基于PMC控制的数控铣床防撞刀功能研究

　　伴随数控技术的飞跃发展，数控人才成为社会发展不可或缺的重要部分，各类职业院校对数控专业也越来越重视，购买大量数控设备，开展规模化的数控实训教学。然后实训的内容往往是以基础性的为主，短时间内学生不能够全完掌握操作要领，在实训过程中经常会出现撞刀现象。这不仅影响教学效率、影响设备精度、影响学生情绪，更重要的是在人身安全方面产生较大的负面影响。

1 数控铣床教学中存在的主要问题

　　1.1 在数控加工前必须要进行对刀过程，但往往在操作过程中，特别是长时间的操作，会导致换刀后遗忘Z 轴对刀这一重要环节，最终导致撞刀、更严重的是损坏机床和产生安全事故。

　　1.2 进行对刀后，也往往会出现对完刀后忘记把相应的坐标值输入到对应的工件坐标系G54 当中，从而出现不必要的误操作。

　　为此对加工前有没有进行对刀，数据有无准确录入的研究是很有必要的，本文主要研究的内容就是，通过数控系统和PMC 之间的通信，使得在更换一把刀具后如果不进行对刀，即工作坐标系G54 坐标轴数值没有变动的情况下，数控系统会自动锁住机床各坐标轴的运动；只有当对完刀把坐标值输入到相应的工件坐标系中后机床坐标轴解锁，循环启动可正常使用。

2 解决防撞刀的实施方案

　　每次刀具装入主轴后，系统自动将机床各轴锁住，循环启动功能无效，当对刀完成后在G54 中输入相应的工件坐标值后，机床各轴解锁，循环启动接通，可进行加工。具体流程图如图1 所示。

 
图1 防撞刀程序流程图 

　　数控机床的逻辑顺序控制通过系统内置PMC完成。以FANUC 数控系统为例介绍如何编制PMC 程序来完成以上流程的顺序控制。数控系统换刀指令完成信号X 取于原PMC 中换刀逻辑程序中的中间继电器值，G54坐标值输入信号通过X地址来完成，报警信息的输出通过触发Y地址来完成。PMC程序如图2 如示。期中：X0为刀具装入主轴信号，X1为对刀完成信号，X2循环启动信号，X3换刀信号，X4为G54Z轴输入信号；Y0为机床锁输入信号，Y1为报警输出信号。

图2 PMC 梯形图 

3 结论

　　通过基于PMC 顺序控制的防撞刀功能设计，较大的避免了撞刀现象的发生，同时以报警信号的形式，提示了操作人员操作的错误原因，方便了操作人员诊断。特别是在教学过程中，使用以上方法后，解决了学生在不熟练的情况下练习操作的过程中易发生的撞刀现象，在经济上、效率上和安全上都得到了较大的提高。