可編程序控制器，簡(jiǎn)稱PC或PLC，它是20世紀(jì)70年代以來(lái)，在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。由于它具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，并成為工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱(PLC、機(jī)器人、CAD)之一。在數(shù)控機(jī)床方面同樣發(fā)揮著不可替代的作用，對(duì)數(shù)控機(jī)床的冷卻、潤(rùn)滑．轉(zhuǎn)位或央緊及刀庫(kù)的管理等都能很好控制。下面我們將以PLC在數(shù)控加工中心刀具控制中的應(yīng)用為側(cè)說(shuō)明PLC的優(yōu)越性。
1 加工中心刀具庫(kù)換刀方式
數(shù)控加T中心的刀庫(kù)在上件加工過(guò)程中，需根據(jù)加1：T藝要求進(jìn)行自動(dòng)換刀，常JlI的刀具選用方法有順序選刀和任意選刀兩種。
1.1 順序選刀
順序選刀足在加T之前，將加T零件所需刀具按照工藝愛(ài)求依次插入刀套中，順序不能搞錯(cuò)，加T是按順序調(diào)刀。加J=不同的工件時(shí)必須霞新調(diào)整刀庫(kù)中的刀具順序，操作繁瑣，而且由于刀具的尺寸誤差也容易造成加工精度不穩(wěn)定。
1.2任意選刀
任意選刀的換刀方式分為刀套編碼、刀具編碼和i己億式等。刀具編碼或刀套編碼需要在刀具上安裝用于識(shí)別的編碼。每把刀都有自己的代碼，因而刀具可以在不同的工序中町重復(fù)使用，換下的刀具不用放同原刀座，有利于選刀和裝刀，但每把刀具上都有專用的編碼系統(tǒng)，使得刀具長(zhǎng)度加長(zhǎng)，制造困難，剛度降低，刀庫(kù)和機(jī)械手變復(fù)雜。刀套編碼的方式，一把刀具只對(duì)應(yīng)一個(gè)刀套，從一個(gè)刀套巾取出的刀具必須放同同一刀套中，取送刀具十分麻煩，換刀時(shí)間長(zhǎng)。目前在加T巾心上大量使用記億式的任選方式。這種方式能將刀具號(hào)和刀庫(kù)中的刀套位置(地址)通過(guò)編碼識(shí)別裝置對(duì)應(yīng)地記憶在計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)系統(tǒng)的PLC中，無(wú)論刀具放在哪個(gè)刀套內(nèi)都始終記憶著。刀庫(kù)卜的位置檢測(cè)裝置可以檢潮出每個(gè)刀套的位置，這樣刀具就町以任意取出再送回。刀庫(kù)上還設(shè)有機(jī)械原點(diǎn)(即取刀11)，使每次選刀時(shí)就近選取。
我們將介紹由PLC控制的以記憶式任意選刀的刀庫(kù)存定位系統(tǒng)T作過(guò)程。
數(shù)控加工中心在加工過(guò)程中，根據(jù)加工工藝要求，在需要切換時(shí)，CNC送出換刀代碼指令給PLC，PLC接受代碼再經(jīng)譯碼后在數(shù)據(jù)表中搜尋，找到換刀代碼指定的新月所在的數(shù)據(jù)表地址；將獲取的刀號(hào)與現(xiàn)行的刀號(hào)比較，如果不符，則將控制信號(hào)送刀庫(kù)叫轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)，直到新刀號(hào)位置定位在取刀號(hào)，刀庫(kù)停止回轉(zhuǎn)后由機(jī)械手換刀。
2 加工中心刀庫(kù)定位控制應(yīng)用
以某盤式刀庫(kù)每次選刀的定位控制為倪。刀庫(kù)示意圖如圖1所示。
2.1 控制要求
2.1.1 刀庫(kù)盤上共有20把刀具供選擇，
2.1.2 根據(jù)加工要求，自動(dòng)將指定刀具轉(zhuǎn)覃換刀位置(取刀口)
2.1.3 為提高換刀效率，要求換刀時(shí)按最小旋轉(zhuǎn)角(<180°)轉(zhuǎn)動(dòng)
2.1.4 為提高定位精度，當(dāng)指令刀具號(hào)轉(zhuǎn)到距取刀口兩個(gè)位置時(shí)減速。
例如：設(shè)定取刀號(hào)為16，現(xiàn)值刀號(hào)為3，則16-3=13>10，置正轉(zhuǎn)標(biāo)志(刀庫(kù)將正轉(zhuǎn)126°)，若設(shè)定取刀號(hào)為8，現(xiàn)值為3，刖8-3=5<10，置反轉(zhuǎn)標(biāo)志(刀庫(kù)將反轉(zhuǎn)90°)；如果設(shè)定取刀號(hào)為1，現(xiàn)值為3，則1-3=-2<0，需取補(bǔ)修IE，-2+20=18>10，置IF轉(zhuǎn)標(biāo)志(正轉(zhuǎn)36°)，由于18>10，經(jīng)小于半數(shù)處理，20-18=2，設(shè)置減速標(biāo)志。小于半數(shù)處理的日的是使刀庫(kù)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于180°。而“設(shè)定取刀號(hào)”減去。現(xiàn)刀口”的目的是為確定刀庫(kù)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，如果其值大干10，則正轉(zhuǎn)，否則反轉(zhuǎn)．
(1)輸入/輸出及所用內(nèi)部元件地址分配如下表所示
(2)自動(dòng)換刀定位程序流程圖如圖2所示
(3)根據(jù)軟件流程圖設(shè)計(jì)梯形圖如圖蘭所示(程序采用OMRON公司的CPMlA指令系統(tǒng)編程)1)設(shè)PLC接CNC的換刀指令，并將經(jīng)譯碼后的刀套設(shè)定值送DM011(程序中未編制這部分功能)，換刀指令發(fā)出刀庫(kù)回轉(zhuǎn)控制命令脈沖(1200接通一個(gè)掃描周期)。2)復(fù)位按鈕按下，立即教#0001送DM01l內(nèi)存，發(fā)出1#刀換刀命令。程序中使用的特殊繼電器說(shuō)明如下(如圖3)：
01813——PLC運(yùn)行時(shí)為ON； 01815——初始化繼電器，PLC運(yùn)行第一個(gè)掃描周期為ON； 01904——算術(shù)加／減運(yùn)算進(jìn)位／借位時(shí)為ON； 01915——比較指令S1大于S2時(shí)為ON； 01916——比較指令S1等于S2時(shí)為ON； 01917——比較指令S1小于S2時(shí)為ON。
3 結(jié)語(yǔ)
以上所介紹的內(nèi)容僅僅是PLC在加工中心刀庫(kù)定位控翩應(yīng)用，我們可以看出PLC的編稃較簡(jiǎn)單，lIij且靈活，有良好的控制性能，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制中有著不可估量的作用。
(審核編輯: Doris)
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