推荐典例：刀具预选程序优化实例

1.编程要点

刀具预选程序用于刀库刀具的预选控制，它一般由T代码处理和刀库回转选刀两大部分组成，PMC程序设计时，通常应注意如下基本问题。

1）如前所述，在采用机械手换刀的加工中心上，CNC加工程序中T代码指定的刀具号和刀库的刀套号是不同的概念，因此，加工程序上的T代码的编程范围不受刀库刀套数量的限制，PMC程序中无须进行T代码的范围判断。

2）为了提高效率，刀库的刀具预选动作一般应在加工的同时进行，因此，T代码的执行完成应答（FIN信号），原则上应在刀库回转选刀前就完成。这样，便可立即结束T代码处理，使CNC迅速进入随后的加工程序处理；而刀库则可在PMC程序的控制下，在机床加工的同时，进行回转选刀动作。

3）在具有刀具预选功能的加工中心上，加工程序中需要先指令T代码进行刀具预选，然后利用M06指令启动自动换刀，因此，在PMC程序设计时，一般应考虑到加工程序中可能出现的、M06指令前存在多个T代码（或T代码重复编程）的编程疏忽，并保证自动换刀的动作正常进行。通常而言，作为正确的处理方法，如果CNC加工程序中出现M06指令前存在多个T代码的情况，应以最后指令的T代码作为最终生效的T代码，执行该刀具的自动换刀动作。

4）在部分机床上，也有在刀库刀具预选完成后，便直接进行换刀位刀套的90°翻转动作的程序设计情况，这样的PMC程序可少量缩短自动换刀的时间；但如加工程序中出现上述M06指令前存在多个T代码的情况，就会出现刀套多次翻转的多余动作，因此，需要设计者根据实际情况酌情处理。

2.T代码处理

机械手换刀加工中心的T代码处理程序一般包括主轴刀号比较、刀具检索、刀库换刀位刀号比较、刀具预选启动、T代码完成应答等部分。典型程序如图6-19所示。

为了保证多个T代码重复指令时的换刀正确，程序中将CNC发送的TF信号（F007.3），分割成为了TF首循环脉冲R500.6和TF执行启动信号R500.5（TFST）两个信号。当CNC执行加工程序中的T指令、发送TF信号时，首先可通过TF首循环脉冲R500.6，清除上一T代码指令执行时所保存的主轴刀号比较、换刀位刀号比较、刀具预选启动等状态信号；然后，利用TF执行启动信号R500.5，生成本次T代码指令的主轴刀号比较、换刀位刀号比较、刀具预选启动等状态信号。因此，它可以保证多个T代码重复指令时，以最后指令的T代码为实际有效的T代码。

（1）主轴刀号比较

程序TF执行启动信号R500.5为“1”时，首先通过二进制比较指令COMPB（SUB32），可进行T代码与主轴现行刀具号的比较，当指令的T代码（F026）与主轴现行刀具号（随机刀具表中数据存储器D000的内容）一致时，机床无须进行刀具预选和换刀动作。此时，R500.0将为“1”，它可通过后述的T代码完成应答程序，直接使T完成应答信号R501.7为“1”，结束刀具预选动作。R500.0的状态需要在下一次执行T指令时，通过TF信号的首循环脉冲R500.6清除，故它可在整个换刀过程中（包括M06执行过程），始终保持状态“1”，以便禁止后述M06指令的自动换刀动作。

（2）刀具检索

在FS-0iD等CNC上，刀具检索可通过利用PMC的二进制数据检索指令DSCHB（SUB34）实现。由前述的随机刀具表（见表6-9）可知，因数据表的D000用于主轴现行刀具号存储、D001～Dn用于刀套1～n上的刀具号存储，因此，当DSCHB指令的数据表起始

图6-19 T代码处理程序

地址定义为D000时，数据表的长度应为刀库刀套数加1。由于刀库的刀套数实际上就是刀位计数器C1的预置值，即计数存储器C000的数值，故可通过二进制加法指令ADDB（SUB36），进行C000和常数1的加法运算，从而在结果寄存器R600上得到数据表长度。(www.xing528.com)

在指令DSCHB中，常数“1”定义了检索数据的长度（1字节）；R600为数据表长度；D000为数据表起始地址；F026为需要检索的数据（CNC的T代码）；R610为结果寄存器地址。以执行T30指令为例，假如刀具T30安装于刀套8上，指令DSCHB的作用如图6-20所示。

图6-20 DSCHB指令的作用

执行DSCHB指令，可将存储有刀具号T30的数据寄存器序号08，写入到结果寄存器R610中，故R610的数值与安装T30的刀套号完全一致，预选时只需要将这一刀套回转到刀库的换刀位，便可实现刀具预选功能。

程序中的R500.3用于T代码出错报警。当CNC指令的刀具号在数据表中不存在时，DSCHB指令的输出R500.2将为“1”，此时，可通过R500.3产生机床操作出错报警；同时，禁止刀具预选、自动换刀动作。

（3）刀库换刀位刀号比较

当指令刀具的刀套号检索完成后，如果这一刀套已经位于刀库换刀位，刀库无须进行回转选刀动作，便可直接通过M06自动换刀动作。刀库换刀位刀号比较同样可通过二进制数据比较指令COMPB（SUB32）实现，指令中的C002为刀位计数器C1的现行计数值，即现在换刀位的刀套号；R610为安装有指定刀具的刀套号，两者一致时内部继电器R500.4为“1”，刀库无须进行回转选刀动作。

（4）刀具预选启动

当刀库中存在需要预选的刀具（R500.3=0），且指令刀具与主轴现行刀具不一致（R500.0=0）、刀库换刀位刀套非指令刀具刀套（R500.4=0）时，程序的刀具预选启动信号R501.0将为“1”，这一信号将启动后述的刀库回转，进行刀具预选。程序中的字节传送指令MOVB（SUB43）用于T代码缓存，在刀具需要预选时，将指令的T代码（F026）保存到缓冲存储器R612上。当自动换刀指令M06执行完成后，T代码缓冲存储器R612、数据表长度存储器R600、指令刀具所在的数据序号存储器R610的内容，需要用于随机刀具表的数据更新。

（5）T代码完成应答

为了保证刀库回转的刀具预选动作与零件加工同时进行，以上T代码处理一旦结束，状态寄存器R500.0、R500.3、R500.4、R501.0被刷新后，便应将T完成应答信号R501.7置为“1”。R501.7=1时，便可将后述的公共辅助功能完成应答信号FIN置为“1”，使CNC结束T指令程序段，进入加工程序的处理；而刀库则可在PMC程序的控制下，在机床进行加工的同时，进行下述的回转选刀动作。

3.刀库回转选刀

刀库回转选刀程序一般由转向判别、正反转控制、刀位计数等部分组成，其典型程序如图6-21所示。

刀库的回转选刀通过T代码处理程序中的刀具预选启动信号R501.0启动；刀库可进行双向回转、捷径选刀。刀库的正反转控制，同样通过PMC的二进制回转控制功能指令ROTB（SUB26）实现；但是，在机械手换刀的加工中心上，ROTB指令的目标位置应为刀具检索指令DSCHB所得到的刀库刀套号R610，而不能直接使用CNC的T代码输出F026。ROTB指令的作用及功能，在前述的程序典例中已有详细说明，有关内容可参见6.1.3节。

机械手换刀加工中心的刀库的刀套位置计数（刀位计数），通常也采用计数开关计数的方式，利用PMC的回转计数功能指令CTR（SUB5）实现。指令CTR的作用及功能在前述的程序典例中已有详细说明，有关内容可参见5.3节。