基于PLC控制的加工中心随机换刀方式研究

一、引言

　　自动换刀装置(ATC)是保证加工中心多工序加工的基本条件。随着计算机技术和可编程控制器(PLC)技术的发展和广泛应用，现代加工中心逐渐采用软件选刀方式，即利用PLC的存储记忆等功能进行识刀和选刀，这样刀库上的刀具与主轴上的刀具可任意交换，即随机换刀。这种方式主要由软件完成选刀，消除了由于识别装置的移动性和可靠性所带来的选刀误差，大大提高了选刀精度并简化了控制装置。目前该种选刀方式正被越来越多的各类数控机床自动换刀装置采用。本文采用PLC技术，研究了带有20把刀的加工中心随机换刀方式的控制方法。

二、PLC实现随机换刀

　　在随机换刀控制中，换刀的位置是随机的，刀具选择指令与刀套编号无关，是随机变动的，指令仅以刀具自身的直接编号为目标。这种换刀方式在新刀取出后，刀具不需转动，可立即随机存天原先使用的刀具，即换刀、存刀一次完成，缩短了换刀时间。图1是以刀套编码的T功能处理示意。

图1 T功能处理示意

　　数控系统发出T代码换刀指令给PLC，经译码后在数据表中检索，找到代码指定的新刀号所在的数据表地址，并与现行刀号比较，如果不符，则将刀库回转控制信号送至刀库控制系统，直至定位到新刀号位置，刀库才停止回转，并准备换刀。

三、刀库换刀定位控制

　　1.动作要求

　　1)根据加工要求，刀库应能自动地将指定刀具转换至换刀位置。

　　2)刀库盘上共有20把刀。

　　3)为提高换刀效率，要求换刀时按最小旋转角(≦180°)转动。

　　4)为提高定位精度，当指定刀具号转至距取刀位置相差两个刀号位置时，刀库要减速。

　　2.输人/输出及内部继电器地址分配

　　利用西门子57-200可编程控制器对自动选刀和刀库运动定位进行控制，其输入/输出及内部继电器地址分配见表1。