2024年5月8日发(作者：费莫浩思)
FANUC伺服电机刀库
FANUC技术部：黄辉
一、综述：
使用伺服电机作为刀库电机，具有可控性强，定位准的特点。可根据要求来实现动作，
主要的动作分为以下两种：
1、 PMC轴控制：
使用伺服电机的PMC轴功能，完全靠PMC来实现换刀动作。从动作上来看，伺服
轴为PMC轴，而不是NC控制轴。编程较为复杂，对技术人员的要求较高。
2、 宏程序实现
使用宏程序实现换刀动作，电机的主要动作和时序安排完全靠NC程序来实现，PMC
只做辅助作用。伺服电机为NC控制轴。使用宏程序实现刀库动作简单易懂，可读性强。
对于斗笠式圆盘固定换刀刀库，宏程序实现的方法更为简单，以下进行介绍。
二、宏程序实现：
圆盘刀库电机为旋转轴设置，且为360度循环显示，要求NC设定参数如下：
1006#0=1，1006#1=0（旋转轴设定）
1008#0=1，1008#2=1，1260=360000（坐标360度循环显示）
宏程序实现时，有多种方法，且对于增量式编码器电机和绝对编码器电机，对于找刀
方式，在实际编程要求上不同。
电机编码器不同：
1、绝对型编码器电机：
由于电机坐标由电池进行保持，对于固定换刀刀库，也就是说每把刀在刀库上的位
置是固定，是有固定的坐标值的。所以在找刀时，NC只需要走到相应的机械坐标位置
就可以找到相应的刀位，并进行抓松刀操作。
2、增量式编码器电机：
由于电机坐标掉电丢失，故要求每次开机之后刀库电机进行回零操作才可以固定每
个刀位的具体位置。同样，回零完成之后，找刀时，NC只需要走到相应的机械坐标位
置就可以找到相应的刀位，并进行抓松刀操作。
找刀方式不同：
1、就近找刀：
使由于刀库电机为旋转轴，可以通过设定旋转轴参数进行就近旋转找刀操作。
设定参数：1008#1=0（就近旋转）
2、固定方向找刀：
对于间隙较大的机械，如果进行就近找刀可能导致刀位位置发生变化，故可采用
固定方形找刀的方式，设定参数如下：
1008#1=1（按指令值符号方向找刀）
三、示例：
以下示例一个固定方向找刀，且为增量编码器的圆盘斗笠刀库宏程序，刀库共8把刀，
且为等距离分布，即每45度一个刀位。
使用M6调用O9001号宏程序，指令格式为M6T****，需要设定参数6071=6。
宏变量解释如下：
#100：目标刀号输出地址，为非保持型公共变量，掉电丢失，可自由定义。
#4120：T代码输出变量地址，为系统变量。
#3000：报警信息设置地址。括号内为报警内容。
#500：主轴上刀具号存储地址，为保持型公共变量，掉电不丢失，可自由定义。
#504：X轴换刀位坐标值存储地址，为保持型公共变量，掉电不丢失。
#505：Z轴换刀位坐标值存储地址，为保持型公共变量，掉电不丢失。
#105：同#100
注1：以上为车床系统范例，指令格式为M6T****，T代码由四位代码指令，前两位为刀号，
后两位为刀补号。
注2：上述的编程格式为在A代码体系下的编程，即3401#6，#7=0。即上述编程中均为绝
对坐标指令。如果更改代码体系，必须对程序进行修改。
注3：如果手动松刀，请手动将#500的内容清0。
四、宏程序内容注释
O9001；
N10 #100=FIX[#4120/100]； 对#4120进行取整操作，得出刀号，赋值给#100
N11 IF[#100GT0]GOTO15； 如果T代码刀号大于0，跳至N15执行，否则继续
N12 #3000=1(TOOL NUMBER IS 0)； 承接N11，如果T代码小于0，则触发3001号报警
N15 IF[#100LT9]GOTO25； 如果刀号小于9，则跳至N25执行
N20 #3000=2(TOOL NOT FOUND)； 承接N15，如果刀号大于等于9，触发3002报警
N25 IF[#500EQ#100]GOTO105； 如果主轴上刀号等于目标刀号，跳至N105执行
N26 M19； 主轴定向
N27 G53G0Z0； Z轴到达一安全位等待，此例中为Z0，可修改
N30 IF[#500EQ0]GOTO57； 如果主轴上无刀，跳至N57执行
N35 G53G00A[#500*45.000-45.000]； 刀库旋转至主轴刀号对应刀位
N40 G53G00X#504； X轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N45 G53G00Z#505； Z轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N46 M36； 还刀（将主轴上的刀还回刀库）
N55 G4X4.； 暂停4秒（可根据需要调整）
N56 G53G0Z-220.805； Z轴回到一安全位等待，可修改位置值
N57 M36； 松刀
N60 #105=FIX[#4120/100] 对#4120进行取整操作，得出刀号，赋值给#105
N61 IF[#105LT#500]GOTO110 如果目标刀号小于主轴上刀号，跳至N110执行
N65 G53G00A[#105*45.000-45.000] 刀库旋转至目标刀号位置
N70 G53G00X#504； X轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N71 G53G00Z#505； Z轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N72 M35； 抓刀（抓目标刀上主轴）
N75 G4X4.； 暂停4秒（可根据需要调整）
N80G53G00Z-220.805.； Z轴回一安全位（根据实际情况调整）
N85G53X-450.； X轴回一安全位（根据实际情况调整）
N90#500=FIX[#4120/100]； 更新主轴上刀号
N100M99； 换刀结束，返回主程序
N105#3000=3（TOOL IS ON THE SPINDLE）；触发3003号报警
GOTO100 返回N100程序段执行
N110 G53G00A[#105*45.000-45.000+360.]； 由于单方向旋转，当目标刀号小时，加360度
GOTO70 跳至N70程序段执行
五、思路分解
对上例程序进行分解，以方便了解思路。
主要情况如下：
1、 主轴上无刀，指令T****；
N10 #100=FIX[#4120/100]； 对#4120进行取整操作，得出刀号，赋值给#100
N26 M19； 主轴定向
N27 G53G0Z0； Z轴到达一安全位等待
N57 M36 松刀
N60 #105=FIX[#4120/100] 对#4120进行取整操作，得出刀号，赋值给#105
N70 G53G00X#504； X轴运动至抓刀位（需要预先调整测定）
N71 G53G00Z#505； Z轴运动至抓刀位（需要预先调整测定）
N72 M35； 抓刀（抓目标刀上主轴）
N75 G4X4.； 暂停4秒（可根据需要调整）
N80G53G00Z-220.805.； Z轴回一安全位（根据实际情况调整）
N85G53X-450.； X轴回一安全位（根据实际情况调整）
N90#500=FIX[#4120/100]； 更新主轴上刀号
N100M99； 换刀结束，返回主程序
2、 主轴上有刀，指令T****，且指令（目标）刀号大于主轴上刀号：
N10 #100=FIX[#4120/100]； 对#4120进行取整操作，得出刀号，赋值给#100
N26 M19； 主轴定向
N27 G53G0Z0； Z轴到达一安全位等待
N35 G53G00A[#500*45.000-45.000]； 刀库旋转至主轴刀号对应刀位
N40 G53G00X#504； X轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N45 G53G00Z#505； Z轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N46 M36； 还刀（将主轴上的刀还回刀库）
N55 G4X4.； 暂停4秒（可根据需要调整）
N56 G53G0Z-220.805； Z轴回到一安全位等待，此例中为Z0，可修改
N60 #105=FIX[#4120/100] 对#4120进行取整操作，得出刀号，赋值给#105
N70 G53G00X#504； X轴运动至抓刀位（需要预先调整测定）
N71 G53G00Z#505； Z轴运动至抓刀位（需要预先调整测定）
N72 M35； 抓刀（抓目标刀上主轴）
N75 G4X4.； 暂停4秒（可根据需要调整）
N80G53G00Z-220.805.； Z轴回一安全位（根据实际情况调整）
N85G53X-450.； X轴回一安全位（根据实际情况调整）
N90#500=FIX[#4120/100]； 更新主轴上刀号
N100M99； 换刀结束，返回主程序
3、 主轴上有刀，指令T****，且指令（目标）刀号小于主轴上刀号：
N10 #100=FIX[#4120/100]； 对#4120进行取整操作，得出刀号，赋值给#100
N1 M19； 主轴定向
N5 G53G0Z0； Z轴到达一安全位等待
N35 G53G00A[#500*45.000-45.000]； 刀库旋转至主轴刀号对应刀位
N40 G53G00X#504； X轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N45 G53G00Z#505； Z轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N46 M36； 还刀（将主轴上的刀还回刀库）
N55 G4X4.； 暂停4秒（可根据需要调整）
N56 G53G0Z-220.805； Z轴回到一安全位等待，此例中为Z0，可修改
N60 #105=FIX[#4120/100] 对#4120进行取整操作，得出刀号，赋值给#105
N110 G53G00A[#105*45.000-45.000+360.]；单方向旋转，当目标刀号小时，加360度
N70 G53G00X#504； X轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N71 G53G00Z#505； Z轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N72 M35； 抓刀（抓目标刀上主轴）
N75 G4X4.； 暂停4秒（可根据需要调整）
N80G53G00Z-220.805； Z轴回一安全位（根据实际情况调整）
N85G53X-450.； X轴回一安全位（根据实际情况调整）
N90#500=FIX[#4120/100]； 更新主轴上刀号
N100M99； 换刀结束，返回主程序
4、 主轴上有刀，指令T****，且指令（目标）刀号等于主轴上刀号：
N10 #100=FIX[#4120/100]； 对#4120进行取整操作，得出刀号，赋值给#100
N105#3000=3（TOOL IS ON THE SPINDLE）；触发3003号报警
N100M99； 换刀结束，返回主程序
六：结束语
对于上述范例，考虑了较为简单的情况，且要求每次开机后必须进行刀库回零，否则
容易出现刀位不对的现象，如果要求每次开机后不回零而直接换刀，则必须对程序进行修
改，或者更改为绝对值编码器电机。
2024年5月8日发(作者：费莫浩思)
FANUC伺服电机刀库
FANUC技术部：黄辉
一、综述：
使用伺服电机作为刀库电机，具有可控性强，定位准的特点。可根据要求来实现动作，
主要的动作分为以下两种：
1、 PMC轴控制：
使用伺服电机的PMC轴功能，完全靠PMC来实现换刀动作。从动作上来看，伺服
轴为PMC轴，而不是NC控制轴。编程较为复杂，对技术人员的要求较高。
2、 宏程序实现
使用宏程序实现换刀动作，电机的主要动作和时序安排完全靠NC程序来实现，PMC
只做辅助作用。伺服电机为NC控制轴。使用宏程序实现刀库动作简单易懂，可读性强。
对于斗笠式圆盘固定换刀刀库，宏程序实现的方法更为简单，以下进行介绍。
二、宏程序实现：
圆盘刀库电机为旋转轴设置，且为360度循环显示，要求NC设定参数如下：
1006#0=1，1006#1=0（旋转轴设定）
1008#0=1，1008#2=1，1260=360000（坐标360度循环显示）
宏程序实现时，有多种方法，且对于增量式编码器电机和绝对编码器电机，对于找刀
方式，在实际编程要求上不同。
电机编码器不同：
1、绝对型编码器电机：
由于电机坐标由电池进行保持，对于固定换刀刀库，也就是说每把刀在刀库上的位
置是固定，是有固定的坐标值的。所以在找刀时，NC只需要走到相应的机械坐标位置
就可以找到相应的刀位，并进行抓松刀操作。
2、增量式编码器电机：
由于电机坐标掉电丢失，故要求每次开机之后刀库电机进行回零操作才可以固定每
个刀位的具体位置。同样，回零完成之后，找刀时，NC只需要走到相应的机械坐标位
置就可以找到相应的刀位，并进行抓松刀操作。
找刀方式不同：
1、就近找刀：
使由于刀库电机为旋转轴，可以通过设定旋转轴参数进行就近旋转找刀操作。
设定参数：1008#1=0（就近旋转）
2、固定方向找刀：
对于间隙较大的机械，如果进行就近找刀可能导致刀位位置发生变化，故可采用
固定方形找刀的方式，设定参数如下：
1008#1=1（按指令值符号方向找刀）
三、示例：
以下示例一个固定方向找刀，且为增量编码器的圆盘斗笠刀库宏程序，刀库共8把刀，
且为等距离分布，即每45度一个刀位。
使用M6调用O9001号宏程序，指令格式为M6T****，需要设定参数6071=6。
宏变量解释如下：
#100：目标刀号输出地址，为非保持型公共变量，掉电丢失，可自由定义。
#4120：T代码输出变量地址，为系统变量。
#3000：报警信息设置地址。括号内为报警内容。
#500：主轴上刀具号存储地址，为保持型公共变量，掉电不丢失，可自由定义。
#504：X轴换刀位坐标值存储地址，为保持型公共变量，掉电不丢失。
#505：Z轴换刀位坐标值存储地址，为保持型公共变量，掉电不丢失。
#105：同#100
注1：以上为车床系统范例，指令格式为M6T****，T代码由四位代码指令，前两位为刀号，
后两位为刀补号。
注2：上述的编程格式为在A代码体系下的编程，即3401#6，#7=0。即上述编程中均为绝
对坐标指令。如果更改代码体系，必须对程序进行修改。
注3：如果手动松刀，请手动将#500的内容清0。
四、宏程序内容注释
O9001；
N10 #100=FIX[#4120/100]； 对#4120进行取整操作，得出刀号，赋值给#100
N11 IF[#100GT0]GOTO15； 如果T代码刀号大于0，跳至N15执行，否则继续
N12 #3000=1(TOOL NUMBER IS 0)； 承接N11，如果T代码小于0，则触发3001号报警
N15 IF[#100LT9]GOTO25； 如果刀号小于9，则跳至N25执行
N20 #3000=2(TOOL NOT FOUND)； 承接N15，如果刀号大于等于9，触发3002报警
N25 IF[#500EQ#100]GOTO105； 如果主轴上刀号等于目标刀号，跳至N105执行
N26 M19； 主轴定向
N27 G53G0Z0； Z轴到达一安全位等待，此例中为Z0，可修改
N30 IF[#500EQ0]GOTO57； 如果主轴上无刀，跳至N57执行
N35 G53G00A[#500*45.000-45.000]； 刀库旋转至主轴刀号对应刀位
N40 G53G00X#504； X轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N45 G53G00Z#505； Z轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N46 M36； 还刀（将主轴上的刀还回刀库）
N55 G4X4.； 暂停4秒（可根据需要调整）
N56 G53G0Z-220.805； Z轴回到一安全位等待，可修改位置值
N57 M36； 松刀
N60 #105=FIX[#4120/100] 对#4120进行取整操作，得出刀号，赋值给#105
N61 IF[#105LT#500]GOTO110 如果目标刀号小于主轴上刀号，跳至N110执行
N65 G53G00A[#105*45.000-45.000] 刀库旋转至目标刀号位置
N70 G53G00X#504； X轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N71 G53G00Z#505； Z轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N72 M35； 抓刀（抓目标刀上主轴）
N75 G4X4.； 暂停4秒（可根据需要调整）
N80G53G00Z-220.805.； Z轴回一安全位（根据实际情况调整）
N85G53X-450.； X轴回一安全位（根据实际情况调整）
N90#500=FIX[#4120/100]； 更新主轴上刀号
N100M99； 换刀结束，返回主程序
N105#3000=3（TOOL IS ON THE SPINDLE）；触发3003号报警
GOTO100 返回N100程序段执行
N110 G53G00A[#105*45.000-45.000+360.]； 由于单方向旋转，当目标刀号小时，加360度
GOTO70 跳至N70程序段执行
五、思路分解
对上例程序进行分解，以方便了解思路。
主要情况如下：
1、 主轴上无刀，指令T****；
N10 #100=FIX[#4120/100]； 对#4120进行取整操作，得出刀号，赋值给#100
N26 M19； 主轴定向
N27 G53G0Z0； Z轴到达一安全位等待
N57 M36 松刀
N60 #105=FIX[#4120/100] 对#4120进行取整操作，得出刀号，赋值给#105
N70 G53G00X#504； X轴运动至抓刀位（需要预先调整测定）
N71 G53G00Z#505； Z轴运动至抓刀位（需要预先调整测定）
N72 M35； 抓刀（抓目标刀上主轴）
N75 G4X4.； 暂停4秒（可根据需要调整）
N80G53G00Z-220.805.； Z轴回一安全位（根据实际情况调整）
N85G53X-450.； X轴回一安全位（根据实际情况调整）
N90#500=FIX[#4120/100]； 更新主轴上刀号
N100M99； 换刀结束，返回主程序
2、 主轴上有刀，指令T****，且指令（目标）刀号大于主轴上刀号：
N10 #100=FIX[#4120/100]； 对#4120进行取整操作，得出刀号，赋值给#100
N26 M19； 主轴定向
N27 G53G0Z0； Z轴到达一安全位等待
N35 G53G00A[#500*45.000-45.000]； 刀库旋转至主轴刀号对应刀位
N40 G53G00X#504； X轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N45 G53G00Z#505； Z轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N46 M36； 还刀（将主轴上的刀还回刀库）
N55 G4X4.； 暂停4秒（可根据需要调整）
N56 G53G0Z-220.805； Z轴回到一安全位等待，此例中为Z0，可修改
N60 #105=FIX[#4120/100] 对#4120进行取整操作，得出刀号，赋值给#105
N70 G53G00X#504； X轴运动至抓刀位（需要预先调整测定）
N71 G53G00Z#505； Z轴运动至抓刀位（需要预先调整测定）
N72 M35； 抓刀（抓目标刀上主轴）
N75 G4X4.； 暂停4秒（可根据需要调整）
N80G53G00Z-220.805.； Z轴回一安全位（根据实际情况调整）
N85G53X-450.； X轴回一安全位（根据实际情况调整）
N90#500=FIX[#4120/100]； 更新主轴上刀号
N100M99； 换刀结束，返回主程序
3、 主轴上有刀，指令T****，且指令（目标）刀号小于主轴上刀号：
N10 #100=FIX[#4120/100]； 对#4120进行取整操作，得出刀号，赋值给#100
N1 M19； 主轴定向
N5 G53G0Z0； Z轴到达一安全位等待
N35 G53G00A[#500*45.000-45.000]； 刀库旋转至主轴刀号对应刀位
N40 G53G00X#504； X轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N45 G53G00Z#505； Z轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N46 M36； 还刀（将主轴上的刀还回刀库）
N55 G4X4.； 暂停4秒（可根据需要调整）
N56 G53G0Z-220.805； Z轴回到一安全位等待，此例中为Z0，可修改
N60 #105=FIX[#4120/100] 对#4120进行取整操作，得出刀号，赋值给#105
N110 G53G00A[#105*45.000-45.000+360.]；单方向旋转，当目标刀号小时，加360度
N70 G53G00X#504； X轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N71 G53G00Z#505； Z轴运动至还刀位（需要预先调整测定）
N72 M35； 抓刀（抓目标刀上主轴）
N75 G4X4.； 暂停4秒（可根据需要调整）
N80G53G00Z-220.805； Z轴回一安全位（根据实际情况调整）
N85G53X-450.； X轴回一安全位（根据实际情况调整）
N90#500=FIX[#4120/100]； 更新主轴上刀号
N100M99； 换刀结束，返回主程序
4、 主轴上有刀，指令T****，且指令（目标）刀号等于主轴上刀号：
N10 #100=FIX[#4120/100]； 对#4120进行取整操作，得出刀号，赋值给#100
N105#3000=3（TOOL IS ON THE SPINDLE）；触发3003号报警
N100M99； 换刀结束，返回主程序
六：结束语
对于上述范例，考虑了较为简单的情况，且要求每次开机后必须进行刀库回零，否则
容易出现刀位不对的现象，如果要求每次开机后不回零而直接换刀，则必须对程序进行修
改，或者更改为绝对值编码器电机。