0 引言
廣州數(shù)控系統(tǒng)配置的車床是經(jīng)濟(jì)適用數(shù)控車床，應(yīng)用比較廣泛，而車床刀架使用頻率較多，故障出現(xiàn)次數(shù)較多，對數(shù)控車床刀架PLC編程理解有必要深入了解。有助于對參數(shù)設(shè)定理解，提高對刀架運(yùn)行效率和穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用。
1 換刀控制總的時(shí)序
控制換刀時(shí)序如圖1所示，進(jìn)行換刀操作后，系統(tǒng)輸出刀架正轉(zhuǎn)信號TL+并開始檢測刀具到位信號，檢測到刀具到位信號后，關(guān)閉TL+輸出，延時(shí)數(shù)據(jù)參數(shù)NO.082設(shè)定的時(shí)間后，輸出刀架反轉(zhuǎn)信號TL-。然后檢查鎖緊信號TCP(CTCP，K0011.3設(shè)定為1)，當(dāng)接收到此信號后，延時(shí)數(shù)據(jù)參數(shù)NO.085設(shè)置的時(shí)間，關(guān)閉刀架反轉(zhuǎn)信號(TL-)；若CHET(K0011.5)設(shè)為1(換刀結(jié)束檢查刀位信號)，刀架反轉(zhuǎn)時(shí)間結(jié)束后確認(rèn)當(dāng)前的刀位輸入信號與當(dāng)前刀號是否一致，若不一致，系統(tǒng)將產(chǎn)生報(bào)警。
圖1換刀控制時(shí)序總圖
2 刀位信號處理
首先讀刀位信號，NO.084參數(shù)中設(shè)置了總刀位數(shù)，不同的刀位數(shù)對應(yīng)于不同的輔助繼電器，總刀位數(shù)與輔助繼電器的對應(yīng)關(guān)系，如圖2梯形圖所示，當(dāng)總刀位數(shù)大于4，R0057.0為1，總刀位數(shù)等于4，R0057.1為1，當(dāng)總刀位數(shù)小于4，R0057.2為1，同樣道理，當(dāng)總刀位數(shù)大于6，1=10055.0為1，當(dāng)總刀位數(shù)等于6，110055.1為1，當(dāng)總刀位數(shù)小于4，R0057.2為1。當(dāng)?shù)段?le;4時(shí)，110057.1、R0057.2接通，驅(qū)動(dòng)R0151.0；當(dāng)4<刀位≤6時(shí)，R0055.1、R0055.2、R0057.0接通，驅(qū)動(dòng)R0151.1；當(dāng)?shù)段?gt;6時(shí)，R0055.0接通，驅(qū)動(dòng)R0151.2。
圖1換刀控制時(shí)序總圖
當(dāng)前刀位檢測根據(jù)設(shè)定參數(shù)N011#1來選擇刀架到位信號電平。檢測到刀位信號后結(jié)果存到R0150中，110150.0～R0150.7分別對應(yīng)T01-T08號刀位。一號刀位梯形圖如圖3所示。其它刀位數(shù)讀取可類似編寫。
進(jìn)行刀位信號二進(jìn)制轉(zhuǎn)換，通過二進(jìn)制轉(zhuǎn)換指令CODB，R140存儲(chǔ)當(dāng)前刀號信息，如圖4所示，如果當(dāng)前刀位大于N0084參數(shù)設(shè)定的最大刀位數(shù)，則R0140變成0，如圖5所示。當(dāng)檢查刀位信號并上傳到NC，因R0111.0觸點(diǎn)是常1信號，讀到刀位信號一直與R0150進(jìn)行比較，比較結(jié)果存到R0809中，如果R0809.2接通，表示當(dāng)前刀位大于0，即檢測到有刀位信號。如果刀位信號大于0且刀具功能選通信號F0007.3接通，則將當(dāng)前刀位上傳到NC中，即將檢測到的結(jié)果R0140，且上傳給G0201，同時(shí)將當(dāng)前刀位數(shù)據(jù)保存到D0300中，如圖6所示。
判斷是否需要換刀，如圖7所示。在刀具功能選通信號F0007.3接通、上次換刀已經(jīng)結(jié)束，R0220.4為0，比較指令對指令刀號170026與當(dāng)前刀號R0t40比較是否相等，不相等時(shí)說明要換刀，在沒有換刀報(bào)警和其它報(bào)警信號的情況下，置位R0220.0開始換刀，同時(shí)置位R0220.4，在換刀過程中不再接收換刀指令，置位換刀標(biāo)志K0002.0。
圖7判斷是否需要換刀程序
3 換刀過程
換刀第一步，如圖8所示。需要換刀時(shí)R0220.0已置位，這時(shí)執(zhí)行比較指令，將R0140中當(dāng)前讀到刀位和F0026指令刀位數(shù)進(jìn)行比較。如果比較結(jié)果不相等，在沒有刀架反轉(zhuǎn)信號Y0001．7為0的情況下輸出刀架正轉(zhuǎn)信號5(0001.6為1，刀架開始正轉(zhuǎn)換刀。當(dāng)檢測到刀架到位信號，即當(dāng)前刀位與指令刀位相等時(shí)，停止正轉(zhuǎn)輸出，同時(shí)R0220.0復(fù)位，R0220.1置位，進(jìn)入換刀下一步驟。
換刀第二步，如圖9所示。當(dāng)檢測到刀架刀位信號并停止輸出刀架正轉(zhuǎn)信號后，刀架還會(huì)由于慣性轉(zhuǎn)動(dòng)一小段距離而離開傳感器的檢測位，因此，必須再次檢測刀位是否到位，如果沒有到位將R0220.1復(fù)位，R0220.2置位，進(jìn)入換刀的下一步驟。
換刀第三步，如圖10所示。刀架開始反轉(zhuǎn)鎖緊，時(shí)問由N083參數(shù)設(shè)定，刀架反轉(zhuǎn)鎖緊時(shí)間到后停止反轉(zhuǎn)，同時(shí)110220.3置位、R0220.2復(fù)位，進(jìn)入換刀下一步驟。但如果反轉(zhuǎn)時(shí)間超過DT0008所設(shè)時(shí)間，TCP不為1，則產(chǎn)生換刀超時(shí)報(bào)警。
圖10換刀第三步編程
圖11換刀第四步編程
換刀第四步，如圖11所示。根據(jù)參數(shù)N0182#2的設(shè)置，如換刀結(jié)束時(shí)需檢測刀位信號，則在確定刀架到位后將換刀標(biāo)志K0002.0復(fù)位；如換刀結(jié)束時(shí)不需檢測刀位信號，則直接將K0002.0復(fù)位。刀具功能選通信號消失后，將R0220.3、R0220.4、R0244、R0241復(fù)位，為下次換刀做好準(zhǔn)備。
4 換刀故障報(bào)警處理
換刀超時(shí)檢測，如圖12所示。如果換刀裝置出現(xiàn)機(jī)械卡死，正轉(zhuǎn)換刀時(shí)電動(dòng)機(jī)會(huì)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)長時(shí)間處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)將會(huì)發(fā)熱燒毀，因此，需要設(shè)計(jì)一個(gè)換刀超時(shí)檢測程序。在輸出正轉(zhuǎn)信號的同時(shí)使用定時(shí)器T0024來進(jìn)行定時(shí)，定時(shí)值由數(shù)據(jù)參數(shù)N0078設(shè)置，正常換刀不會(huì)超過這個(gè)時(shí)間，如果超過這個(gè)時(shí)問說明換刀部分出現(xiàn)了故障，R0011.0接通。
圖12換刀整個(gè)過程超時(shí)檢測編程
換刀結(jié)束信號及報(bào)警顯示。如圖13所示，在換刀前F0007.3是不接通的，所以R0211.0換刀結(jié)束信號不會(huì)被驅(qū)動(dòng)；在換刀過程中，F(xiàn)0007.3、K0002．0是接通的，所以110211.0也不會(huì)被驅(qū)動(dòng)；在換刀結(jié)束的時(shí)候，換刀標(biāo)志K0002.0復(fù)位，此時(shí)程序第一行中的R0211.0被驅(qū)動(dòng)，當(dāng)把所有輔助功能的結(jié)束信號發(fā)送到G0004.3。如果在換刀過程中設(shè)定的最大換刀時(shí)間已到了，換刀還沒有完成，則A0000.1被驅(qū)動(dòng)，屏幕顯示“換刀完成時(shí)，刀架未到位”信息。如果刀具功能選通信號已經(jīng)結(jié)束了而換刀標(biāo)志K0002.0還未復(fù)位，說明換刀未完成，顯示“換刀未完成”報(bào)警。換刀完成后K0002.0未接通，驅(qū)動(dòng)K0002.1用于復(fù)位圖的計(jì)數(shù)器C0025，如圖14所示，復(fù)位換刀標(biāo)志。在出現(xiàn)“換刀未完成”報(bào)警時(shí)，K0002.0還處于接通狀態(tài)，所以需要將K0002.0復(fù)位，復(fù)位成功后將會(huì)驅(qū)動(dòng)K0002.1，使計(jì)數(shù)器C0025復(fù)位。按下復(fù)位按鈕后R0123.0接通，復(fù)位K0002.0。
報(bào)警處理。在有報(bào)警信號時(shí)調(diào)用報(bào)警處理子程序P0712，如圖15所示。急停、復(fù)位狀態(tài)檢測。在急停或者復(fù)位狀態(tài)時(shí)驅(qū)動(dòng)R0039.1，如圖16所示。
報(bào)警處理。在換刀過程中一旦出現(xiàn)報(bào)警，則調(diào)用此程序，將刀架正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)信號復(fù)位，將換刀過程中臨時(shí)數(shù)據(jù)清除，如圖17所示。
5 結(jié)束語
在編寫一個(gè)PLC程序之前，要詳細(xì)了解動(dòng)作控制過程，才能設(shè)計(jì)合理的PLC程序，考慮要全面周到，防止誤操作及突發(fā)故障，采取相應(yīng)防護(hù)措施，程序中各種安全保護(hù)措施要到位，一個(gè)動(dòng)作沒完成，下一個(gè)動(dòng)作不得執(zhí)行，并且應(yīng)考慮系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)間，做到步數(shù)少，處理時(shí)間就短，而且做到易于理解。
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