基于PLC刀库捷径方向选择自动控制的软件设计与研究

摘 要：在数控加工中，为缩短加工时间、减少加工误差、降低劳动强度，数控机床中应配有自动换刀装置，而自动换刀的路径选择控制是其关键。文章对刀库结构进行模拟，通过对PLC进行编程，可以对换刀路径进行选择和控制，从而实现了换刀捷径的选择和控制。

关键词：PLC；自动控制；换刀捷径控制

1 刀库捷径方向选择自动控制的背景

随着数字控制技术的不断发展，在现代制造业中，装有自动换刀系统的加工中心起着越来越重要的作用，它不但可以缩短产品的制造周期，而且还可以提高产品的加工精度，非常适合柔性加工。自动换刀系统由刀库、机械手和驱动装置构成。刀库装刀数在20～180把之间。其功能是存储刀具和把下一把将要用的刀具准确地送到换刀位置，使换刀机械手完成新旧刀具的交换。数控加工中心的刀库储量、换刀可靠性和换刀速度将直接影响加工中心的工作效率。采取自动换刀方式可以进一步缩短加工时间，提高生产效率，降低劳动强度。所以，数控机床在加工过程中为使工件在一次装夹中完成多道工序的加工，缩短工件的整个加工周期，降低多次安装工件所引起的加工误差，采用的方法之一就是在机床中安装自动换刀装置。选择刀具的路径是衡量自动换刀装置的重要问题所在。如何在众多路径中选择一条捷径，可以有多种控制方法，可以通过单片机实现也可以通过PLC实现。文章采用PLC，通过编程来实现刀具选择方向的控制，从而实现最短路径即捷径的选择控制。

2 刀库运行环境的模拟及说明

图1 刀库运行环境模拟示意图

该模拟装置中，设有8把刀，每把刀有相应的刀号地址，分别为1、2、3、4、5、6、7、8。刀库转动时，将由传感器（采用霍尔开关）测试其刀号位置，并由一只数码管显示当前刀号位置。当按下启动开关后，如果霍尔开关没有检测到任何刀具，电机将按顺时针方向自动转动，直到霍尔开关检测到任意刀具，电机停止转动。此时刀具上相应的数码管亮，显示该刀号地址。在模拟环境中还有拔码开关，其主要作用用来选择刀号。刀号选择完毕后，再按一下“送刀号”按钮，即可将所选择的刀号送入程序。程序将对所选择的刀号与当前刀号进行比较、运算，然后控制电机按照离当前刀号最近的方向旋转（即最捷径方向，正转或反转），转到所选刀号位置后，电机停转。

3 软件设计与实现

4 结束语

通过对PLC程序的设计，在刀库运行环境模拟装置中，可以实现对刀库捷径方向的自动选择控制，在实验中达到了预期的控制目的与要求。

参考文献

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作者简介：金世佳（1980-），女，汉，助教，主要研究方向：控制理论与控制工程。endprint