，由于刀臂电机只做一个方向的运转，刀臂顺逆旋转靠内部机械结构转换，故换刀动作只有一个接触器。QF03、QF06为空气断路器，当过载时切断电路，保证安全运行。ZM02、ZM06为吸收电路，用于改进电动机在开通和关断时所承受的电压和电流波形。

2.接触器电路的设计

该部分主要是实现PMC的输出信号的变化接通或断开的控制，KA02、KA03、KA06分别控制KM02、KM03、KM06线圈得电的物理中间继电器。

3.倒刀回刀动作的控制

分别由物理繼电器KA04、KA05控制YV2、YV3电磁阀。

四、机床调试

在调试之前，设置系统参数，将K参数中K3.3=1 K5.5=1，实现单步换刀（M80-M86）。

1.刀库位置调整

刀库与主轴相对位置的确定十分重要，关系到换刀能否顺利完成。顺序执行M80（刀套垂直）、M81（刀臂持刀）、M82（刀位松）、M83（换刀）指令，使换刀臂处于换刀位置，将一刀柄锥面均匀涂抹红丹油放置在刀臂上，用于调整刀库位置，这时调整支架上X向、Y向微调螺钉用来调整刀库位置，同时在手轮模式下，Z轴上下移动主轴，使主轴锥孔与刀柄锥面轻轻接触，观察主轴锥孔上红丹油的分布情况，直至红丹油均匀分布在主轴锥孔面上。锁紧支架螺钉，这样刀库的位置调整完毕。

2.机床第二参考点设置（换刀点）

在调试之前，机床回机械原点，执行回零操作，一般机械原点高于换刀点。

设置系统参数，将K参数中K3.3=1 K5.5=1。输入1326号系统参数Z 50，1851号参数APC置1，重新开关机，1851号参数APZ置1，再次重新开机，此时调整前的参数设置完毕。

在手轮模式下移动Z轴，使主轴锥孔与刀柄轻微接触，Z轴上移0.3mm，将这一位置作为Z轴第二参考点即换刀点

将换刀点与机床原点Z向差值输入到1241号参数Z值，机床第二参考点即换刀点设置完毕。

3.主轴定位的设置

数控机床为了完成ATC的动作过程，必须设置主轴准停机构。由于刀具装在主轴上，切削时切削转矩不可能仅靠锥孔的摩擦力来传递，因此在主轴前端设置一个突键，当刀具装入主轴时，刀柄上的键槽必须与突键对准，才能顺利换刀：为此，主轴必须准确停在某固定的角度上。由此可知主轴准停是实现ATC过程的重要

环节。

主轴准停的设定通过4031号参数设置，保证主轴凸键与刀柄键槽对准。

4.换刀操作验证

顺序执行M80-M86指令，单步完成换刀动作，检查换刀动作是否正确顺利。

5.刷新刀库