黃俊杰

（中山市建斌中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東 中山 528415）

在編寫(xiě)PLC程序前，應(yīng)就刀架控制程序及下一工作的執(zhí)行情況進(jìn)行詳細(xì)分析，然后確定整個(gè)流程的執(zhí)行時(shí)間，根據(jù)各個(gè)工序的需求進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化。為了避免刀架更換故障對(duì)整個(gè)數(shù)控車(chē)床運(yùn)行造成不利影響，可設(shè)置適當(dāng)抗干擾措施，全面分析整個(gè)電動(dòng)刀架工作過(guò)程的動(dòng)作流程，嚴(yán)格控制突發(fā)故障的出現(xiàn)，為數(shù)控車(chē)床的順利運(yùn)行提供保障。

1 PLC軟件工作原理

PLC軟件主要分為手動(dòng)方式、反轉(zhuǎn)同理兩個(gè)方面。其中，反轉(zhuǎn)同理主要是當(dāng)閉合34時(shí)，會(huì)出現(xiàn)常開(kāi)自鎖情況，然后由中間繼電器與36進(jìn)行連接促使刀架反轉(zhuǎn)與編碼T一致。同時(shí)，由工位檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，確定刀架旋轉(zhuǎn)位置的正確，與經(jīng)過(guò)相關(guān)工位位置信號(hào)檢測(cè)控制對(duì)刀架位置進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)，最后利用輔助繼電器進(jìn)行刀架停轉(zhuǎn)措施。主要工作結(jié)構(gòu)如圖1所示。

手動(dòng)方式主要是隨著手動(dòng)換刀將單位輸出電流進(jìn)行變換，然后促使M1.1閉合自鎖的同時(shí)控制繼電器接通，然后在刀架轉(zhuǎn)動(dòng)到相關(guān)位置時(shí)松開(kāi)按鍵，刀架位置的檢測(cè)主要由相關(guān)工位的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行，同時(shí)，控制輔助繼電器進(jìn)行刀架停轉(zhuǎn)措施。

2 PLC軟件設(shè)計(jì)

2.1 刀位信號(hào)處理

數(shù)控車(chē)床電動(dòng)刀架PLC編程過(guò)程中，對(duì)刀位信號(hào)的有效處理是工作正常開(kāi)展的基礎(chǔ)。針對(duì)刀位處理的PLC編程如圖2所示。

在讀取刀位信號(hào)時(shí)，應(yīng)在相應(yīng)位置參數(shù)中設(shè)置刀位總數(shù)值，然后根據(jù)刀位數(shù)的區(qū)別設(shè)置相應(yīng)的輔助繼電器，其中，總的輔助繼電器數(shù)值應(yīng)與刀位總數(shù)值相一致；設(shè)置操作面板或程序發(fā)出換刀指令輸?shù)紺NC，CNC與PLC輸出轉(zhuǎn)接板來(lái)控制輸出板上的中繼的動(dòng)作從而控制電動(dòng)刀架的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)從CNC插口過(guò)來(lái)正轉(zhuǎn)信號(hào)為低電平信號(hào)時(shí)，CNC輸入插口信號(hào)線低電平有效，其相對(duì)應(yīng)的中間繼電器線圈得電推動(dòng)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，輸出架電機(jī)正端有信號(hào)輸出，通過(guò)外部電路閉合控制繼電器KM1線圈得電，常開(kāi)觸點(diǎn)KA6閉合時(shí)刀轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)從CNC插口過(guò)來(lái)的反轉(zhuǎn)信號(hào)為低電平時(shí)，其對(duì)應(yīng)輸出轉(zhuǎn)接板中的中間繼電器線圈得電，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，輸出端有信號(hào)輸出，觸點(diǎn)閉合控制繼電器KA7線圈得電，常開(kāi)觸點(diǎn)KA7閉合控制刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)。在正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)到位時(shí)，由刀架四工位的4個(gè)霍爾開(kāi)關(guān)控制，通過(guò)霍爾開(kāi)關(guān)反饋回輸入轉(zhuǎn)接板檢測(cè)是否轉(zhuǎn)到位。

另一方面，當(dāng)判定是否應(yīng)進(jìn)行刀架更換時(shí)，可在確定上次換刀結(jié)束后，接通相應(yīng)的刀具功能選擇信號(hào)，然后對(duì)其相應(yīng)指令進(jìn)行分析，即當(dāng)所對(duì)應(yīng)刀架編號(hào)與指令刀架編號(hào)相等時(shí)不應(yīng)進(jìn)行刀架更換；反之，則更換。在刀架更換過(guò)程中，應(yīng)注意數(shù)控車(chē)床中其他部位的報(bào)警情況，在確保情況正常的情況下進(jìn)行刀架更換，同時(shí)，在刀架更換信號(hào)指令不應(yīng)重復(fù)出現(xiàn)。

2.2 換刀PLC編程

電動(dòng)刀架更換時(shí)主要有4個(gè)步驟，先確認(rèn)需要更換的刀架置位，然后對(duì)執(zhí)行指令進(jìn)行評(píng)估，確定刀架更換指令信號(hào)與當(dāng)前刀架信號(hào)不相等，無(wú)其他的刀架轉(zhuǎn)換信號(hào)，可進(jìn)行正常的刀架正轉(zhuǎn)信號(hào)輸送，在檢測(cè)到刀架信號(hào)刀位后，對(duì)指令刀位與當(dāng)前刀位進(jìn)行重復(fù)核對(duì)，確定兩者相等時(shí)停止刀位輸出，為下個(gè)工序進(jìn)行預(yù)備；在刀架正轉(zhuǎn)信號(hào)輸送完畢后由于慣性，刀架會(huì)持續(xù)進(jìn)行一段距離，偏離刀架傳感器檢測(cè)部位。針對(duì)這種現(xiàn)象應(yīng)對(duì)刀架刀位信號(hào)進(jìn)行重復(fù)檢測(cè)，如果出現(xiàn)刀架刀位失誤的情況，應(yīng)進(jìn)行刀架正轉(zhuǎn)信號(hào)重復(fù)置位，在確保刀架置位正確無(wú)誤后進(jìn)行下一環(huán)節(jié)。

為了確定刀架反鎖的程度，應(yīng)根據(jù)進(jìn)行刀架反鎖時(shí)間的參數(shù)設(shè)置，根據(jù)實(shí)際情況確定刀架反鎖鎖緊時(shí)間后，可確保

刀架反鎖鎖緊停止時(shí)間的同時(shí)，可檢測(cè)相關(guān)位置信號(hào)的置位、復(fù)位工序。如果出現(xiàn)刀架反鎖鎖緊時(shí)間超過(guò)或小于預(yù)期時(shí)可采取換刀報(bào)警參數(shù)信號(hào)的設(shè)置，然后進(jìn)行下一換刀環(huán)節(jié)；整個(gè)刀架更換結(jié)束后，刀位檢測(cè)信號(hào)的設(shè)置需以刀架更換部位為依據(jù)，當(dāng)確認(rèn)整個(gè)換刀過(guò)程正確無(wú)誤后，進(jìn)行相應(yīng)位置換刀標(biāo)志的復(fù)位，在相應(yīng)刀具功能選通信號(hào)完全失效后，進(jìn)行整個(gè)程序信號(hào)的復(fù)位措施。

2.3 換刀故障處理

換刀故障處理的PLC編程主要是在刀架更換時(shí)出現(xiàn)機(jī)械卡死狀態(tài)，會(huì)通過(guò)堵轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)對(duì)整個(gè)車(chē)床系統(tǒng)造成不利影響，針對(duì)這種情況可設(shè)置換刀超時(shí)報(bào)警裝置。當(dāng)?shù)都芨鼡Q正轉(zhuǎn)信號(hào)輸出時(shí)，可在相應(yīng)位置進(jìn)行定時(shí)處理，換刀時(shí)間可由相應(yīng)位置的參數(shù)設(shè)置，當(dāng)確定刀架更換時(shí)間超出定時(shí)器規(guī)定的時(shí)間時(shí)，接通故障報(bào)警信號(hào)及換刀結(jié)束信號(hào)。

一般情況下，換刀結(jié)束信號(hào)只有當(dāng)整個(gè)換刀程序完成后才會(huì)接通，但出現(xiàn)換刀時(shí)間大于定時(shí)器規(guī)定的換刀時(shí)間時(shí)，會(huì)為換刀結(jié)束信號(hào)的接通帶來(lái)驅(qū)動(dòng)力，從而將輔助換刀結(jié)束信號(hào)發(fā)送到系統(tǒng)終端，在發(fā)送刀架為就位及刀架更換超時(shí)報(bào)警信號(hào)的同時(shí)，結(jié)束換刀過(guò)程，并將刀架恢復(fù)到以往位置，最后確認(rèn)刀架未更換完成后，可進(jìn)行換刀標(biāo)識(shí)、計(jì)時(shí)器等相關(guān)信號(hào)的復(fù)位操作。

此外，在發(fā)現(xiàn)刀架更換過(guò)程報(bào)警信號(hào)后，可編制一個(gè)報(bào)警處理子程序，刀架的位置檢測(cè)信號(hào)在任何時(shí)候都沒(méi)有全“0”也沒(méi)有全“1”的情況，因此，當(dāng)沒(méi)有刀架電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)指令時(shí)，或者所有刀位檢測(cè)信號(hào)都為“0”或都為“1”，則激活PLC報(bào)警工作人員提供故障信息。

3 PLC控制系統(tǒng)故障處理及電動(dòng)調(diào)試

3.1 PLC控制系統(tǒng)故障處理

在數(shù)控車(chē)床運(yùn)行過(guò)程中，常出現(xiàn)的故障主要有電動(dòng)刀架某一位置轉(zhuǎn)不停，而其余刀號(hào)位置可以正常轉(zhuǎn)動(dòng)的問(wèn)題。電動(dòng)刀架某一刀號(hào)位置轉(zhuǎn)不停主要是由于信號(hào)接收線路、霍爾元件損害2個(gè)方面的原因造成的，在處理這類(lèi)問(wèn)題時(shí)，可根據(jù)相應(yīng)刀號(hào)位置進(jìn)行發(fā)信盤(pán)、霍爾元件性能的監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，然后在進(jìn)行刀位信號(hào)系統(tǒng)線路主板的監(jiān)測(cè)，逐一排查監(jiān)測(cè)，確定相應(yīng)刀號(hào)故障原因及時(shí)采取解決措施。

3.2 電動(dòng)刀架的調(diào)試

在電動(dòng)刀架使用的過(guò)程中，刀架預(yù)緊力過(guò)大、刀架內(nèi)部機(jī)械卡死等現(xiàn)象的頻繁出現(xiàn)影響了整體刀架工作的效率，因此應(yīng)采取定期調(diào)試措施，當(dāng)旋轉(zhuǎn)刀架出現(xiàn)機(jī)械卡死的情況，可依次檢查螺母鎖死、夾緊裝置位置、潤(rùn)滑系統(tǒng)性能等幾個(gè)方面，及時(shí)調(diào)整螺母狀態(tài)。

如果出現(xiàn)夾緊裝置位置錯(cuò)位時(shí)，可采取反靠棘輪、螺桿之間銷(xiāo)孔的重新打孔措施。如果出現(xiàn)潤(rùn)滑系統(tǒng)問(wèn)題時(shí)，可采取拆卸措施進(jìn)行潤(rùn)滑處理。刀架預(yù)應(yīng)力過(guò)大會(huì)導(dǎo)致蝸桿端部不易松動(dòng)，且對(duì)刀架轉(zhuǎn)動(dòng)工作造成阻礙，針對(duì)這種現(xiàn)象可采取刀架電機(jī)夾緊電流的調(diào)小措施。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，計(jì)算機(jī)技術(shù)驅(qū)動(dòng)了數(shù)控車(chē)床工作的發(fā)展，電動(dòng)刀架是數(shù)控車(chē)床主要的執(zhí)行工具，因此，針對(duì)電動(dòng)刀架的PLC編程設(shè)計(jì)非常重要，在電動(dòng)刀架PLC編程中主要包括刀架更換、刀位信號(hào)處理及報(bào)警信號(hào)處理幾個(gè)方面，同時(shí)，在電動(dòng)刀架更換過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)機(jī)械卡死、預(yù)緊力過(guò)大等方面的問(wèn)題，相關(guān)工作人員應(yīng)及時(shí)采取電機(jī)調(diào)試措施，保證數(shù)控車(chē)床系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

［1］李省委.數(shù)控車(chē)床電動(dòng)刀架及其PLC控制設(shè)計(jì)［J］.機(jī)電技術(shù)，2014（02）：8-10.

［2］潘志.關(guān)于數(shù)控車(chē)床中電動(dòng)刀架的PLC編程設(shè)計(jì)［J］.電子制作，2013（05）：45.