自动对刀仪在FANUC系统中的应用

■ 鲁南机床有限公司 （山东滕州 277500）

刘 坤 李广冉 邱 伟

在实际加工中，对刀仪是一种很常用的测量工具。使用对刀仪测量可以自动的计算每把刀的刀长与刀宽的差值，刀具磨损，自动监测、报警和补偿，并将其存入系统中，可以大大的节约加工时间，除此之外，也可以免去人工测量时产生的误差，提高对刀精度，缩短机床辅助时间、提高生产效率。一般来说，对刀仪需要编辑宏程序实现。

1. 宏程序的编程思路

对刀仪用于刀具长度补偿，是以基准刀的长度作为基准，测量出第二把刀，第三把刀等相对于基准刀在长度方向上的差值，然后进行刀具的长度补偿。一般采用2～3次对刀以更精确地确定其他刀与标准刀的相差值。

当主轴带标准刀碰触到对刀仪表面时，会引起对刀仪输出信号的变化，使得带有G31的轴移动指令终止执行，并将跳转位置通过系统变量读出，通过宏程序的计算，将刀具长度的差值写入标准刀具的长度补偿中。

当主轴带非标准刀具时，通过与标准刀具相比较，计算出非标准刀具与标准刀具的长度差值，写入相应的刀具补偿中。

2. 实例图片及图解

对刀原理如图1a所示，1为标准刀具的测量，并且以此刀长度作为基准，2为其余刀具，测量完后，将与标准刀长度的相对差值写入该刀具补偿中。图1b为实例图片，对刀仪安装位置应远离工件，可避免切屑粘到对刀仪表面，影响测量精度，且记录安装位置的机械坐标（应写入宏程序中）。

图 1

3. 电气接线及动作时序

对刀仪工作需用到系统的跳转功能、跳转信号。使用跳转功能和跳转信号时，需要用X4.7作为跳转信号，需对以下参数进行修改。

N5006#6=1（刀具长度补偿通过坐标系的偏移进行），N6051=65（调用用户对刀仪宏程序号9011的G代码为G65），N6200#1=1（SKIP为0时作为信号输入），N6240#0=1（长度测量信号为0时视为已到达测量位置）。

图2所示为电气接线图，图3所示为工作时序图。

图 2

图 3

X4.6为对刀仪超程信号，X4.7为跳转信号。时序介绍：①主轴夹刀将Z轴定位到初始平面；快速下降到中间位置。②较慢速度下降到中间位置，使用跳过功能缓慢下降直到刀尖碰到对刀仪表面。③返回某一高度。④再次以跳转功能缓慢下降进行对刀。⑤快速返回初始平面，然后将计算出来的长度差值补偿到刀具长度补偿里面。

4. 宏程序

调用格式：G65P9011Hh（h是刀具长度补偿号）。

第一次使用对刀仪需先对1号刀进行对刀，即标准刀的长度测量。宏程序内容如下：

%

O9011

#30=#4001 ；（读取程序段前01组G代码）

#31=#4003 ；（读取程序段前03组G代码：G90/G91）

#32=#4109 ；（读取程序段前F代码）

#1=300. ；（#1/#2/#3/#8局部变量赋值）

#2=100. ；#3=100. ； #8=20. ；G28G91Z0. ；

#4=#5003 ；（读取Z轴程序段终点当前工件坐标系的位置）

G00G90G53X-90.4Y-229.9；（移动到对刀仪测量点，可修改）

M81 ；（对刀仪上表面清洁吹气开）

G04X2.0；

M82 ；（对刀仪上表面清洁吹气关）

G91G43Z-#1H#11；（快速下移定位至动作1移动距离#1）

#5=#5003-#2 ；（将Z轴当前工件坐标值与#2的差值赋给#5）

IF[#11GT1]GOTO3 ；（IF#11>1跳至N3）

G31Z-[#2*2]F150；（第一次运行至碰到传感器为止）

G00G91G49Z#8 ；（Z轴相对传感器提高#8的高度）

#6=#5063-#[11000+#11] ；（跳转位置与刀具形状补偿值的差值赋给#6）

IF[#6LE[#5-#2]]GOTO9 ；（当下行不能触压对刀仪则跳至N9报警）

#[11000+#11]=#5063-#5 ；（赋值刀具补偿）

G31G91G43H#11Z-[#3*2]F100；（二次触压对刀仪触发SKIP）

#506=#5023 ；（将当前的Z轴机械坐标值赋给#506断电保护）

G00G90G49Z#4；（Z轴回程序段终点）

#6=#5063-#[11000+#11] ；

IF[#6LE[#5-#2]]GOTO9；

#[11000+#11]= #5063-#5；

#11001=0；（将H1=0形状偏值）

N2G#30G#31F#32；（恢复原程序状态）

M99；

N3G31Z-[#2*2]F150；（非标准刀具测量）

#507=#5023；（将当前的Z轴机械坐标值赋给#507断电保护）

G00G91G49Z#8；

#6=#5063-#[11000+#11]；

IF[#6LE[#5-#2]]GOTO9；

#[11000+#11]=#507-#506；（该刀与标准刀差值赋值）

G31G91G43H#11Z-[#3*2]F100 ；

#507=#5023；

G00G90G49Z#4；

#6=#5063-#[11000+#11]；

IF[#6LE[#5-#2]]GOTO9；

#[11000+#11]=#507-#506；

IF[11GT1]GOTO2；（无条件返回N2）

N9#3000=1(SKIP SINGLE NOT FOUND)；（宏报警信息）

5. 安全保护

对刀仪时精密元件，它的精度及安全性十分重要，采取如下措施：

（1）X4.6为对刀仪超程信号，在PMC中做如下处理（见图4），当超程时，有A1.3刀具测量超程报警，机床停止运行。

（2）采用带有吹气装置的对刀仪，在测量时可以清洁表面。M81吹气开，M82吹气关。

图 4