0 引 言
ORIN-2300臥式加工中心具有加工精度高、加工范圍廣和加工效率高的特點,機械部分的穩定性也非常優良。由于設備已經使用了20多年,電氣部分出現嚴重老化、維修成本逐年升高。采用西門子公司的SINUMERIK 840D系統對機床的電氣控制系統進行了改造。在改造方案中選擇了西門子的840Dsl系統,同時選用了作為選配功能的刀庫管理模塊,為刀具提供了完備的管理功能,包括刀具的裝、卸載功能、刀具重定位功能、刀具的各種參數管理、刀具類型管理及刀具搜索功能,同時還提供了與PLC(Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器)通信的共享數據塊,并且提供了PLC編程時使用的標準函數,只需提供簡單的參數進行函數調用即可完成刀具移動、裝卸等應答操作。刀庫管理系統還提供了極大的靈活性,只需通過簡單的參數設置,即可用于多種不同形式和結構的刀庫。
ORIN-2300臥式加工中心采用鏈式刀庫且配置了機械手刀臂,共能存放50把刀具。因此,刀庫管理程序的可靠性,將會對機床的運行安全起到關鍵作用。使用SINUMERIK 840D的刀庫管理功能,能夠高可靠性地解決機床刀庫管理問題,使其安全可靠、換刀靈活方便、操作更加簡單明了。
換刀過程需要PLC與NC(Numerical Control,數字控制系統)的默契配合才能準確可靠地完成,NC控制機床完成準備動作并向PLC發出指令,PLC則按照指令完成響應動作并將實際狀態通過應答的形式反饋給NC保證雙方的數據一致,當數據不一致時系統將禁止相應程序的執行,保證系統安全。
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為了確保換刀準確可靠,機床在換刀過程中的動作具有嚴格的互鎖,這些互鎖在PLC程序中判斷,主要有6個原則。
(1)所選刀具如果在主軸上,則不進行刀具交換過程,換刀結束;
(2)所選刀具在刀庫中,則刀庫旋轉到換刀位,進行換刀;
(3)所選刀具在刀爪上,則刀具不旋轉,直接換刀;
(4) 所選刀具不在刀爪上,則刀庫旋轉到刀爪所在的刀具位,將刀爪上的刀具還到刀庫,刀庫再旋轉到所選的到位,再進行換刀;
(5)所選刀具不在刀庫中,則報警;(6)只有刀具交換到主軸且主軸刀具已夾緊,此時刀具補償才生效。