6.4数控机床PLC控制应用实例.docx

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1、6. 4数控机床P1.C限制应用实例前面已经提到,在P1.C设计方面须要具体了解被控过程的工作过程和工作原埋；在编程方面可以学习和参考系统供应的标准例程和编程说明M以及我它特地介绍P1.C编程语言的参考书。因此本书对具体的编程方法不作具体的介绍，只针时数控机床VIjC限制中比较典型的一个应用进行过程和平安互锁分析，每个应用供应一种不同编程语言的P1.C程序。应用实例中的P1.C均采纳DC24VNPN型晶体管接口电路，即低电平有效。一.主轴系统1 .过程分析主轴的限制包括正转、反转、停止、制动和冲动等。要求按正特按钮是电动机正转：按反转按钮时电动机反转；按停止按钮时电动机停止，并限制制动器制动2

2、杪：按F冲动按钮电动机正转0.5秒，然后停止：电动机过我报警后正/反转和冲动按钮无效“2 .平安互锁参考本章其次节。3 .程序设计电气部分的设计如图所示，主轴为一般三相异步电动机，由沟通接触器限制正反转：继电器采纳直流24V供电,自带续流二极管：沟通接触怒采纳沟通UOV供电。图中各器件的含义如E：序号名称含义序号名称含义1.QF3主轴带过栽笈护电源空开2.KM3主轴正转沟通接触器3.KM4主轴反转沟通接触器4.KAI由急停限制的中间继电器5.KA4轴正转中间继电器6.KA5主轴反转中间继电器7.KA6主轴制动中间继电器8.KA9刀具枪中间维电器9.SBll主轴正转按钮10.SBI2主轴反转按钮

3、II.SBI3主轴停止按钮12.SB14主轴冲动按钮13.RC2三和灭弧器14.RC7,RC8单相灭瓠器与主轴限制相关的输入/输出寄存器包括：临入寄存除X1.4正转，XI.5反转，X1.6停止，XI.7冲动，X8.5报警:输出寄存器：Y5.0正转，Y5.I反转，Y5.2制动，Y5.3T公刀。在电气平安切锁设计方面，主轴正/反利在接触潺和继电器分别进行了平安i.锁；主轴正/反转对刀具松进行了平安互锁：急停时主轴运转进行了平安互锁。主治正转主轴反特主外蒯动刀具枪/冢P1.C编入输出图6.4.1主轴控制电气设计指令语句表程序如下:2.3.4.5.6.7.8.1.DORANDANIANDANIANlO

4、UTXI.4R0.0X8.5Y5.3XI.6Y5.1Y5.2R(M)-读取主轴正转按钮-R0.0自锁“无报警-刀具未松开-停止按钮未按下(停止按钮硬件上是常闭连接)-反转无输出-主轴未制动-则输出中间变量R0(),并自锁主轴正转条件都满意：，则按下正转按钮后，输出ROQ并自锁一一9.1.DX1.7-读取主轴冲动按钮10.ORROJ-Roj互缩11.ANITl-若TI计时未完成12.OUTRO.I-则输出RO.ITlK5-TI计时0.5秒13.OUT按下主轴冲动按钮后,RO.1输出().5秒后关闭一- 读取RO.0。- 或R0.0,17.NIY5.3-刀具未松开。18.ANDXI.6-停止按钮未

5、按下。19.ANIY5.I一反转无输出。R（三）RO.IX8.514.1.D15.OR16.AND- 无报警。X1.5和X2.7硬件上均按常闭点连接，P1.C再按常闭点推断则正常时都是断开的,Y1.6（报警指示灯）没有输出,旦出现了个或两个报警则硬件上为断开状态，P1.C内部因取常闭点而闭合，YI.6有输出提示报警,起先上电时R0.0为O,CO、Tl以及T2都处于更位状态，TO处于定时状态，时间为K）秒,定时完成后R0.0自锁保持1状态，则对CO、TkY0.7没有影响.若X1.5或X2.7随意一个出现了故障报警，则R0.0变为0,至新复位CO、Tl以及T2,故障消退后，TO又起先计时,Ro。延

6、时10秒后再变为1。因此用R0.0的常闭点可以保证每次开机和故即消退后Y0.7能立刻输出，限制涧曲10秒，R0.0变为1后，To始终被发位，Tl起先工作，定时时间是60秒，因此每隔60秒Co计数次，Q）的设定值是60,因此，1小时后CO计数完成，这期间T2始终处于复位状态。CO计数完成后，常开点闭和，复位Tl,而T2起先计时,T2的设定时间是K）秒，10秒钟后T2的常开点闭合复位C0,因此CO的1状态只维持10秒即变为0,同时把T2史位，由TT2、CO.Tl都处于复位状态，ROQ为I,Tl又起先计时,每隔60秒向CO发送一个脉冲，进入新一轮循环。可见每隔1小时，CO即输出10秒钟，用CO的常开

7、点限制Y07即实现了限制的要求。三.自动换刀I.车床刀架（1）过程分析加工m-z11图644车床刀架示意图以四工位自动刀架为例，刀架电动机采纳三相沟通38OV供电，正转时驱动刀架正向旋转，各刀具按依次依次经过加工位置（如图所示），刀架电动机反转时，刀架自动锁死，保证刀具能够承受切削力。每把刀具各有个霍尔位设检测开关。换刀动作由T指令或手动换刀按钮起动，换刀过程如卜.：（八）刀架电动机正转：6S1-S4“位检祗彼尔开关7SBII手动刀位选择按钮8SB12手动换刀后动按钮9RC3三相灭孤器IORC9、RCIO单相火孤器自动刀架限制涉及到的输入/输出寄存器如下：X2.7：刀架电动机过热报警输入：X3

8、.0X3.3:1-4号刀到位信号输入：X30.6：手动刀位选择按钮信号输入：X30.7：手动换刀启动按钮信号输入：YO.6：刀架正转维电器限制输HI：Y0.7：刀架反转继电器限制输出.P1.C程序按定时循环扫描的方式执行,与换刀相关的的程序扫描周期为16mS,用Pleltime表示。程序中利用这点实现定时(延时)功能。程序中用到的变址说明如下:-sys_ext_alm()：用于设定外部报警，为一16位二进制数，每一位代表一个报警.可设定015共16个外部报警。某位为1时，相对应的外部报警显示，为0时则清除相对应的报警。mod_T_code(0)：T指令代码，般为三位十进制数，百位表示刀号，个位

9、十位表示刀偏号。置“八”时T指令完成.T.stage：定义换刀依次标记的局部变量(字符型)。T_stage_dwell：定义换刀延时时间的局部变量(无符号整型).T_NO：定义所选刀号的局部变饿(字符型)。”若电机过热(X27为0if(X(2S080)-0)，sys_eX1.almol=4：mod_T_code(0)-l;return：else车床刀架用T指令换刀的C语言P1.C处理程序如K：则显示2号外部报警：|刀架电动机过热强制T指令完成.从T指令处理程序返回到P1.C在程序(以下简称“返回“否则*sys_ext_alm()&-4;清除2号外部报警，T_NO=moJ.T_code(0)/1

10、00;由T指令获得所要选的刀号，例加T12I,指选1号刀.刀的值取21号.if(T_stage_dweliplcl_time)若设定的换刀延时时间未完成（1）过程分析以立式加工中心16位转塔式刀库为例,刀库由直潦电动机+凸轮机构驱动,可以正/反双向选刀：由一个无触点接近开关检测刀位信号：刀阵左右移动以及松刀有液压岗驱动：松刀时有吹气机构清洁主轴的椎孔以保证下次索刀的质星:。机床换刀机构如图6.4.6所示.该机床嬖求7.轴与刀库的位置要相互协作才能完成换刀，换刀中，它们的位置如图647所示。Z轴位WI：主轴上的刀具与刀阵上的刀具在同一水平高度，在该位置力阵能近主轴后，可以做从主轴上取刀前的松刀动

11、作，也可以作往主轴上上刀前的刀具夹紧动作，此时主轴必需是定向状态：Z轴位置.2：在此位置主轴底端面（于刀库上刀柄的最高位置，此时不论刀库在哪里，若主轴上没有刀具，则主轴不会与刀库的回转发生干涉：刀库位理I：又称刀库远离主轴，刀库最右他与主轴的最左侧无ill段区，此时刀库与Z轴随意位置的上下移动都不发生干涉：TlT16指令指定刀具号（选刀），M06指令起动换刀，换刀过程如下:刀库位理2：又称刀库靠近主轴，此时刀库最石例的刀位（刀柄）与主轴同（八）Z轴带动主轴移动到Z轴位罚1（要求有回参考点的功能），同时主轴定向；（b）刀阵靠近主轴移动到刀库位置2将主轴上的刀具置入空刀位:口，820产V刀博铁刀位

12、刀再避回位TJWteSTJMt?7?位记舒界Pa874。W-BXT邓气后笈*主轴*开关坊门开关K.4W0.，Xkl,a於泊5.ka4lM3即UI匕71MK/Sn.2U!0+A*KTljWI71度遑回值n.tia12-R3刀铁刀笊TlMV110TKIM卬5lZpc(C)P1.C输入赠出图6.4.8刀原控制的电气设计图中各器件的含义如卜:序号名称含义1M4刀库电动机2QFl2刀库电动机带过我爱护的电源空开3RKR2刀摩电动机制动用电阻4Ci刀库电动机启动电容5YVI松刀电避犯，通电时主轴上刀具松开：失电时刀具夹紧6YV2主轴吹气阀,刀具夹紧前，用离压气体将刀柄吹净，以保证刀具的夹紧质I1.7YV3

13、JJ摩退回位阀，得电时限制TJ库向远离主轴的方向平移。8YV4刀标换刀位阀，褥电时限制刀库向盘近主轴的方向平移.9KA9-KA12限制电磁隋的中间维电器.IOKAI3、KA14限制刀库电动机启停和旋转方向的中间继电潺.IlKAI5得电时起动主轴定向功能。12SQ6、SQ7推断刀具是否牢靠地央紧和松开.13SQl9、SQ2O推断刀底是否完成了远璃主轴和黑近主轴的动作.14SQ5主轴罩开关,主轴罩15SSQS防护门开关,防护门打开后不便换刀,以免出现事故，16RC8-RCII单相灭弧器刀库换刀限制涉及到的输入，输出寄存器如下:XI.6：气压报警输入：X1.7：刀位计数器输入;sys_ext_alm

14、()：用于设定外部报警，参考车床刀架自动换刀P1.C程序说明。mod_M_code(0)：M指令代码，M00-M99,置“-1”时M指令完成。mod_T_code(0)：T指令代码,T1-T16.“-1”时T指令完成。axis_stat(2)：坐标轴2即Z轴状态，共16位每一位表示一种状态，用一个较直观的字符串表示，例如，AX_COORD_SETUP：已回参考点建立了机床坐标系：AX1.OCK：锁住。tot_mag_pos()：总刀位数,本例包括刀库(16)和主轴(1)共17位。-cutter_in_mag(O)：当前主轴(0刀位)上的刀具号.get_axisjx)s(2)：读轴2(Z轴)机床坐标位置。set_axis_moveto(2,l,to_pp8m