數控加工中心刀庫控製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（de）PLC程序（xù）不僅能使數控（kòng）加工中心正常運行，還要讓（ràng）人看起來（lái）一目了然，既（jì）為自己調試提供方（fāng）便，還能幫助維（wéi）修人員查找故障和分析（xī）原因。　　一、數控加工中心刀庫控製PLC設計　　　　1 控製要求（qiú）　　　　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（wéi）六種刀具選擇按鈕（niǔ）；ST1～ST6為刀具到（dào）位行程開關，由霍爾元件構成。　　　　1.1 初始狀態時，PLC記錄當前（qián）刀號。　　　　1.2 當按下按鈕SB1～SB6中的任何一個時，PLC記錄該刀號（hào），然後刀盤按照離請求刀號*近的方向轉動。轉盤轉動到達刀具位置時，到位指示燈發亮，機械手開始換刀，且換刀指示（shì）燈閃爍。5 S後換刀結束。　　　　1.3 換刀過程中，其它換刀請求信號均無效。換（huàn）刀完（wán）畢，記錄當前刀號，等待下（xià）一次換刀請求。　　　　2 程序設計　　　　2.1 數（shù）控加工中心刀（dāo）庫選擇PLC控製輸（shū）入、輸（shū）出地址見表1。　　　　　　　　2.2 數控加工中心刀庫選擇PLC控製接線圖如圖（tú）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2。　　　　　　　　圖2 PLC控製梯形（xíng）圖（tú）　　　　3 程序說明　　　　3.1當1號刀具處在機械手的（de）位置時，霍爾元件動作，即ST1動作，梯形（xíng）圖中X11閉合，將K1傳人數據寄存（cún）器D0中（zhōng）；當2號刀具處在機械手（shǒu）的位置時，霍爾元件動作，即ST2動作，梯形圖中X12閉合（hé），將K2傳人數據寄存器D0中。以（yǐ）此類推，記錄當前的刀具號。　　　　3.2 當請求選（xuǎn）擇1號刀具時，按下（xià）請求刀具按鈕SB1，將K1傳人數據寄存器（qì）D1中，同時使（shǐ）M5置位，其它請求信號無效；同理，當（dāng）請求選擇2號（hào）刀具時，按下請求刀具按鈕SB2，將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，記錄當前請求的刀具號。　　　　3.3 M5置位後，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，則刀具盤離請求（qiú）刀（dāo）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；若D3=K3，則刀具盤離請求刀號順轉方向*近，M11閉合，使得M19閉合，繼而Y2閉合（hé），電動機帶動刀具盤順轉；同理，若D3<K3，則電動機帶動刀具盤（pán）順轉。　　　　3.3.2 如果數據寄存器DO=D1，則M1閉合，使得Y0閉合，到位指（zhǐ）示燈亮，Y0常開觸點閉合，機械手開始換刀，且Y1驅動換刀指（zhǐ）示（shì）燈閃爍。經過5S後，T1動作，M5複（fù）位，換刀結束。　　　　3.3.3 當D0<D1時，M2閉合（hé），M2常開觸點（diǎn）閉合。由於DO<D1，直（zhí）接相減是一個負數，結果出錯，因而將（jiāng）D0加上刀具總數後（hòu）減去D1，將（jiāng）得出的數據進行比較。重複（fù）以上過程，使得D0=D1，機械（xiè）手進（jìn）行換（huàn）刀操作。　　二、數控加工中心機械手換刀PLC編（biān）程技巧　　　　首先簡單介紹一下刀具交換裝置的基本情況，刀庫是可正反向旋轉的鏈式刀庫（kù）、裝在刀（dāo）具交換裝置（zhì）上的機械（xiè）手用15個步驟（zhòu）將刀庫（kù）中的（de）刀具交換到主軸，並將主軸刀（dāo）具還回刀庫對應的刀套中。為盡量縮短（duǎn）換刀時間，我們采用刀具預選與零件加工同時進行（háng）的方式來壓縮換刀時間。機械手動作順序如下：　　　　步驟 1：平移（yí）縮回，抓刀庫中預選的刀具：步（bù）驟（zhòu）2：拔刀伸出，拔（bá）出（chū）刀套中的刀具：步驟3：平移伸出，離開刀庫（kù）側抓刀位置：步（bù）驟4：拔刀縮回，機械手縮回：步驟 5：搖臂伸出，搖臂轉（zhuǎn）向主軸側：步驟6：平移伸出，抓（zhuā）主軸刀具：步驟7：拔刀伸出，拔出（chū）主軸中的刀具：步驟8：換刀正轉或反轉，刀具交換：步驟9：拔刀縮回，將預選刀具（jù）插入主軸：步驟10：平（píng）移縮回，機械手（shǒu）離開（kāi）主軸：步驟11：搖臂縮回，搖臂轉向刀（dāo）庫側：步驟12：拔刀伸出，準備將主軸刀具送回刀庫：步驟 13：平移縮回，機械手移向刀庫：步（bù）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（cè）抓（zhuā）刀位置。　　　　以上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（zhì）刀庫（kù）按就近方向轉動到編程刀具（jù）所在的位（wèi）置，到（dào）位且有刀庫定（dìng）位I信號後啟動（dòng）機械手，經過步驟1→步驟2→步驟3→步驟4，將編程刀具抓在手（shǒu）上（shàng）等待換刀。　　　　第2 階段：換刀。M06啟動換刀（dāo）固定循環（huán）“TOOL。“TOOL控（kòng）製各坐標移動到換刀位置，並用（yòng）M90通知PLC啟動換刀，PLC用M90信號請求NC “讀入禁止並啟（qǐ）動機械手換刀步驟5→步驟6→步驟7→步驟8→步驟9→步驟10→步驟11，同時用步驟5的到位信號控製刀庫轉到主軸刀號的位置。　　　　第3階（jiē）段：還刀。步驟5啟動的刀庫旋（xuán）轉停止且有刀庫定位I信號後，啟動機械（xiè）手步驟12→步驟13→步驟14→步驟15，將（jiāng）主軸（zhóu）刀（dāo）具還到刀庫中並將記憶（yì）主軸刀號的存儲器*新。步驟11完成後，取（qǔ）消“讀入禁止，激（jī）活（huó）刀具參數，加（jiā）工程序和機械手還同時（shí）進行。　　　　第4 階段：抓預選新（xīn）刀。在（zài）M06的下一段緊（jǐn）跟下道工序要用的刀具號Txx，刀庫在完成還（hái）刀動作後（hòu）可（kě）在零件加（jiā）工的同時啟動機械手步驟1→步驟2→步驟3→步驟 4，將下道工（gōng）序所用的刀（dāo）具（jù）預選抓到機械手上，等待M06啟動後麵（miàn）的換刀動作，這樣大大（dà）縮（suō）短了刀具交換的時間，提高了工作效率。　　　　注意事（shì）項：　　　　Txx和（hé）M06不能編在（zài）同一程序段內：　　　　在固定循環TOOL中，所有（yǒu）位移程序段應加G153(段有效)取消（xiāo）基本偏移：　　　　三個換刀過程：①裝刀：主軸無刀，Txx/M06直接安裝編（biān）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，編程（chéng）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（zuò）按時序分成（chéng）共15個步驟。“步驟存儲在一個中間的變量中（zhōng），該（gāi）中間變量點（diǎn）占一個字節，每個“步驟完成後將中間變量的值修改為下一個“步驟（zhòu），而整個步（bù）驟全部完成（chéng）後將中間變量置為零，下一個換刀指令到來（lái）後又從（cóng）步驟1開始執行。這樣不僅（jǐn）使PLC程序簡單、直觀，而且由於“步驟 是唯一的，這樣就能避免信（xìn）號之間的互相幹擾，編程人員（yuán）再也不用絞盡腦汁來為每（měi）一個輸出信號加（jiā）各種限製條件，巧妙利用“變量達到事半功倍的效果。加工（gōng）程序和PLC程序關係見下圖。　　　　　　　此外（wài），數控加工中心刀（dāo）庫運轉、托盤交換等也可以用這種方法來編程。東莞市麻豆视频在线观看智控有限公司是一家股份製公司，旗下有 眾創為智控科技（jì）有限公司（sī），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（tào），和代工服務為一體的高薪技術企業。