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R寄存器的分配，讀出或?qū)懭隢C的運行狀態(tài)、軸信息、參數(shù)、刀具數(shù)據(jù)等。該功能實現(xiàn)了PLC與NC數(shù)據(jù)的實時交互，在實際應(yīng)用中可進行軸負(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，是以高速鉆孔、攻絲和銑削為主的加工機床。這類機床通常采用夾臂式刀庫，如圖1所示，依靠Z軸上下移動進行還刀和取刀，由于省略氣缸等輔助機構(gòu)和中間環(huán)節(jié)，使得換刀速度極快，平均換刀時間不到2 s。與斗笠式和機械手刀庫略有不同，為保證換刀和加工安全，夾臂式刀庫需要實時讀取和判斷Z軸機械位置。

1 夾臂式刀庫換刀特點

區(qū)別于斗笠式刀庫的刀盤進/退和松/夾刀，以及機械手刀庫的刀套上/下和松/夾刀，夾臂式刀庫省掉了這些環(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1參考點下方，然后主軸定向，Z軸升到第2參考點位置(完成還刀)，刀盤轉(zhuǎn)到預(yù)選刀位，Z軸再降到第1參考點(完成選刀)。如果換刀指令發(fā)出后，判斷Z軸位置位于第1參考點上方，出于安全考慮，換刀指令不執(zhí)行。這里需對Z軸當(dāng)前機械位置的準(zhǔn)確讀取和判斷。

通過PLC窗口功能，可以實時讀取Z軸當(dāng)前位置的機械坐標(biāo)值和第2參考點的機械坐標(biāo)值，并在PLC中對這兩個坐標(biāo)值進行比較，判斷Z軸當(dāng)前位于第1參考點的上方或下方，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軸機械坐標(biāo)值”讀出控制窗口的控制信號從寄存器R9400開始，分配“Z軸第1參考點機械坐標(biāo)值(#2037參數(shù))”讀出控制窗口的控制信號從寄存器R9416開始，對應(yīng)PLC的編寫如圖3所示。

(2)讀取當(dāng)前Z軸機械坐標(biāo)值

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

(3)讀取Z軸第1參考點機械坐標(biāo)值(#2037參數(shù))

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

(4)將寄存器值賦值給D存儲器

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

(5)Z軸當(dāng)前機械位置比較

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

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

換刀宏程序:

3 結(jié)語

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，實現(xiàn)對Z軸位置的實時精確讀取，并以夾臂式刀庫為例，說明其工作原理和使用方法。通過對PLC窗口功能的靈活應(yīng)用，可以設(shè)計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.M700/M70系列設(shè)定說明書.IB －1500110－E［Z］.

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

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

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