机床大讲堂第55讲——基于FANUC系统的无线对刀仪实现一键自动对刀（上）

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基于FANUC系统的无线对刀仪实现一键自动对刀（上）

导读

　　 介绍了经济型数控车床FANUC系统利用宏程序实现自动刀具补偿和用PMC实现一键调用宏程序的方法。采用上述方法实现了在经济型数控车床上加装无线对刀仪进行刀具自动补偿，提高了对刀精度和生产效率，且改造简单成本低廉。

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课题的提出

　　目前，在中高档数控机床上都配有自动对刀仪，可以实现自动对刀、自动刀具补偿。对经济型数控机床改造加装自动对刀仪不但能使经济型数控机床实现良好的自动化效果，而且价格相比高配要便宜很多。某公司批量生产一种球头零件，利用经济型数控车加工其球型部分。该机床数控系统为FANUC-0imate-TD。

　　加工过程并不复杂，但是由于该球头零件球型外表面尺寸精度较高，加工一段时间后，刀具磨损，造成尺寸超差。因此一般工人在加工一段时间后，必须停车测量工件外径，将超差值输入到系统磨耗补偿中，这样既耽误时间，又容易产生误差。如果更换刀片后，则需要重新对刀，对工人的要求也比较高。由于该公司工人操作水平普遍偏低，希望我院能帮其改造自动对刀系统，达到工人只需按面板上的一个按键即能完成自动补偿的效果。

　　在经济型数控机床上改造加装对刀仪的事例很多，传统对刀仪一般是有线的，通信电缆需要在机床上重新布线，改造较复杂。在这里，我们选择一种新式的无线对刀仪，利用这种对刀仪，无需重新布线，不影响原有的机床结构，简单易操作。

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实施方案

2.1 自动对刀的原理

　　该无线对刀仪由电子对刀器和无线接收端组成，如图1所示。当刀具移动碰到对刀器上的对刀块时，接通对刀仪内部开关，无线接收端与系统I/O模块连接，无线接收端接收到接通信号后，发送给系统I/O模块。系统接收到信号后，记录下当前刀具的机械坐标值，如果刀尖磨损或者更换了刀片，将坐标偏差输入至刀具补偿列表中，实现自动补偿。

　　如果系统开通了G36、G37指令，那么就可以直接调用该指令实现自动刀具补偿，但是FanucMate系统没有此功能，因此只能使用G31跳过功能配合宏程序实现自动测量补偿量。G31指令可以像G01一样执行直线插补，在G31执行过程中一旦外部信号输入(系统默认为X4.7)，则G31指令中断，此时记录下当前机床坐标值减去对刀位置点的坐标值，即为该刀具的长度补偿量，如图2所示。

2.2 无线对刀仪的接线及安装

　　由于该零件加工时需要补偿的是X方向的尺寸，因此对刀仪安装时对刀面要和Z轴平行，考虑到方便，因此直接将其安装固定在尾座上，如图2所示。按照G31指令的要求，无线接收端的输入信号应接在PMC输入信号X4.7上。但是本机床PMC由于输入信号点较少只有24个输入点，机床厂家在定义输入信号时将输入信号地址分配给了X7~X9，而X4.7未定义，如果重新分配I/O地址，则相应的梯形图也要更改。为了尽可能使改造简单，我们直接使用G6.6作为G31指令的中断信号，定义PMC上一个闲置的输入点X9.7作为G6.6的触发点。如图3所示。这样，对刀时用G31指令控制刀具向对刀仪移动，当对刀仪被压下时，无线接收端接收到信号，X9.7闭合，G6.6接通，G31指令中断，通过宏程序系统变量#5061，记录下当前X轴的坐标值，利用系统宏变量#2001写入到刀具磨损偏置中即可。