數控加工中心刀庫控製PLC設（shè）計及編程技（jì）巧

PLC是數控加工（gōng）中（zhōng）心正常運行的（de）軟件核心，一個完善的PLC程序（xù）不僅能使數控（kòng）加（jiā）工中心正（zhèng）常運行，還要（yào）讓人看起來一目了然，既為自己調（diào）試提供方便，還能幫助維修人員查找故障和分析原因。　　一、數控加工中心刀庫（kù）控製PLC設計　　　　1 控（kòng）製要求　　　　數控加工中心刀具（jù）庫由六種刀具（jù）組成，按鈕SB1-SB6分別為六（liù）種刀具選擇按鈕；ST1～ST6為刀具到位行（háng）程開關，由霍爾元件構成。　　　　1.1 初始狀（zhuàng）態時，PLC記錄當（dāng）前刀號。　　　　1.2 當（dāng）按下按鈕SB1～SB6中的任何一（yī）個時，PLC記錄該刀號，然後（hòu）刀盤按照（zhào）離請求刀號*近的方向轉（zhuǎn）動。轉盤轉動到（dào）達刀具位置（zhì）時，到位指示燈發亮，機械手開始（shǐ）換刀（dāo），且換刀指示（shì）燈閃爍。5 S後換刀結束。　　　　1.3 換刀過程（chéng）中，其它（tā）換刀請求（qiú）信號均無效。換刀完畢，記錄當前刀號，等（děng）待下一次換刀請求。　　　　2 程序設計　　　　2.1 數控加工中心刀庫選擇PLC控製輸入、輸出地（dì）址見表1。　　　　　　　　2.2 數控加工中心刀庫（kù）選擇（zé）PLC控製接線圖如圖1。　　　　　　　　圖1 PLC控製接線圖　　　　2.3 根據控製要求，數控加工中心刀庫選擇PLC控製梯形圖如圖（tú）2。　　　　　　　　圖2 PLC控（kòng）製梯形圖　　　　3 程序說（shuō）明　　　　3.1當1號刀具處在機械手的位置時，霍爾元件動作，即ST1動作（zuò），梯形圖中X11閉合，將K1傳人數據寄存器D0中；當2號刀（dāo）具處在機械手的位置時（shí），霍爾元件動作，即ST2動作，梯形圖中X12閉合，將K2傳人數據寄存（cún）器D0中。以此類推（tuī），記錄當前的刀具號。　　　　3.2 當請求選擇1號刀具時，按下請求刀具按鈕（niǔ）SB1，將K1傳人數據寄存器D1中，同時使M5置位，其它請求信號無（wú）效；同理，當請求選擇2號刀具時，按下請求刀具按鈕SB2，將（jiāng）K2傳人數據寄存器D1中，同時使M5置位，其它請求信號無效。以此類推，記錄當前請求的（de）刀具號。　　　　3.3 M5置位後，比較（jiào）指令使得　　　　3.3.1 如果數據寄存器D0>D1，則M0閉合，執行減法運算（suàn）D0-D1，運算結果存人D3中，然後將D3進行比較。若D3>K3，則刀具盤（pán）離請求刀號逆（nì）轉方向*近，M10閉合，使得M18閉合，繼而Y2、Y3閉合，電動機帶動刀具盤逆轉；若D3=K3，則刀具盤離（lí）請求刀（dāo）號順轉方向*近，M11閉（bì）合，使得M19閉合，繼而Y2閉合（hé），電動機帶動刀具盤順（shùn）轉；同理（lǐ），若（ruò）D3<K3，則電（diàn）動機帶動刀具盤順轉。　　　　3.3.2 如果數據寄存器（qì）DO=D1，則M1閉合（hé），使（shǐ）得Y0閉合，到位指示燈亮，Y0常開觸（chù）點閉（bì）合，機械（xiè）手（shǒu）開始換刀，且Y1驅動換刀指示燈閃爍。經過（guò）5S後，T1動作，M5複位，換刀結束（shù）。　　　　3.3.3 當D0<D1時，M2閉合，M2常開觸點閉合。由於DO<D1，直接相減是一個負數，結果出錯，因而將D0加上刀具（jù）總數後減去D1，將得出的數據進行比較。重複以上過程，使得D0=D1，機械手進行換刀操作。　　二、數控加工中心機械手換刀PLC編程技巧　　　　首先簡單介（jiè）紹一下刀具交換（huàn）裝置的基本情況，刀庫是可正反向旋轉的鏈式刀庫、裝在刀具交換裝（zhuāng）置上（shàng）的機（jī）械手用15個步驟將刀庫中的刀具交換到主軸（zhóu），並將主軸刀具還回（huí）刀庫對應的（de）刀套中。為盡量（liàng）縮短換刀時間，我（wǒ）們采用刀具預選與零件加工同時進行的方式來壓縮換刀時間。機械（xiè）手動（dòng）作順序如下：　　　　步（bù）驟 1：平移（yí）縮回，抓刀庫（kù）中預選的刀（dāo）具：步驟2：拔刀伸出，拔出刀套中的刀具：步驟3：平移伸出，離開刀庫側抓（zhuā）刀位置：步驟（zhòu）4：拔刀縮回，機械手縮回：步驟 5：搖臂伸出，搖臂轉向（xiàng）主軸側：步驟6：平移伸出，抓主軸刀具：步驟7：拔刀伸出，拔出主軸中的刀具（jù）：步驟8：換刀正轉或（huò）反轉，刀（dāo）具交換：步驟9：拔刀縮回，將預選刀具插入主軸：步驟10：平移縮回，機械手（shǒu）離開主軸：步驟11：搖臂縮（suō）回，搖臂轉向刀庫側：步驟12：拔刀伸出，準備將主軸刀具送回刀庫：步（bù）驟 13：平（píng）移縮回，機械手移向刀（dāo）庫：步驟14：拔刀縮回，將主（zhǔ）軸刀具插入刀庫：步（bù）驟15：平移伸（shēn）出（chū），離開刀庫側抓刀位置。　　　　以上15個步驟可分為（wéi）如下（xià）4個階段：　　　　第（dì）1階（jiē）段：抓新刀。Txx代碼控製刀庫按就近方向轉動到編程刀具所在的位置，到位且（qiě）有刀庫定位I信（xìn）號後（hòu）啟動機械手，經過步驟1→步驟2→步驟3→步驟（zhòu）4，將編程（chéng）刀具抓在手上等（děng）待換刀。　　　　第2 階段：換刀。M06啟動（dòng）換刀固定循（xún）環（huán）“TOOL。“TOOL控製各坐標移動到換刀位置，並用M90通知PLC啟動換刀，PLC用M90信（xìn）號請求NC “讀入禁止（zhǐ）並啟動機械手換刀（dāo）步驟5→步驟6→步驟7→步驟8→步驟9→步驟10→步驟11，同（tóng）時用步驟5的到位信號控（kòng）製刀庫轉到主軸刀號的位置。　　　　第3階段：還刀。步驟5啟動的刀庫旋轉停止且（qiě）有刀庫定位I信號後，啟動機械手步驟12→步驟13→步驟14→步驟15，將主（zhǔ）軸刀具還到刀庫中（zhōng）並（bìng）將記憶主軸（zhóu）刀號的存儲器（qì）*新。步驟11完成後，取消“讀入禁止，激活刀具參數，加工程序和機（jī）械手還同時進行。　　　　第4 階段：抓預（yù）選新刀。在M06的下一段緊跟下（xià）道工序要用的刀具號Txx，刀庫在完成還刀動作後可在零件加工（gōng）的同時（shí）啟動機械手步驟1→步驟2→步驟3→步驟 4，將下道工序所用的刀具預選抓到機（jī）械手上，等待M06啟動後麵的換（huàn）刀動作，這樣（yàng）大大縮短了刀具交換的時間，提高了工作效率。　　　　注意事（shì）項：　　　　Txx和M06不（bú）能編在同一程序段內：　　　　在固定循環TOOL中（zhōng），所有位（wèi）移程（chéng）序段（duàn）應加G153(段有效)取消基本偏移：　　　　三個換刀過程（chéng）：①裝刀：主軸無（wú）刀，Txx/M06直接安裝編程刀具：②換刀：主軸有刀，交換編程刀具和主軸刀具：③還刀：主軸有刀，編（biān）程T0，將主軸刀具還回刀庫。　　　　主軸準停角度利用PLC浮（fú）點參數MD14514[0]：$MN_USER_DATA_FLOAT[0]　　　　本編程方法的核心是將機械手動作按時序分成共15個步驟（zhòu）。“步驟存儲在一個中間（jiān）的變量中，該中間變量（liàng）點占一個（gè）字節，每個“步驟完成後將（jiāng）中間變量的值修改為下一個“步驟，而整個步驟全部完成後將中間變量置（zhì）為零，下一個換刀（dāo）指（zhǐ）令到來後又從步驟1開始執行。這樣（yàng）不僅使PLC程序簡單、直觀，而且由於“步驟 是唯一（yī）的，這樣就能避免信號之間的互相幹擾，編程人員再也不用絞盡腦（nǎo）汁來為每一個輸出信號加各種限製條件，巧妙利用“變量達到事半功倍（bèi）的效果（guǒ）。加工程序和PLC程序關係見（jiàn）下圖。　　　　　　　此外，數控加工中心刀（dāo）庫運轉、托盤交換等也可以用這種（zhǒng）方法來編程。東莞市國匠智控有限公（gōng）司是一家股份製公司，旗下（xià）有 眾（zhòng）創（chuàng）為（wéi）智控科技有（yǒu）限公司，景哲機電有限公司，子帆機床服務公司 ，專注於數控設備的生產'，銷售，研發，整機配套，和代工服務為一體的高薪技術企業。