三菱M70系統(tǒng)PLC窗口功能在夾臂式刀庫(kù)上的應(yīng)用

李洪波 黃 琳

(大連大森數(shù)控技術(shù)發(fā)展中心有限公司，遼寧大連 116023)

從M60系列的直接數(shù)據(jù)總線(DDB)功能，到M70/M700系列的PLC窗口功能，三菱數(shù)控系統(tǒng)提供了一種使PLC直接讀取或?qū)懭隢C數(shù)據(jù)的方法，通過對(duì)R寄存器的分配，讀出或?qū)懭隢C的運(yùn)行狀態(tài)、軸信息、參數(shù)、刀具數(shù)據(jù)等。該功能實(shí)現(xiàn)了PLC與NC數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互，在實(shí)際應(yīng)用中可進(jìn)行軸負(fù)載顯示、軸位置坐標(biāo)讀取等。

鉆銑中心，又稱鉆攻中心或攻牙機(jī)，是以高速鉆孔、攻絲和銑削為主的加工機(jī)床。這類機(jī)床通常采用夾臂式刀庫(kù)，如圖1所示，依靠Z軸上下移動(dòng)進(jìn)行還刀和取刀，由于省略氣缸等輔助機(jī)構(gòu)和中間環(huán)節(jié)，使得換刀速度極快，平均換刀時(shí)間不到2 s。與斗笠式和機(jī)械手刀庫(kù)略有不同，為保證換刀和加工安全，夾臂式刀庫(kù)需要實(shí)時(shí)讀取和判斷Z軸機(jī)械位置。

1 夾臂式刀庫(kù)換刀特點(diǎn)

區(qū)別于斗笠式刀庫(kù)的刀盤進(jìn)/退和松/夾刀，以及機(jī)械手刀庫(kù)的刀套上/下和松/夾刀，夾臂式刀庫(kù)省掉了這些環(huán)節(jié)，因此，換刀速度較快。一般其換刀流程如下:換刀指令發(fā)出后，首先判斷Z軸位置位于第1參考點(diǎn)下方，然后主軸定向，Z軸升到第2參考點(diǎn)位置(完成還刀)，刀盤轉(zhuǎn)到預(yù)選刀位，Z軸再降到第1參考點(diǎn)(完成選刀)。如果換刀指令發(fā)出后，判斷Z軸位置位于第1參考點(diǎn)上方，出于安全考慮，換刀指令不執(zhí)行。這里需對(duì)Z軸當(dāng)前機(jī)械位置的準(zhǔn)確讀取和判斷。

通過PLC窗口功能，可以實(shí)時(shí)讀取Z軸當(dāng)前位置的機(jī)械坐標(biāo)值和第2參考點(diǎn)的機(jī)械坐標(biāo)值，并在PLC中對(duì)這兩個(gè)坐標(biāo)值進(jìn)行比較，判斷Z軸當(dāng)前位于第1參考點(diǎn)的上方或下方，即是否處于換刀安全位置。

2 PLC窗口功能的PLC編寫

圖2所示是PLC窗口功能的執(zhí)行框圖。

(1)PLC窗口功能的寄存器設(shè)定和功能準(zhǔn)備

這里，我們分配“當(dāng)前Z軸機(jī)械坐標(biāo)值”讀出控制窗口的控制信號(hào)從寄存器R9400開始，分配“Z軸第1參考點(diǎn)機(jī)械坐標(biāo)值(#2037參數(shù))”讀出控制窗口的控制信號(hào)從寄存器R9416開始，對(duì)應(yīng)PLC的編寫如圖3所示。

(2)讀取當(dāng)前Z軸機(jī)械坐標(biāo)值

參照PLC窗口功能的大、小區(qū)分編號(hào)表，大區(qū)分編號(hào)37代表第1～3軸在機(jī)械坐標(biāo)系中的當(dāng)前位置，小區(qū)分編號(hào)2代表機(jī)械位置，讀取軸為第3軸(Z軸)，因此，對(duì)應(yīng)PLC的編寫如圖4所示。

(3)讀取Z軸第1參考點(diǎn)機(jī)械坐標(biāo)值(#2037參數(shù))

參照PLC窗口功能的大、小區(qū)分編號(hào)表，大區(qū)分編號(hào)95代表第1～3軸的原點(diǎn)返回參數(shù)，小區(qū)分編號(hào)K2037代表#2037參數(shù)，即第1參考點(diǎn)位置參數(shù)，讀取軸為第3軸(Z軸)，因此，對(duì)應(yīng)PLC的編寫如圖5所示。

(4)將寄存器值賦值給D存儲(chǔ)器

為了方便PLC順序控制中的數(shù)值比較，將當(dāng)前Z軸機(jī)械坐標(biāo)值和Z軸第1參考點(diǎn)機(jī)械坐標(biāo)值(#2037參數(shù))的寄存器值分別賦值給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器D150和D270，如圖6所示。

(5)Z軸當(dāng)前機(jī)械位置比較

將當(dāng)前Z軸機(jī)械坐標(biāo)值和Z軸第1參考點(diǎn)機(jī)械坐標(biāo)值(#2037參數(shù))進(jìn)行比較，當(dāng)前Z軸位置位于第1參考點(diǎn)上方時(shí)，中間地址M116輸出，如圖7所示。

當(dāng)Z軸位于第1參考點(diǎn)上方時(shí)，不允許換刀，宏程序中對(duì)應(yīng)處理如N3單節(jié)所示，當(dāng)M116輸出時(shí)，寄存器R6438置1，對(duì)應(yīng)的#1200變量為1，宏程序直接跳轉(zhuǎn)到結(jié)束，不執(zhí)行換刀動(dòng)作。同理，也可以在PLC或宏程序中做相應(yīng)的報(bào)警信息提示。

換刀宏程序:

3 結(jié)語(yǔ)

三菱M70數(shù)控系統(tǒng)的PLC窗口功能，可以直接讀取和寫入NC數(shù)據(jù)，本文應(yīng)用PLC窗口功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)Z軸位置的實(shí)時(shí)精確讀取，并以?shī)A臂式刀庫(kù)為例，說明其工作原理和使用方法。通過對(duì)PLC窗口功能的靈活應(yīng)用，可以設(shè)計(jì)出功能更加完備的數(shù)控系統(tǒng)PLC和控制用宏程序。

［1］三菱電機(jī).M700/M70系列設(shè)定說明書.IB －1500110－E［Z］.

［2］三菱電機(jī).M700/M70系列使用說明書.IB －1500878－A［Z］.

［3］三菱電機(jī).M700/M70系列 PLC 接口說明書.IB －1500276－D［Z］.

［4］三菱電機(jī).M700/M70系列 PLC 編程說明書.IB －1500279－D［Z］.