數控加工中（zhōng）心刀庫控製PLC設計及編程技巧

PLC是數控加工中心正常運行的軟件核心，一個完善的PLC程序不僅能使數（shù）控加工中心正常運行，還（hái）要讓人看起來一目了然，既為自己調試提供方便，還能幫助維修人（rén）員查找故（gù）障和分析原因。　　一、數控加工中（zhōng）心刀庫控製PLC設計　　　　1 控製要求　　　　數控加工中心刀具庫由六種刀具組成，按鈕SB1-SB6分別為六種刀具（jù）選（xuǎn）擇按鈕；ST1～ST6為刀具到（dào）位（wèi）行程開關，由霍爾元件構成。　　　　1.1 初始狀態時，PLC記錄當前刀號。　　　　1.2 當按下按（àn）鈕SB1～SB6中的任何一個時，PLC記錄該（gāi）刀號，然後刀盤（pán）按（àn）照離請（qǐng）求刀號*近的方向轉動。轉盤轉動到達刀具（jù）位置時，到位指示燈發亮，機械手（shǒu）開始換刀，且換刀指示燈閃爍。5 S後換刀結束。　　　　1.3 換刀過程中，其它換刀（dāo）請（qǐng）求信號均無效。換刀完畢，記錄當前刀號，等待（dài）下一次換（huàn）刀請求。　　　　2 程序設（shè）計　　　　2.1 數控（kòng）加（jiā）工（gōng）中（zhōng）心刀庫選擇PLC控製（zhì）輸入、輸出（chū）地址見表1。　　　　　　　　2.2 數（shù）控加工中心刀庫（kù）選擇PLC控（kòng）製接線圖如圖1。　　　　　　　　圖（tú）1 PLC控（kòng）製接線（xiàn）圖　　　　2.3 根據控製要求，數控加工中心（xīn）刀（dāo）庫選擇PLC控製梯形圖如圖2。　　　　　　　　圖2 PLC控製梯形圖　　　　3 程序說明　　　　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，梯形圖（tú）中X11閉合，將K1傳人數據寄存器D0中；當2號刀具處在機械手的位（wèi）置時，霍爾（ěr）元（yuán）件動（dòng）作，即ST2動作，梯形圖中X12閉（bì）合，將（jiāng）K2傳人數據寄存器D0中。以此類推，記錄當（dāng）前的刀具號。　　　　3.2 當請求選擇1號刀（dāo）具時，按下請求刀（dāo）具按鈕SB1，將K1傳人數據寄存器（qì）D1中，同時使M5置位，其它請求信號無效；同理，當請求（qiú）選擇2號刀具時，按（àn）下請求刀具按（àn）鈕SB2，將K2傳人數據寄存器D1中，同時使M5置位，其它（tā）請（qǐng）求信號無效。以（yǐ）此類推，記錄（lù）當（dāng）前請求的刀具（jù）號（hào）。　　　　3.3 M5置（zhì）位後，比較指令使得　　　　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（yùn）算結果存人D3中，然（rán）後將D3進（jìn）行比較。若D3>K3，則刀具盤（pán）離請求刀號逆轉方向*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（zhuǎn）；若D3=K3，則（zé）刀具盤（pán）離請求刀號順轉方向*近，M11閉合，使得M19閉合，繼而Y2閉合，電動機帶動刀具盤順轉；同理，若D3<K3，則電動機帶動刀具盤順轉。　　　　3.3.2 如果數據寄（jì）存器DO=D1，則（zé）M1閉合，使得（dé）Y0閉合，到位指示燈（dēng）亮，Y0常開觸點閉合，機械手開始（shǐ）換刀，且Y1驅動換刀指示燈閃爍（shuò）。經過5S後，T1動作，M5複位，換刀結束。　　　　3.3.3 當（dāng）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加上刀具總數後減去D1，將得出的數據進行比較。重複以上過程，使（shǐ）得D0=D1，機械（xiè）手進（jìn）行換刀操作。　　二、數控加工中心機械手換刀PLC編程技巧　　　　首先簡單介紹（shào）一下刀具交換（huàn）裝置的基本（běn）情況，刀庫是可正反（fǎn）向旋轉的鏈式刀庫、裝在刀具交（jiāo）換裝置上的（de）機械手（shǒu）用15個步驟將刀庫中的刀具交換到主軸，並將主軸刀具還回刀庫對應的刀套中。為盡量縮短換刀時間，我們采用刀具預選與零（líng）件加工同時進行（háng）的方式來壓縮換（huàn）刀時間。機械手動作順序如下：　　　　步驟 1：平移縮（suō）回，抓刀庫中預選的刀（dāo）具：步驟（zhòu）2：拔刀伸出，拔出刀套中的刀具：步（bù）驟3：平移伸出，離開刀庫側抓（zhuā）刀位置：步驟4：拔刀縮（suō）回，機械手縮回：步驟 5：搖（yáo）臂伸出，搖臂轉向主軸側：步驟6：平移伸出，抓主軸刀具：步（bù）驟7：拔刀伸出，拔出主軸中的刀具（jù）：步驟8：換刀正轉或反轉，刀具交換：步驟9：拔刀縮回，將（jiāng）預選刀具插入主軸：步驟10：平移（yí）縮回，機械手離開主軸：步（bù）驟11：搖臂縮回，搖（yáo）臂轉向刀庫側：步驟12：拔刀伸出，準備將主軸刀具送回刀（dāo）庫：步驟（zhòu） 13：平移縮（suō）回，機械手移向刀庫（kù）：步驟14：拔刀縮回，將主軸刀具插入刀庫：步驟15：平移伸出，離開刀庫側抓刀位置。　　　　以上（shàng）15個步驟可分為如下4個階段：　　　　第1階段：抓新刀。Txx代碼控製刀庫按就（jiù）近方向轉動（dòng）到編程（chéng）刀具所（suǒ）在的位置，到位且有刀庫定（dìng）位I信號後啟動機械（xiè）手，經過步驟1→步驟2→步驟3→步驟4，將編程刀具抓在手上等待換刀。　　　　第2 階段：換刀。M06啟動換刀固定循環“TOOL。“TOOL控（kòng）製各坐標移動到換刀位置，並用（yòng）M90通知PLC啟動換（huàn）刀，PLC用M90信號請求NC “讀入禁止並啟動機械手換刀步驟5→步驟6→步驟7→步驟8→步（bù）驟（zhòu）9→步驟10→步驟11，同時用（yòng）步驟5的到位信號控製刀庫轉到主軸刀號的位置。　　　　第3階段（duàn）：還刀。步驟5啟動的刀庫旋轉停止且有刀庫定位I信號（hào）後，啟動機械手步驟12→步驟13→步驟14→步驟15，將主軸刀具還到刀庫中並將記憶主軸刀號的存（cún）儲器（qì）*新。步驟11完成後，取消“讀入禁止，激活刀具參（cān）數，加工程序和機械手還同（tóng）時進（jìn）行。　　　　第4 階段：抓預（yù）選新刀。在M06的下一段緊跟下道工序（xù）要用的刀具號Txx，刀庫在完成還刀動作（zuò）後可在零件加工的同時啟動機械手步驟1→步驟2→步驟3→步驟 4，將下（xià）道工序所用的（de）刀具預選抓到機械手上（shàng），等待（dài）M06啟動後麵的換刀動作，這樣大（dà）大縮短了刀具交（jiāo）換的時間，提高了工作效率。　　　　注意事項（xiàng）：　　　　Txx和M06不（bú）能編在同一程序段內：　　　　在固定循環TOOL中，所（suǒ）有位移程序段應加G153(段有效)取消基本偏移：　　　　三個換刀（dāo）過程：①裝刀：主軸無刀，Txx/M06直接安裝編程刀（dāo）具（jù）：②換刀：主軸有刀，交換編程刀具和主軸刀（dāo）具：③還刀：主（zhǔ）軸有刀，編程T0，將主軸刀具還回刀庫。　　　　主軸準停角度利用PLC浮點參數MD14514[0]：$MN_USER_DATA_FLOAT[0]　　　　本編程方（fāng）法的核心是將機械手（shǒu）動（dòng）作按時序分成共15個步驟。“步驟存儲在一個中間的變量中，該（gāi）中間（jiān）變量點占一（yī）個字節，每個“步驟完（wán）成（chéng）後（hòu）將中間變量的值修改為（wéi）下一個“步驟，而（ér）整個步驟全（quán）部完成後將中（zhōng）間變量（liàng）置為零，下一個換刀指令到來（lái）後又（yòu）從步驟1開（kāi）始執行。這樣不僅使PLC程序簡單、直觀，而且由於“步驟 是唯（wéi）一的，這樣就（jiù）能避免信（xìn）號之（zhī）間的互相幹擾，編程人員再也不用絞（jiǎo）盡腦汁來為每一個輸出信號加各種限製（zhì）條件，巧妙利用（yòng）“變量達到事半功倍的效果。加（jiā）工程序和PLC程序關係（xì）見下圖。　　　　　　　此外，數控加工中心刀庫運轉（zhuǎn）、托盤交換等也可以用這種方法來編程。東莞市草莓视频在线智（zhì）控有限（xiàn）公司是一家股份製公司，旗下有 眾創為智控科技有限公司，景哲機電有限公司，子帆機床服務公司 ，專注於數控設備（bèi）的生產（chǎn）'，銷售，研發，整機配（pèi）套，和代（dài）工服務為一（yī）體的高薪技術企業。