摘要：以刀庫加工中心為平臺介紹了PMC程序的設計與調試過程，并從切換軸急停信號、卸刀手狀態指示器調試及旋轉軸位置檢測調試3方面，對斗笠式牛刀FANUS系統的操作方法和調試過程進行了論述，指出了PMC對于數控機床調試具有的機床運行穩定、調試方便作用，并提高了工作效率。
　　
　　關鍵詞FANUC；PMC；數控機床；調試方法
　　
　　在數控機床行業中，數控系統是指計算機數字控制裝置、可編程序控制器、進給驅動與主軸驅動裝置等相關設備的總稱。有時是指其中的計算機數字控制裝置，并將該控制裝置稱為數控裝置。數控系統的組成及各部分的作用，如圖1所示。　　
　　從圖1Position-Mate-A軸切換控制原理框圖中可看出本單軸CMC操作系統主要適用于刀庫，這需要連續且更為定位的CMC系統，該加工中心由以下結構組成：單軸定位控制器、兩個伺服電動機、1個伺服單元。這些設備主要用于對刀庫轉臺的控制。該機床具有一種優勢，就是轉臺和刀庫無需同時動作，這就避免了由于摩擦等原因產生的設備磨損，從而達到降低成本的目的。
　　
　　對程序指令的發放和處理具體步驟為：（1）CNC控制器負責對PMC發放指令。（2）PMC根據對CNC發放指令的運算處理并發出控制指令和移動指令。轉臺運行指令和軸切換指令的作用是使控制器的運行方式發生轉變。即由刀庫運行轉變為轉臺運行。具體流程為：（1）伺服處于斷開狀態；（2）切換伺服電動機動力線；（3）地位控制器由刀庫方式變為轉臺方式；（4）接通伺服；（5）到達位置。
　　
　　值得注意的是，上述步驟運行完成后切換到刀庫的運行方式，其中需要急停信號切換到控制器急停接口。
　　
　　在機床的運行過程中通常會出現較多意外情況，操作者要憑經驗對其進行分析，當出現刀庫劇烈抖動時，如果處理不當刀庫中各部件損壞程度將加深。這種現象的出現是由于在急停釋放時，控制器處于復位狀態，此時軸的運行方式發生轉變，但實際上該指令并未執行，因此會出現非正常的軸切換動作。針對上述問題的分析和研究后發現，使用常用的方法去解決這一問題并未得到較好的效果。經過實踐研究發現采用以下的方法解決該問題，將起到滿意的效果。即在轉換過程中使輸出處于斷開狀態，這就不會使刀庫出現劇烈抖動現象，根據以上分析對PMC急停回路進行了改進，如圖2所示。　　
　　具體分析如下；在轉臺旋轉的過程中，按下急停按鈕后。ESP信號與EMGB接通，隨后進行自行解鎖，如果不切除總電源該信號將不發生任何變化。因此，雖然CNC已回到初始狀態，但EMGB信號始終為“1”，用于切換轉臺和刀庫的輸出信號卻始終為“0”，這會使兩個切換接觸器同時斷電，并且定位控制器和伺服單元處于報警狀態，此時會對CNC發出報警信號和信息提示。如果要解除報警，則必須切斷電源重新啟動機床，利用上述方法可從根本上排除該故障。
　　
　　1、ATC裝／卸刀手狀態指示器調試分析
　　
　　某加工中心使用分離式結構刀庫機械手，用液壓油缸的方法來完成機械手換刀的環節。機械手在主軸側順時針轉動180°完成換刀動作。感應塊觸發LS+180°進而接近開關來得到位檢測。在下一換刀工序中，機械手反轉180°實現換刀，感應塊觸發LS+180°進而接近開關來得到位檢測。從上述換刀步驟分析可得出結論，機械手需正／反轉75°動作就可達到換刀目的。也就是在每次換刀過程中，手架只需正轉或反轉180°。
　　
　　對于確定機械手正傳或反轉180°較困難。因為每次機械手換刀的起始位置總是處于-75°，而相應的感應塊位置并不在接近開關的位置，因此無法確定機械手所處的具體位置。如果能在PLC辨別出機械手的位置和狀態，則可簡單的控制±180°回轉方向。　　
　　如圖3所示，文中針對在日本FANUCOi系統PLC程序基礎上進行了改進，以適應實際工作需要。循環技術是該程序的重要組成部分，其工作原理類似于邏輯電路中的觸發器。其運行原理如下：PLC中的S信號代表著計數狀態，當S信號為“0”和“1”時分別代表攜手抓和裝刀爪，圖3代表裝刀手的運行狀態變化趨勢S。S狀態的變化與機械手旋轉次數有關，每旋轉一周變化一次。此系統運行時為斷電保護，因此當出現斷電或停機現象時不會發生數據丟失。
　　
　　由圖3可知，在兩次換刀過程中，當M信號傳輸到機械回路中，*次機輸出+180°，第二次輸出-180°。因此機械手*次正轉180°，第二次反轉180°，然后分別進入動作ATC6。當進行機械手的拆卸工作時，要依據機械手的位置設置與相對應的0或1數據，設置過程在計數器中完成。
　　
　　2、旋轉軸位置檢測調試方法
　　
　　通過技術引進而生產的加工中心刀庫可取代位置編碼器。該技術原理如圖4所示。在控制系統PLC輸入接口中會得到兩位BCD碼DL1～DL8、DH1～DH4和同步信號DB。對于每個刀位PG都會給出與刀位號相同的BCD碼，PLC根據起動刀鏈的驅動裝置，得到與編碼器輸出相符的刀位，zui終實現定位。　　
　　考慮到費用和工作效率等問題，文中設計了一套既經濟又適用的位置識別方法。如圖5所示，在刀鏈的主動輪上制作一個感應盤，該感應盤分為4個感應區間。對于刀位旋轉的計數和定位監測，又另外安裝了2個無觸點開關，分別為LS1和LS2。定位控制：在PLC移動指令完成時，將刀鏈速度在正常運行速度的基礎上調慢。當LS1、LS2同時接通時停止機器的旋轉，然后進行定位。其程序如圖6所示。　　
　　PLC中含有加／減循環計數裝置，該程序計數裝置的范圍是1～60，斷電保持型循環計數器的地址為D515，其中D517內寄存的數據格式為現行計數值類型。由刀鏈刀號順序確定的刀庫在正轉（MGCCW）時的計數由CCWP觸發，CMP觸發刀庫反轉計數信號。當刀位旋轉一次，計數器進行加減計數，防止在計數的過程中出錯。例如：機床在正常工作過程中出現斷電或停車。如果重新啟動，計數將發生錯誤。針對該問題，文中設計了一個特殊裝置CANP。該裝置確保了刀鏈運動至LS1和LS2時，均未感應位置起動直到停止期間才允許計數。為隨后換刀程序的順利進行，在刀庫運行期間將D517內部數據保存到D560內。該機床無需擔心機床突然停機而造成的數據丟失，因為該機床具有斷電保護功能。
　　
　　機床的調試與使用要根據實際工作情況而定，不能按照統一的模板解決所有問題，文中僅針對之前所遇到的問題做出了分析。在實際工作中采用以上方法使機床運行穩定，且方便調試。同時還提高了工作效率。因此，該方法具有較好的發展與應用前景。