发那科加工中心自动换刀及长度补偿
加工中心数控机床因其高精度、高自动化程度而越来越多地应用于制造业中，但是因为其自动化程度比较高，因此在自动换刀以及多刀具加工长度补偿方面存在诸多难点［１］。笔者拟就九江职业大学
所装备日本发那科（发那科）公司０ｉ－ ｍｄ 系统的三轴立式加工中心为例，来讲述如何进行自动换刀以及刀具长度补偿的工作。
１ 发那科 加工中心自动换刀
１．１ 自动换刀的准备工作
第一 步：要 检 查 空 气 压 缩 机，要 求 气 压 在０．７５ｍｐａ左右，不得低于０．５ｍｐａ，否则会报警；同时也不得高于０．８ｍｐａ，可能会引起空压机故障。
第二步：在 ｈａｎｄｌｅ（手轮）方式下，同时按下
ｆｅｅｄｈｏｌｄ（进给保持）＋ｒｅｓｅｔ（复位）键（注：此步骤的作用就是让刀库，即 ａｔｃ 初始化，也就是让其刀具号与刀套号一一对应。如果此步骤没有任何
动作，那就按一下“ａｔｃ ｃｃｗ （自动刀库反转）”，即，手动让刀库逆时针转动一个刀具位置，然后再来第２步就肯定会动作）。
第三步：在ｊｏｇ（手动）／ｈａｎｄｌｅ 方式下，手动将１号刀正确装入主轴（注：手动装刀时，务必要让楔块和卡槽对好，否则将引起严重的故障；另外，发那科 铣床只能在ｊｏｇ 方式而不能在 ｈａｎ－
ｄｌｅ 方式下手动换刀）。
第四步：在 ｍｄｉ方式下→ｐｒｏｇ（程序）→ ｍｄｉ
（软键）→ｔ１ｍ６→ｅｏｂ（程序行结束符）→ｉｎｓｅｒｔ
（插入）→ｃｙｃｌｅｓｔａｒｔ（循环启动）。（注：ｔ１ 就是选刀，即，将１号刀套旋转至 ａｔｃ 下端；ｍ６ 就是换刀，即，用机械手将主轴内的刀具和１号刀套内的刀具进行交换）。
第五步：同第３步，即将２号刀手动装入主轴。第六步：ｍｄｉ→ｐｒｏｇ→ｍｄｉ（软键）→ｔ２ｍ６→
ｅｏｂ→ｉｎｓｅｒｔ→ｃｙｃｌｅｓｔａｒｔ。
第七步：同第２步。
１．２ 发那科 加工中心自动刀库
本机为圆盘式刀库，共计２４ 个刀套，如右图１所示。包括主轴在内的话，即一次一共可以安装２５把刀具。其中 ａｔｃ（ａｕｔｏ ｔｏｏｌ ｃｈａｎｇｅｅｒ，
译为自动刀库）的下端为换刀位置；当在 ｍｄｉ方式输入 ｔ１ 时，即执行选刀动作，ａｔｃ 会自动将所选刀具顺时针移动到刀库下端，即６ 点钟方向。另外，本机所配置的系统 ａｔｃ 为随机换刀方式。
图１ 加工中心自动换刀系统
１．３ 自动换刀方式
结合现有企业现状和技术发展的统计，目前的加工中心所配置自动刀库的情况而言，一般可以分为以下３种类型：
第一种：固定换刀方式 ａ（无机械手，无刀具准备功能）：无论换刀次数多少，刀套号和刀具号始终
一一对应。这种方式结构比较简单，但是换刀时间较长，适用于刀具容量较少的小型加工中心，目前正被逐步淘汰，应用较少。
第二种：固定换刀方式 ｂ（有机械手，可实现刀具准备）：刀具号仍与刀套号一致，但是无刀具表，系统可记忆当前刀具和下把所选的刀具，需定期调整并清洗阀体，适用于换刀不很频繁，刀具数在４０ 把
～６０把的 ａｔｃ［２］。这种刀库结构相对复杂，但是价
格较为低廉，因此还存在某些应用场合。
第三种：随机换刀方式（有机械手，可实现刀具准备）：刀具号和刀套号并不一一对应，系统有相应的刀具表随时记忆刀具的交换，随时更新。这种结构比较复杂，操作却比较简便，而且无论刀具和刀套号如何变化，刀具号始终是初始化时候刀具号，因此对于实际生产而言，较大地方便了复杂零件的多刀具复杂刀路加工。本校配置就是这种比较*的换刀系统，因此本文的论述是围绕这种随机换刀方式进行的。
１．４ 刀具表
①查看方法：ｓｙｓｔｅｍ→ 继续翻页键→ｐｍｃ－
ｍｎｔ→数据→操作→缩放；
②具体交换步骤如右图２所示：
第一步：ｔ１ｍ６→１０２３４５６７８９…２４（刀具号排序）第二步：ｔ２ｍ６→２０１３４５６７８９…２４（刀具号排序）
第三步：ｔ１ｍ６→０２１３４５６７８９…２４（刀具号排序） 第四步：ｔ９ｍ６→９２１３４５６７８０…２４（刀具号排序） 由上分析可得：０号刀套就是主轴，换刀其实都是和主轴交换。
③如果出现 “ｅｘ１０１６ ａｉｒ ａｌａｒｍ ｃａｎｎｏｔｃｙｃｌｅｓｔａｒｔ”，那就是表示气压不足，要开动空压机加压后方能继续换刀。其中“ｅｘ”表示外部报警，即相对于发那科公司而言，大连机床厂是外部。整个报警的意思就是：“气压过低导致不能循环启动”。
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１．１ 自动换刀的准备工作
第一 步：要 检 查 空 气 压 缩 机，要 求 气 压 在０．７５ｍｐａ左右，不得低于０．５ｍｐａ，否则会报警；同时也不得高于０．８ｍｐａ，可能会引起空压机故障。
第二步：在 ｈａｎｄｌｅ（手轮）方式下，同时按下
ｆｅｅｄｈｏｌｄ（进给保持）＋ｒｅｓｅｔ（复位）键（注：此步骤的作用就是让刀库，即 ａｔｃ 初始化，也就是让其刀具号与刀套号一一对应。如果此步骤没有任何
动作，那就按一下“ａｔｃ ｃｃｗ （自动刀库反转）”，即，手动让刀库逆时针转动一个刀具位置，然后再来第２步就肯定会动作）。
第三步：在ｊｏｇ（手动）／ｈａｎｄｌｅ 方式下，手动将１号刀正确装入主轴（注：手动装刀时，务必要让楔块和卡槽对好，否则将引起严重的故障；另外，发那科 铣床只能在ｊｏｇ 方式而不能在 ｈａｎ－
ｄｌｅ 方式下手动换刀）。
第四步：在 ｍｄｉ方式下→ｐｒｏｇ（程序）→ ｍｄｉ
（软键）→ｔ１ｍ６→ｅｏｂ（程序行结束符）→ｉｎｓｅｒｔ
（插入）→ｃｙｃｌｅｓｔａｒｔ（循环启动）。（注：ｔ１ 就是选刀，即，将１号刀套旋转至 ａｔｃ 下端；ｍ６ 就是换刀，即，用机械手将主轴内的刀具和１号刀套内的刀具进行交换）。
第五步：同第３步，即将２号刀手动装入主轴。第六步：ｍｄｉ→ｐｒｏｇ→ｍｄｉ（软键）→ｔ２ｍ６→
ｅｏｂ→ｉｎｓｅｒｔ→ｃｙｃｌｅｓｔａｒｔ。
第七步：同第２步。
１．２ 发那科 加工中心自动刀库
本机为圆盘式刀库，共计２４ 个刀套，如右图１所示。包括主轴在内的话，即一次一共可以安装２５把刀具。其中 ａｔｃ（ａｕｔｏ ｔｏｏｌ ｃｈａｎｇｅｅｒ，
译为自动刀库）的下端为换刀位置；当在 ｍｄｉ方式输入 ｔ１ 时，即执行选刀动作，ａｔｃ 会自动将所选刀具顺时针移动到刀库下端，即６ 点钟方向。另外，本机所配置的系统 ａｔｃ 为随机换刀方式。
图１ 加工中心自动换刀系统
１．３ 自动换刀方式
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第一种：固定换刀方式 ａ（无机械手，无刀具准备功能）：无论换刀次数多少，刀套号和刀具号始终
一一对应。这种方式结构比较简单，但是换刀时间较长，适用于刀具容量较少的小型加工中心，目前正被逐步淘汰，应用较少。
第二种：固定换刀方式 ｂ（有机械手，可实现刀具准备）：刀具号仍与刀套号一致，但是无刀具表，系统可记忆当前刀具和下把所选的刀具，需定期调整并清洗阀体，适用于换刀不很频繁，刀具数在４０ 把
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