數控加工中心刀庫控製PLC設計及編程技巧

PLC是數控加工（gōng）中心正（zhèng）常運（yùn）行的軟件核心，一個完善的PLC程序不僅能使數控加工（gōng）中心正常運行，還要讓人看起來（lái）一目了然，既為自己調試提供（gòng）方便，還能幫助維修人員查找故障和分析原因。　　一、數控加工（gōng）中心刀庫控製PLC設（shè）計　　　　1 控製（zhì）要求　　　　數控（kòng）加工（gōng）中心刀具庫由六種刀具組成，按鈕SB1-SB6分別為六種刀具選擇按鈕；ST1～ST6為刀具到位行程開關，由霍爾元件構成。　　　　1.1 初始狀（zhuàng）態時，PLC記錄當前刀號。　　　　1.2 當按下按鈕SB1～SB6中的任何一個（gè）時，PLC記錄（lù）該刀號，然後刀盤按照（zhào）離（lí）請求刀號*近的方向轉動。轉盤轉（zhuǎn）動到達刀具（jù）位置時，到位指示燈發亮，機械手開始換刀，且換刀指示燈閃爍。5 S後換刀結束。　　　　1.3 換刀過程中，其（qí）它換刀請求信號均無效。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、輸出地址見表1。　　　　　　　　2.2 數控加工中心刀庫選擇PLC控製接線圖如（rú）圖（tú）1。　　　　　　　　圖1 PLC控製接線圖　　　　2.3 根據控製（zhì）要求（qiú），數控加工中（zhōng）心刀庫選擇PLC控製梯（tī）形（xíng）圖如圖2。　　　　　　　　圖2 PLC控製梯形圖　　　　3 程序說明　　　　3.1當（dāng）1號刀具處在機械手的位置時，霍爾（ěr）元件（jiàn）動作，即ST1動作，梯形圖中X11閉合，將K1傳（chuán）人數據寄存器D0中；當2號刀具處在機械手的位置時，霍爾元件動作，即ST2動作（zuò），梯形圖（tú）中X12閉合，將K2傳人數據寄存器D0中。以此（cǐ）類推，記錄當前的（de）刀具（jù）號。　　　　3.2 當請求（qiú）選擇1號刀具時，按（àn）下請求刀具按鈕SB1，將K1傳人數據寄存器D1中，同時使M5置位（wèi），其它請求信號無（wú）效；同理，當請（qǐng）求選（xuǎn）擇2號刀具時，按下請求刀具按鈕SB2，將K2傳（chuán）人數據寄存器（qì）D1中，同時使M5置位，其它請求（qiú）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（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D0-D1，運算結果存人D3中（zhōng），然後將D3進行比較。若D3>K3，則刀（dāo）具盤離請求（qiú）刀號逆轉方向*近，M10閉合，使得M18閉合，繼而Y2、Y3閉合（hé），電動機帶動刀（dāo）具盤逆轉；若D3=K3，則刀具盤離請求刀號順轉方向*近，M11閉合（hé），使得M19閉合，繼而Y2閉合（hé），電動機帶動刀具盤順（shùn）轉；同理，若D3<K3，則電動機帶動刀具（jù）盤順轉。　　　　3.3.2 如果數據寄（jì）存器DO=D1，則M1閉合，使得Y0閉合，到位指示燈亮，Y0常開（kāi）觸點閉合，機械（xiè）手開始換刀，且Y1驅動（dòng）換刀指示（shì）燈閃（shǎn）爍。經過5S後，T1動作，M5複位，換刀結束。　　　　3.3.3 當（dāng）D0<D1時，M2閉（bì）合，M2常開觸點閉合。由（yóu）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（háng）比較。重（chóng）複以上過程，使得D0=D1，機（jī）械（xiè）手進行換刀操作。　　二、數控（kòng）加工中心機械手換刀PLC編程技巧　　　　首先簡單介（jiè）紹一下刀具交換裝置的基本情況，刀庫是（shì）可正反（fǎn）向旋轉的鏈式刀庫、裝在刀具交換（huàn）裝置（zhì）上的機械手用15個步驟將刀庫中的（de）刀具交換到主軸，並（bìng）將主軸（zhóu）刀具還回刀庫（kù）對應的刀套中。為盡量（liàng）縮短換（huàn）刀時（shí）間，绿巨人黄片软件采用刀具預選與零件加工同時進行的方式來壓（yā）縮換刀時間。機械（xiè）手動作順序如下：　　　　步驟 1：平移（yí）縮回，抓刀庫中預選（xuǎn）的刀具：步驟2：拔刀伸出，拔出刀套中的刀具：步驟（zhòu）3：平移伸出，離開刀庫側抓刀位置（zhì）：步驟4：拔（bá）刀縮回，機械手縮回：步驟（zhòu） 5：搖臂伸出，搖臂（bì）轉向主軸側：步驟6：平移伸出，抓主軸刀具：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（zhòu）9：拔刀縮回，將預選刀具插入主軸：步驟10：平（píng）移（yí）縮回，機械手離開主（zhǔ）軸：步驟11：搖臂縮回，搖臂轉向刀庫側：步驟12：拔刀伸出，準備將（jiāng）主軸刀具送回刀（dāo）庫：步驟 13：平移縮回，機（jī）械手移向刀庫：步驟14：拔刀縮回，將主軸刀具（jù）插入刀庫：步驟15：平移伸出，離開刀庫側抓刀位置。　　　　以上15個步驟可分為如下4個（gè）階段：　　　　第1階段：抓新刀。Txx代碼控製刀庫按就近方向轉動到編程（chéng）刀具（jù）所（suǒ）在的位置，到位且有（yǒu）刀庫定位（wèi）I信號（hào）後（hòu）啟動機（jī）械手（shǒu），經過（guò）步（bù）驟1→步驟2→步驟3→步驟4，將編程刀具抓在手上等（děng）待換刀。　　　　第2 階段：換刀。M06啟動換刀固定循環“TOOL。“TOOL控製各坐標移動到換刀位置，並用M90通知PLC啟動換刀（dāo），PLC用M90信號請求（qiú）NC “讀入禁止並啟動（dòng）機械手換刀步驟5→步驟6→步驟7→步驟8→步驟9→步（bù）驟10→步驟11，同時用步驟5的（de）到位信號控（kòng）製（zhì）刀庫轉到主軸（zhóu）刀號的位置。　　　　第3階（jiē）段：還刀。步驟5啟動的刀庫旋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，將主軸刀具還到刀庫中並將記憶主軸刀號的存（cún）儲器*新。步驟11完成後，取消“讀入（rù）禁止，激活刀具參數，加工程序和機械手還同時進行。　　　　第4 階段：抓預選新刀。在M06的下一段緊跟下道（dào）工序要用的刀具號Txx，刀（dāo）庫（kù）在完成還刀動作後可在零件加工的（de）同時啟動機械（xiè）手步驟1→步驟2→步驟3→步（bù）驟 4，將下（xià）道工序所用的刀具預（yù）選抓到機械手（shǒu）上，等待M06啟動後麵的換刀動作，這樣大大縮短了刀具交換的（de）時間，提高了工作效率（lǜ）。　　　　注意事項（xiàng）：　　　　Txx和M06不能編在（zài）同一程序（xù）段內：　　　　在（zài）固（gù）定循環TOOL中，所有位（wèi）移程序段應加G153(段（duàn）有效)取消基本偏移：　　　　三個（gè）換刀過程（chéng）：①裝刀（dāo）：主軸無刀，Txx/M06直接安裝編程刀（dāo）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T0，將主軸刀具還回刀庫。　　　　主軸準停（tíng）角度利用PLC浮（fú）點參數MD14514[0]：$MN_USER_DATA_FLOAT[0]　　　　本編程（chéng）方法的核心是將機械（xiè）手動作按時序分成（chéng）共15個步驟。“步驟存儲在一個中（zhōng）間的（de）變量中，該中（zhōng）間變量點占一（yī）個字節，每個“步驟（zhòu）完成後將中間變量的值修改為下（xià）一個“步驟，而整個步驟全部完成後將中間（jiān）變量置為零，下一個換刀指令到來後（hòu）又從步驟1開始執行。這樣不僅使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（zhǒng）限（xiàn）製條件，巧妙利用“變量達到事半功倍的效果（guǒ）。加工程序和PLC程序關係見下圖。　　　　　　　此外，數控加工中心刀庫運轉、托盤交換等也可以用這種（zhǒng）方法來編程。東（dōng）莞市國匠智控有限公司是一家股（gǔ）份製公司，旗下有 眾創為智控科技（jì）有限公司，景哲機電有限公司，子帆機床服務公司 ，專注於數控設備的生產'，銷（xiāo）售，研發，整機配套，和（hé）代工服務為（wéi）一體的高薪技術企業。