數控加工中心刀庫控製PLC設（shè）計及編程技巧

PLC是數控加工中心正常（cháng）運行的軟件（jiàn）核心，一個完善的PLC程序不僅能（néng）使數控加（jiā）工（gōng）中心正常運行，還要讓人看起來（lái）一目了然，既為（wéi）自己調試（shì）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（gōng）中心刀庫控製PLC設計　　　　1 控製要求（qiú）　　　　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（liù）種刀具選擇按鈕；ST1～ST6為刀（dāo）具到位行程開關，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（xià）按鈕SB1～SB6中的（de）任何一（yī）個時，PLC記（jì）錄該刀號，然後刀盤按照離請求刀（dāo）號*近的方向轉動。轉（zhuǎn）盤轉動到達刀具位置時，到位指示（shì）燈發亮（liàng），機械手開始換刀，且換刀指示燈閃爍。5 S後換（huàn）刀結束。　　　　1.3 換刀過程中，其它換刀請求（qiú）信號均無效。換刀完畢，記錄當前刀號，等待下一次換刀請求。　　　　2 程序設計　　　　2.1 數控加工中心刀庫選（xuǎn）擇PLC控製輸入、輸出地址（zhǐ）見表（biǎo）1。　　　　　　　　2.2 數控（kòng）加工中心刀庫選擇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2。　　　　　　　　圖2 PLC控製梯形圖　　　　3 程序說明　　　　3.1當1號刀具處在機（jī）械（xiè）手的位置時，霍爾元件動作，即（jí）ST1動作，梯形圖中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（de）位（wèi）置時（shí），霍爾元件動作，即ST2動作，梯形圖中X12閉合，將（jiāng）K2傳人數據寄存器D0中。以（yǐ）此類推，記錄當前的刀（dāo）具（jù）號。　　　　3.2 當請求選擇1號刀具時，按下請求刀（dāo）具按鈕SB1，將K1傳人數據寄（jì）存器D1中，同時使M5置（zhì）位，其它請求信號無效；同理，當請求選擇（zé）2號刀具時，按（àn）下（xià）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，其它請求信號無效（xiào）。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（háng）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，則刀具盤離請求刀號逆（nì）轉方向*近，M10閉合，使得M18閉合，繼而Y2、Y3閉合，電（diàn）動機（jī）帶動刀（dāo）具（jù）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（bì）合，繼而Y2閉合，電動機帶動刀具盤順（shùn）轉；同理，若D3<K3，則電動機帶動刀具盤順轉。　　　　3.3.2 如果數據（jù）寄（jì）存器DO=D1，則M1閉合，使得Y0閉合（hé），到位指示燈亮，Y0常開觸點閉合，機械手開始換刀，且（qiě）Y1驅動換刀指示燈閃爍。經（jīng）過5S後，T1動作，M5複位，換刀結束。　　　　3.3.3 當D0<D1時，M2閉合（hé），M2常開觸點閉合。由於DO<D1，直接（jiē）相減是一個負數，結（jié）果出錯，因而將D0加上刀具（jù）總數後減去D1，將得出的數據（jù）進行（háng）比（bǐ）較。重複以上過程，使得D0=D1，機（jī）械（xiè）手進行換刀操作。　　二、數（shù）控加工中心機械手換刀PLC編程技巧　　　　首先簡單介紹一下刀具交換裝置的基本情況，刀庫是可正（zhèng）反向旋轉的鏈式（shì）刀庫、裝在刀具交換裝置上的機械手用15個步驟將刀庫（kù）中的刀具交換到主軸（zhóu），並將主軸刀具還回刀（dāo）庫對應的（de）刀套中。為盡量縮短（duǎn）換刀時間，绿巨人黄片软件采用刀具預選（xuǎn）與零件加工同（tóng）時（shí）進行的方（fāng）式來壓縮（suō）換刀時間。機械手動作順序如下：　　　　步驟 1：平移縮回，抓刀庫（kù）中預選的刀具：步驟2：拔刀伸出，拔出刀套中的刀具：步驟3：平移伸出，離開刀庫側抓刀（dāo）位置：步（bù）驟4：拔刀縮回，機械手縮回：步驟 5：搖臂伸（shēn）出，搖臂轉向主軸側：步驟6：平移伸出，抓主軸刀具：步驟7：拔刀伸出，拔出主軸中的刀具：步驟（zhòu）8：換刀正轉或反轉，刀（dāo）具交換：步驟9：拔刀縮（suō）回，將預（yù）選刀具插入主（zhǔ）軸：步驟10：平移縮回，機械手離開主軸（zhóu）：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）主軸刀具送回刀庫：步驟 13：平移縮回，機械手移向刀庫：步驟14：拔刀縮回，將主軸刀（dāo）具插入刀庫：步驟15：平移伸出，離開刀庫側抓（zhuā）刀位置。　　　　以上15個步（bù）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（dào）編程刀具所（suǒ）在的位置，到位（wèi）且有刀庫定位I信號後啟動機械手，經過（guò）步驟1→步驟2→步驟3→步驟4，將編程刀（dāo）具抓在（zài）手上（shàng）等待換刀。　　　　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（huàn）刀位置，並用M90通知PLC啟（qǐ）動換刀，PLC用M90信（xìn）號請求（qiú）NC “讀入禁止並啟動機（jī）械手換刀步（bù）驟5→步驟6→步驟7→步驟（zhòu）8→步驟9→步驟10→步驟11，同時用步驟（zhòu）5的到位信號控製刀（dāo）庫轉到主軸刀號的位置。　　　　第3階段（duàn）：還刀。步驟（zhòu）5啟動的（de）刀庫（kù）旋（xuán）轉停止且有刀庫定位I信號後（hòu），啟動機械手步（bù）驟12→步驟13→步驟14→步驟15，將主軸刀具還到刀庫中並（bìng）將記憶主軸刀號的存儲器（qì）*新。步驟11完成後，取消“讀入禁止，激活刀具參數，加工程序和機械手還同時進行。　　　　第4 階段：抓預選（xuǎn）新（xīn）刀。在M06的下一段緊跟下道工序（xù）要用的刀具號Txx，刀庫在（zài）完成還刀動作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，將下道工序所用的刀具預選抓到機械手上，等待M06啟動後麵的換刀動（dòng）作，這樣大大縮短了刀具交換的時（shí）間，提高了工作效率。　　　　注意事項：　　　　Txx和M06不能編在同（tóng）一程（chéng）序段內：　　　　在固定循環TOOL中，所有（yǒu）位移程序段應加G153(段（duàn）有效)取消（xiāo）基本偏移：　　　　三個換刀過程：①裝刀（dāo）：主軸無刀，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（dāo）：主軸（zhóu）有刀，編程T0，將主軸刀（dāo）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]　　　　本編程方法的核（hé）心是將（jiāng）機械（xiè）手動作按時序（xù）分成（chéng）共15個步驟。“步驟存儲在一個中間的變量中，該中間變量點占一個字（zì）節，每個“步驟完成後將中間變（biàn）量的（de）值修改為下一個“步驟，而整個步驟全部完成後（hòu）將中間變量置為零，下一個換刀指（zhǐ）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（qiě）由（yóu）於“步驟 是唯（wéi）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汁來為每一個（gè）輸出信號加各種限製（zhì）條件，巧妙利用“變（biàn）量達到事半功倍的效果。加工程序和PLC程（chéng）序關係見下圖。　　　　　　　此外，數控（kòng）加工中心刀庫運（yùn）轉、托盤交換等也（yě）可以用這種方法來編程。東莞市國匠智控（kòng）有限（xiàn）公司是一家股份製公司，旗下有（yǒu） 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 ，專注於數控設備的生產（chǎn）'，銷售，研發，整機配套，和代工（gōng）服務為一體的高薪技術企業（yè）。