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加工中心自動換刀過程PLC編程技巧
日期: 2009-02-23
 
      加工程式和PLC程式關係示意圖PLC程式是數控機床正常運轉的軟體核心,是連接NC和機床的橋樑,也是機床電氣設計人員調試機床的關鍵。
 
      一個完善的PLC程式不僅能使機床正常運行,還要讓人看起來一目了然,既為自己調試提供方便,還能幫助維修人員查找故障和分析原因。下麵就XH756B系列臥式加工中心配SIEMENS802D數控系統時,在自動換刀過程中機械手的編程技巧作一介紹。
 
      首先簡單介紹一下刀具交換裝置的基本情況,刀庫是可正反向旋轉的鏈式刀庫、裝在刀具交換裝置上的機械手用15個步驟將刀庫中的刀具交換到主軸,並將主軸刀具還回刀庫對應的刀套中。為儘量縮短換刀時間,我們採用刀具預選與零件加工同時進行的方式來壓縮換刀時間。機械手動作順序如下:
 
      步驟 1:平移縮回,抓刀庫中預選的刀具:步驟2:拔刀伸出,拔出刀套中的刀具:步驟3:平移伸出,離開刀庫側抓刀位置:步驟4:拔刀縮回,機械手縮回:步驟 5:搖臂伸出,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8:換刀正轉或反轉,刀具交換:步驟9:拔刀縮回,將預選刀具插入主軸:步驟10:平移縮回,機械手離開主軸:步驟11:搖臂縮回,搖臂轉向刀庫側:步驟12:拔刀伸出,準備將主軸刀具送回刀庫:步驟 13:平移縮回,機械手移向刀庫:步驟14:拔刀縮回,將主軸刀具插入刀庫:步驟15:平移伸出,離開刀庫側抓刀位置。
 
以上15個步驟可分為如下4個階段:
 
      第1階段:抓新刀。Txx代碼控制刀庫按就近方向轉動到編程刀具所在的位置,到位且有刀庫定位I信號後啟動機械手,經過步驟1→步驟2→步驟3→步驟4,將編程刀具抓在手上等待換刀。
 
      第2 階段:換刀。M06啟動換刀固定迴圈“TOOL”。“TOOL”控制各座標移動到換刀位置,並用M90通知PLC啟動換刀,PLC用M90信號請求NC “讀入禁止”並啟動機械手換刀步驟5→步驟6→步驟7→步驟8→步驟9→步驟10→步驟11,同時用步驟5的到位信號控制刀庫轉到主軸刀號的位置。
 
      第3階段:還刀。步驟5啟動的刀庫旋轉停止且有刀庫定位I信號後,啟動機械手步驟12→步驟13→步驟14→步驟15,將主軸刀具還到刀庫中並將記憶主軸刀號的記憶體更新。步驟11完成後,取消“讀入禁止”,啟動刀具參數,加工程式和機械手還同時進行。
 
      第4 階段:抓預選新刀。在M06的下一段緊跟下道工序要用的刀具號Txx,刀庫在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啟動後面的換刀動作,這樣大大縮短了刀具交換的時間,提高了工作效率。
 
注意事項:
 
      Txx和M06不能編在同一程式段內:
      在固定迴圈TOOL中,所有位移程式段應加G153(段有效)取消基本偏移:
      三個換刀過程:?裝刀:主軸無刀,Txx/M06直接安裝編程刀具:?換刀:主軸有刀,交換編程刀具和主軸刀具:?還刀:主軸有刀,編程T0,將主軸刀具還回刀庫。
 
      主軸准停角度利用PLC浮點參數MD14514[0]:$MN_USER_DATA_FLOAT[0]
 
      本編程方法的核心是將機械手動作按時序分成共15個步驟。“步驟”存儲在一個中間的變數中,該中間變數點占一個位元組,每個“步驟”完成後將中間變數的值修改為下一個“步驟”,而整個步驟全部完成後將中間變數置為零,下一個換刀指令到來後又從步驟1開始執行。這樣不僅使PLC程式簡單、直觀,而且由於“步驟” 是唯一的,這樣就能避免信號之間的互相干擾,編程人員再也不用絞盡腦汁來為每一個輸出信號加各種限制條件,巧妙利用“變數”達到事半功倍的效果。
 
     此外,刀庫運轉、託盤交換等也可以用這種方法來編程。
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