1 傳統的刀具管理功能

　　傳統的刀具管理功能可分為三部分，一部分是選刀—刀庫軸的運動;一部分是換刀—機械手的運動;另一部分是人機界面。

　　1.1 選刀—刀庫軸的運動

　　目前刀庫軸大致有兩類:一類是NC軸刀庫，即控制刀庫運動的是NC位控軸;另一類是PLC軸刀庫，即控制刀庫電動機運動是由PLC輸出完成的。

　　在西門子810 D/840 D中，NC軸刀庫控制既可由NC程序來完成，亦可由PLC程序通過標準的FC塊來完成，這完全取決十調試人員的選擇。PLC軸的刀庫則都由PLC程序完成其控制任務。

　　1. 2 換刀—機械手的運動

　　刀庫軸的控制僅完成了選刀，但在大多數刀庫中(除斗笠式刀庫和車床上的旋轉刀架外)都需要機械手來完成其換刀動作。

　　機械手動作的控制可由NC程序來完成，亦可由PLC程序來完成。

　　當選擇NC程序來完成時，調試人員可根據刀庫廠家提供的機械手運動的時序圖在NC程序中用若干M指令來完成。這種方法的優點是調試直觀日_容易，但缺點是偶然情況下如遇急停或復位時，數據交換可能會出現錯誤。

　　另一種由PLC程序來完成其刀庫軸的控制。這種控制方式的優點是一旦調試好就不大會出錯，但調試可能繁瑣一些。

　　以上是傳統的刀具管理必須處理的問題。但從完善的角度來看還不夠，還需要考慮人機界面問題。

　　1.3 人機界面

　　一個好的刀具管理，操作者一應能從人機界面上清楚地看到整個刀庫中刀具的情況，并可調整刀庫中的一些刀庫信息，如手動換刀時。我們最近借助810D/840D中的擴展接口功能做了刀具管理畫ICI可完善整個傳統的刀具管理。

2 Shopmill/Shopturn的刀具管理

　　Shopmill/Shopturn是西門子公司在810 D/840 D中推出的車間級操作者用的NC編程軟件。在這個軟件中包含了比傳統的刀具管理功能更強的刀具管理軟件。現將其一些功能介紹如下:

　　刀具表:用來存放全部刀具信息。

　　刀庫:存放實際刀庫的刀具信息。

　　裝載/卸載功能:該軟件用裝載功能將刀具信息從刀具表調入刀庫中;用卸載功能將刀具信息從刀庫放回刀具表中。

　　監控功能:該軟件具有刀具壽命管理(可分為次數或時間監控)。

　　隨機換刀/固定換刀:通過設定相應的參數就可選擇隨機換刀還是固定換刀。

　　除去這些特殊的功能，Shopmill/Shopturn同時還具有標準的西門子刀具管理系統的所有功能。

3 標準的西門子刀具管理功能

　　標準的西門子刀具管理功能很多，這里僅就一些常用的功能介紹一下。

　　3.1 刀具管理中PLC-NCK的接口(見圖1)

　　3.2 一些功能及編程

　　(1)刀具搜索刀具搜索功能用T指令啟動。T指令可以包括一個刀具編號或者一個名稱(命名符)—最多由犯個字母數字字符組成(T=“命名符”)。

　　搜索某特定主軸中待更換的某把特定刀具。如果該刀具被禁用，則會搜索某把對等(替換)刀具，要么用下一個更高的Duplo編號，要么采用至換刀位置的最短行程實現此目的。

　　(2)搜索某主軸刀具的空刀位置主軸刀具的正確空刀位置搜索是采用搜刀T指令自動搜索的。

　　在這種情況下，用戶可以自己在刀庫中定義搜索策略方向:從實際或第一位置往前搜索/從實際或最后位置往后搜索/從當前位置對稱搜索。

　　(3)裝刀在裝刀時，刀具通過主軸或某裝刀工位帶到其刀庫位置，并輸入相關數據。

　　對于MMC 103，刀具數據可以從刀具目錄、刀具柜或通過代碼載體中提取并直接輸入到刀庫清單中。

　　在自由裝刀時，用戶可以自己規定刀庫位置，而對與受控裝刀，刀具管理會搜索某空閑刀庫位置。

　　(4)卸刀在卸刀時，刀具從刀庫上取下來，并從刀庫清單中檢索應用數據。

　　用戶可以將所卸刀具的應用數據要么保存在刀具清單(TO存儲器)中某代碼載體(通過MMC 103上，要么保存在刀具柜(通過MMC 103)中。

　　(5)換刀換刀功能可以確保在主軸中插入一把新刀，并日_取下舊刀。該操作是在數控系統中與PLC(可編程邏輯控制器)一起執行的。

　　對十帶有用作換刀裝置的抓手裝置/雙抓手裝置的鏈式、圓盤式或箱式刀庫，換刀過程一般分兩步執行:

　　用T指令在刀庫中搜索此刀:T3或T =" Drill(鉆頭)18"

　　(6)編程數據和指令通過對最重要的系統變量和NC語言指令的下列說明，用戶可以看出刀具管理功能使用起來有多么簡單。所有切削、刀具和刀庫數據都在概觀中列出:

　　①切削對十每次刀具切削，可以為幾何結構、技術和刀具類型編程設定最多25個切削參數(x)，并將這些參數分配給刀具T1w32000(y)o

　　切削刃編號為D1...9(z): $TC_ DPx[y,z]

　　對刀具“T編號”的第二刀寫入刀具類型210:$TC_ DP1[T_ NR}2]=210

　　每刀最多可以編程設定10個用戶相關的參數:$TC_DPClw19[y，z]

　　與切削相關的刀具監控可以用4個參數定義刀具使用壽命、預警極限/剩余時間、預警極限/剩余時間編號:$ TC_ MOP1 w4[ y，z]

　　在這里，你也可以每刀用10個額外的參數:$TC_MOPC1 w10[ y，z]

　　②刀具刀庫中的刀具是用一般刀具數據來描述的。

　　每把刀具(Y)都用11個參數(x): $TC_TPx[y]進行識別，每個刀具識別號都被分配一個內部刀具編號(1...w32000)。

　　例如，用Duplo編號和刀具名稱(命名符)生成一個新刀具T1:

　　$TC_TP1[1]=DUPLO_ NR　　$TC_TP2[ 1]=“DRILLl”　　或者一采用自動生成的刀具編號:　　DEF_INT DUPLO NR　　DEF_INT T NR　　T_NR=NEW(“DRILLl”，DUPLO NR)　　另外，在這里，也可以給每把刀具最多編程設定10個用戶特定的參數:$TC_ TPC1w10[y]

　　磨削用刀具參數用以下方式定義:$TC_TPGx[ y ]　　額外的系統變量和指令:　　取消刀具:DELT(" DRILLl", DUPLO_ NR)　　從名稱或Duplo編號讀取刀具編號:　　T_NR=GETT(“DRILLl”，DUPLO NR)　　R11=GETT(“DRILLI”，DUPLO NR)　　用于監控的遞減單兒加土件數量計數器:SET-PIECE(2 , 4)(第二主軸的刀具計數器遞減4　　讀取所選定的刀具編號，以快速訪問偏置補償數值:TETSELT(…，Spl,-No.)

　　具備此刀具編號的刀具是否存在?:　　$P_ TOOLEXIST[ t ]　　選擇刀具:Tx或T =" DRILLl "　　③刀庫描述各種類型(鏈式、轉塔、箱式)的刀庫及其狀態(有效、禁用)，并對刀庫編號(y)1...32000，鏈接8個參數(x):$ TC_MAPx[ y ]

　　針對特定刀庫的10個額外刀庫用戶數據:$TCMAPC 1…10[y]

　　用于刀庫/位置編號(y,z)lw 32000、帶6個參數(x)的刀庫位置數據:　　$ TC_MPPx[ y，z]　　寫入例如刀庫1/位置4的刀具編號:　　$TC_MPP6[ 1 ,4]　　或者一讀出:R4 = $ TC_MPP6[ 1 , 4 ]　　10個額外的刀庫位置用戶數據:　　$ TC_MAPC1 w10[ y，，]

　　此外，用戶可以通過系統變量定義刀具和空刀位置搜索策略，并給主軸分配中間緩沖存儲。刀具管理所需要的所有數據(例如用十定義刀庫或者一裝刀)還可以通過帶系統變量的零件程序輸入。用戶甚至可以簡單地在刀具管理功能中包含自己機床特有的令門知識，因為所有的相關刀具數據可以通過用戶數據加以擴展和補充。該數據可以在任何時候讀出和寫入。例如，可以保存最小和最大主軸電流，從而在加土過程中，可以識別出磨損或者斷裂的刀具，或者可以提供與某特定刀具冷卻水壓有關的信息。

　　(7)編程T=刀庫位置編號SINUMERIK刀具管理功能非常靈活，用戶可以用所希望使用的刀具之刀庫位置編號進行編程。

　　T=1;位置1的刀具T9　　T="Bol";位置4的刀具T1

　　用戶不僅可以在轉塔上使用該編程類型，還可以對所有刀庫類型使用。

　　(8)刀具監控刀具管理功能可以通過預報警極限依據刀具使用壽命或次數而實施刀具監控。

　　參數設置:$ TC_ TP = 1用十時間受到監控的刀具；$TC_TP =2監控刀具已經使用的次數

　　如果主軸中某把刀具的監控準則超出，則會輸出一個報警，然后該刀具會被禁用，在下一次調用時，將搜索某把可替換刀具。用戶可以通過在零件程序中定義某系數而考慮在加土各種土件材質時刀具的不同磨損量，然后在遞減之前該系數將乘以當前時間單位的數值:$ A_MONIFACT=10(即，對于1min的加土時間，將減掉10 min的刀具壽命)。每個主軸都對刀具每次用十切削的時間存有“記憶”。加土件數量監控功能會感應所有用十加土某土件的刀具，即使在多個主軸上加土時也如此。

　　(9)代碼載體系統在裝/卸刀對話范圍內，利用MMC 103，為用戶提供了與自動刀具識別系統連接的功能(來自Bilz或Balluff「巴魯夫」公司)。刀具代碼載體可以讀入和寫入刀具數據，而無須手動輸入。代碼載體系統通過V.24接口與MMC 103相連。在裝刀時，從MMC通過代碼載體讀出數據集，并將數據集轉移給刀具管理功能。在卸刀時，應用數據可以保存在代碼載體上，也可以保存在MMC(人機通訊)硬盤中。

　　(10)訪問保護最后，用戶可以用不同的授權等級分配刀具管理功能，以防止系統受到非法訪問。

　　等級0-3:口令保護(0=最高等級)

　　等級4-7:用鍵開關設置進行保護(7=最低等級)

　　只有那些利用相關訪問授權等級可用的軟鍵才會顯示在控制器HMI(人機接口)上。例如，用戶可以對以下功能進行聯鎖控制:刀庫裝刀/卸刀/顯示以及刀具清單/刀具柜/刀具目錄等的顯示等。