1.电气系统配置
机床选用FAGOＲ8070高档数控系统，可实现五轴五联动控制，具有一人多机自控操作功能、工件自动磨削、砂轮自动修整和在线自动平衡及工件的自动清洗功能。该机床还具有在线测量装置，对加工后的工件进行尺寸、角度测量，将实测数据与理论数据进行对比，并将差值进行处理，反映到进给轴上，通过后续再加工高质量完成刀片磨削的功能。
与之配套的有自动料库控制、刀片的自动装卸设备。刀片自动装卸采用日本三菱的四轴水平关节机械手(俗称机器人，下同)ＲH—12SDH8535，增加刀片的装夹机构，称为第五轴，采用三菱伺服电动机和驱动，带有一个电磁吸盘、两个爪，作用是给机床上装夹刀片和从机床上卸载加工好的刀片;为了刀片拾取位置准确，采用了邦纳CCD在线实时照相技术，采集刀片在料盘中的实际位置和方向，便于机械手控制器调整抓取位置;采用三菱的GT1275触摸屏进行手动操作和机械手动作情况、刀片数据等的数据显示、监测，利于随时掌握机床工作情况，操作界面美观大方、操作简便;机床控制的Fagor数控系统、机械手、触摸屏之间采用在线网络通信。作为机械手控制子系统的设计和调试者，在此主要对料库控制和机械手控制方面进行简要的描述。
2.机械手控制器的连接
该机床的机械手控制部分，是一个由三菱四轴机械手、附加第五轴系统、三菱触摸屏、美国邦纳CCD、西班牙Fagor数控系统组成的局域网络，由三菱机械手作为服务器来进行各种数据交换。主要控制料盘、料库的操作，机械手的装卸动作，触摸屏操作和显示，CCD相机的数据通信和处理，与Fagor数控系统的通信和数据交互。
三菱四轴机械手驱动采用CD2D—741系列驱动控制器，内部包含有IO控制(96点输入/96点输出)、手持式操作编程单元Ｒ32TB，实现无需电脑调试和编程。机械手最大特点是设定速度快，缩短节拍时间，实现高精度控制。料库、料盘、附加第五轴控制(包括手指动作控制，有时也叫爪)，都是由机械手控制器来完成的，由机械手控制器发出指令，控制继电器、接触器动作以控制电动机和气缸动作来实现。具体连接图如图1所示。
3.程序控制框图
机械手给机床上装卸刀片，需要和机床之间进行严格的时序控制。这是因为机床加工完成后，机械手才能对机床操作，同时需要机床相应的机构配合动作来实现。
当机械手需要动作的时候，必须对机床发送相应的指令，同时需要等待机床返回的授权指令，这样就保证了机械手和机床之间的密切配合，做到不抢拍、不慢拍。
主控流程中省略了CCD控制部分、机械手和机床之间交换信号部分流程。图2是机械手装卸工件的控制流程框图。
4.编程指令说明
机械手控制程序采用类似BASIC的程序结构，编程简单，直观且容易理解。既能控制机械手的坐标、关节移动，又能控制IO系统，实现外围设备的控制。特别是机械手控制器的多任务控制，更能实现复杂、交错的控制，缩短间歇时间，提高加工效率。
在机械手控制指令中，比较常用的有:MOV、MVS指令，这是机械手移动指令;HOpen、HClose指令，这是机械手手指张开、闭合指令;Ovrd、JOvrd、Accel指令，这是速度/关节速度、加速度调整指令;DefPLT、PLTm，n指令，这是码垛定义和码垛坐标位置指令;Wait/Dly指令，这是等待/延时指令;M_In/M_Out指令，这是IO控制指令。其他的各种程序控制跳转指令和算术、逻辑控制指令等。由于程序指令很多，在此不一一说明。
原文刊发于：《金属加工（冷加工）》2014年第04期56页，金属加工版权所有。
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