一、引言

　　自動換刀裝置(ATC)是保證加工中心多工序加工的基本條件。隨著計算機技術和可編程控制器(PLC)技術的發展和廣泛應用，現代加工中心逐漸采用軟件選刀方式，即利用PLC的存儲記憶等功能進行識刀和選刀，這樣刀庫上的刀具與主軸上的刀具可任意交換，即隨機換刀。這種方式主要由軟件完成選刀，消除了由于識別裝置的移動性和可靠性所帶來的選刀誤差，大大提高了選刀精度并簡化了控制裝置。目前該種選刀方式正被越來越多的各類數控機床自動換刀裝置采用。本文采用PLC技術，研究了帶有20把刀的加工中心隨機換刀方式的控制方法。

二、PLC實現隨機換刀

　　在隨機換刀控制中，換刀的位置是隨機的，刀具選擇指令與刀套編號無關，是隨機變動的，指令僅以刀具自身的直接編號為目標。這種換刀方式在新刀取出后，刀具不需轉動，可立即隨機存天原先使用的刀具，即換刀、存刀一次完成，縮短了換刀時間。圖1是以刀套編碼的T功能處理示意。

　　數控系統發出T代碼換刀指令給PLC，經譯碼后在數據表中檢索，找到代碼指定的新刀號所在的數據表地址，并與現行刀號比較，如果不符，則將刀庫回轉控制信號送至刀庫控制系統，直至定位到新刀號位置，刀庫才停止回轉，并準備換刀。

三、刀庫換刀定位控制

　　1.動作要求

　　1)根據加工要求，刀庫應能自動地將指定刀具轉換至換刀位置。

　　2)刀庫盤上共有20把刀。

　　3)為提高換刀效率，要求換刀時按最小旋轉角(≦180°)轉動。

　　4)為提高定位精度，當指定刀具號轉至距取刀位置相差兩個刀號位置時，刀庫要減速。

　　2.輸人/輸出及內部繼電器地址分配

　　利用西門子57-200可編程控制器對自動選刀和刀庫運動定位進行控制，其輸入/輸出及內部繼電器地址分配見表1。

　　　3.根據控制流程圖

　　PLC接受數控系統的T指令，經譯碼后將設定值送VW012，并發出刀庫回轉控制指令脈沖M0.0。當復位按鈕按下后，1#送VW012，發出1#換刀命令。

四、結論

　　自動換刀系統是加工中心的重要組成部分，采用PLC控制加工中心自動換刀，不僅可以簡化換刀系統的編碼方式和刀具識別裝置，而且可以通過編程設計換刀方式，尋找最優路徑，提高加工中心的工作效率。

3.自動換刀刀庫定位PLC控制流程圖

　　根據系統動作要求，設計出自動換刀定位PLC流程圖見圖2所示。

圖2 PLC流程圖

　　4.根據控制流程圖設計梯形圖

　　PLC接受數控系統的T指令，經譯碼后將設定值送VW012，并發出刀庫回轉控制指令脈沖M0.0。當復位按鈕按下后，1#送VW012，發出1#換刀命令。自動換刀定位控制的梯形圖見圖3所示。

圖3 自動換刀定位控制的梯形圖

四、結論

　　自動換刀系統是加工中心的重要組成部分，采用PLC控制加工中心自動換刀，不僅可以簡化換刀系統的編碼方式和刀具識別裝置，而且可以通過編程設計換刀方式，尋找最優路徑，提高加工中心的工作效率。