三菱M70系统PLC窗口功能在夹臂式刀库上的应用

李洪波 黄 琳

(大连大森数控技术发展中心有限公司，辽宁大连 116023)

从M60系列的直接数据总线(DDB)功能，到M70/M700系列的PLC窗口功能，三菱数控系统提供了一种使PLC直接读取或写入NC数据的方法，通过对R寄存器的分配，读出或写入NC的运行状态、轴信息、参数、刀具数据等。该功能实现了PLC与NC数据的实时交互，在实际应用中可进行轴负载显示、轴位置坐标读取等。

钻铣中心，又称钻攻中心或攻牙机，是以高速钻孔、攻丝和铣削为主的加工机床。这类机床通常采用夹臂式刀库，如图1所示，依靠Z轴上下移动进行还刀和取刀，由于省略气缸等辅助机构和中间环节，使得换刀速度极快，平均换刀时间不到2 s。与斗笠式和机械手刀库略有不同，为保证换刀和加工安全，夹臂式刀库需要实时读取和判断Z轴机械位置。

1 夹臂式刀库换刀特点

区别于斗笠式刀库的刀盘进/退和松/夹刀，以及机械手刀库的刀套上/下和松/夹刀，夹臂式刀库省掉了这些环节，因此，换刀速度较快。一般其换刀流程如下:换刀指令发出后，首先判断Z轴位置位于第1参考点下方，然后主轴定向，Z轴升到第2参考点位置(完成还刀)，刀盘转到预选刀位，Z轴再降到第1参考点(完成选刀)。如果换刀指令发出后，判断Z轴位置位于第1参考点上方，出于安全考虑，换刀指令不执行。这里需对Z轴当前机械位置的准确读取和判断。

通过PLC窗口功能，可以实时读取Z轴当前位置的机械坐标值和第2参考点的机械坐标值，并在PLC中对这两个坐标值进行比较，判断Z轴当前位于第1参考点的上方或下方，即是否处于换刀安全位置。

2 PLC窗口功能的PLC编写

图2所示是PLC窗口功能的执行框图。

(1)PLC窗口功能的寄存器设定和功能准备

这里，我们分配“当前Z轴机械坐标值”读出控制窗口的控制信号从寄存器R9400开始，分配“Z轴第1参考点机械坐标值(#2037参数)”读出控制窗口的控制信号从寄存器R9416开始，对应PLC的编写如图3所示。

(2)读取当前Z轴机械坐标值

参照PLC窗口功能的大、小区分编号表，大区分编号37代表第1～3轴在机械坐标系中的当前位置，小区分编号2代表机械位置，读取轴为第3轴(Z轴)，因此，对应PLC的编写如图4所示。

(3)读取Z轴第1参考点机械坐标值(#2037参数)

参照PLC窗口功能的大、小区分编号表，大区分编号95代表第1～3轴的原点返回参数，小区分编号K2037代表#2037参数，即第1参考点位置参数，读取轴为第3轴(Z轴)，因此，对应PLC的编写如图5所示。

(4)将寄存器值赋值给D存储器

为了方便PLC顺序控制中的数值比较，将当前Z轴机械坐标值和Z轴第1参考点机械坐标值(#2037参数)的寄存器值分别赋值给数据存储器D150和D270，如图6所示。

(5)Z轴当前机械位置比较

将当前Z轴机械坐标值和Z轴第1参考点机械坐标值(#2037参数)进行比较，当前Z轴位置位于第1参考点上方时，中间地址M116输出，如图7所示。

当Z轴位于第1参考点上方时，不允许换刀，宏程序中对应处理如N3单节所示，当M116输出时，寄存器R6438置1，对应的#1200变量为1，宏程序直接跳转到结束，不执行换刀动作。同理，也可以在PLC或宏程序中做相应的报警信息提示。

换刀宏程序:

3 结语

三菱M70数控系统的PLC窗口功能，可以直接读取和写入NC数据，本文应用PLC窗口功能，实现对Z轴位置的实时精确读取，并以夹臂式刀库为例，说明其工作原理和使用方法。通过对PLC窗口功能的灵活应用，可以设计出功能更加完备的数控系统PLC和控制用宏程序。

［1］三菱电机.M700/M70系列设定说明书.IB －1500110－E［Z］.

［2］三菱电机.M700/M70系列使用说明书.IB －1500878－A［Z］.

［3］三菱电机.M700/M70系列 PLC 接口说明书.IB －1500276－D［Z］.

［4］三菱电机.M700/M70系列 PLC 编程说明书.IB －1500279－D［Z］.