可编程控制器(PLC)在数控加工中心刀具控制中的应用

　　可编程序控制器，简称PC或PLC，它是20世纪70年代以来，在集成电路、计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制设备。由于它具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻的优点，已广泛应用于社会的各个领域，并成为工业自动化的三大支柱(PLC、机器人、CAD)之一。在数控机床方面同样发挥着不可替代的作用，对数控机床的冷却、润滑．转位或央紧及刀库的管理等都能很好控制。下面我们将以PLC在数控加工中心刀具控制中的应用为侧说明PLC的优越性。

1 加工中心刀具库换刀方式

　　数控加T中心的刀库在上件加工过程中，需根据加1：T艺要求进行自动换刀，常JlI的刀具选用方法有顺序选刀和任意选刀两种。

　　1.1 顺序选刀

　　顺序选刀足在加T之前，将加T零件所需刀具按照工艺爱求依次插入刀套中，顺序不能搞错，加T是按顺序调刀。加J=不同的工件时必须霞新调整刀库中的刀具顺序，操作繁琐，而且由于刀具的尺寸误差也容易造成加工精度不稳定。

　　1.2任意选刀

　　任意选刀的换刀方式分为刀套编码、刀具编码和i己亿式等。刀具编码或刀套编码需要在刀具上安装用于识别的编码。每把刀都有自己的代码，因而刀具可以在不同的工序中町重复使用，换下的刀具不用放同原刀座，有利于选刀和装刀，但每把刀具上都有专用的编码系统，使得刀具长度加长，制造困难，刚度降低，刀库和机械手变复杂。刀套编码的方式，一把刀具只对应一个刀套，从一个刀套巾取出的刀具必须放同同一刀套中，取送刀具十分麻烦，换刀时间长。目前在加T巾心上大量使用记亿式的任选方式。这种方式能将刀具号和刀库中的刀套位置(地址)通过编码识别装置对应地记忆在计算机数控(CNC)系统的PLC中，无论刀具放在哪个刀套内都始终记忆着。刀库卜的位置检测装置可以检潮出每个刀套的位置，这样刀具就町以任意取出再送回。刀库上还设有机械原点(即取刀11)，使每次选刀时就近选取。

　　我们将介绍由PLC控制的以记忆式任意选刀的刀库存定位系统T作过程。

　　数控加工中心在加工过程中，根据加工工艺要求，在需要切换时，CNC送出换刀代码指令给PLC，PLC接受代码再经译码后在数据表中搜寻，找到换刀代码指定的新月所在的数据表地址；将获取的刀号与现行的刀号比较，如果不符，则将控制信号送刀库叫转控制系统，控制系统驱动刀库旋转，直到新刀号位置定位在取刀号，刀库停止回转后由机械手换刀。

　　2 加工中心刀库定位控制应用

　　以某盘式刀库每次选刀的定位控制为倪。刀库示意图如图1所示。

　　2.1 控制要求

　　2.1.1 刀库盘上共有20把刀具供选择，

　　2.1.2 根据加工要求，自动将指定刀具转覃换刀位置(取刀口)

　　2.1.3 为提高换刀效率，要求换刀时按最小旋转角(<180° )转动

　　2.1.4 为提高定位精度，当指令刀具号转到距取刀口两个位置时减速。

　　例如：设定取刀号为16，现值刀号为3，则16-3=13>10，置正转标志(刀库将正转126°)，若设定取刀号为8，现值为3，刖8-3=5<10，置反转标志(刀库将反转90° )；如果设定取刀号为1，现值为3，则1-3=-2<0，需取补修IE，-2+20=18>10，置IF转标志(正转36°)，由于18>10，经小于半数处理，20-18=2，设置减速标志。小于半数处理的日的是使刀库盘转动的角度小于180°。而“设定取刀号”减去。现刀口”的目的是为确定刀库盘转动的方向，如果其值大干10，则正转，否则反转．

　　(1)输入/输出及所用内部元件地址分配如下表所示

　　(2)自动换刀定位程序流程图如图2所示

　　(3)根据软件流程图设计梯形图如图兰所示(程序采用OMRON公司的CPMlA指令系统编程)
1)设PLC接CNC的换刀指令，并将经译码后的刀套设定值送DM011(程序中未编制这部分功能)，换刀指令发出刀库回转控制命令脉冲(1200接通一个扫描周期)。
2)复位按钮按下，立即教#0001送DM01l内存，发出1#刀换刀命令。
程序中使用的特殊继电器说明如下(如图3)：

　　01813——PLC运行时为ON；
　　01815——初始化继电器，PLC运行第一个扫描周期为ON；
　　01904——算术加／减运算进位／借位时为ON；
　　01915——比较指令S1大于S2时为ON；
　　01916——比较指令S1等于S2时为ON；
　　01917——比较指令S1小于S2时为ON。

3 结语

　　以上所介绍的内容仅仅是PLC在加工中心刀库定位控翩应用，我们可以看出PLC的编稃较简单，lIij且灵活，有良好的控制性能，在实现自动控制中有着不可估量的作用。