0 引言
广州数控系统配置的车床是经济适用数控车床，应用比较广泛，而车床刀架使用频率较多，故障出现次数较多，对数控车床刀架PLC编程理解有必要深入了解。有助于对参数设定理解，提高对刀架运行效率和稳定运行具有重要作用。
1 换刀控制总的时序
控制换刀时序如图1所示，进行换刀操作后，系统输出刀架正转信号TL+并开始检测刀具到位信号，检测到刀具到位信号后，关闭TL+输出，延时数据参数NO.082设定的时间后，输出刀架反转信号TL-。然后检查锁紧信号TCP(CTCP，K0011.3设定为1)，当接收到此信号后，延时数据参数NO.085设置的时间，关闭刀架反转信号(TL-)；若CHET(K0011.5)设为1(换刀结束检查刀位信号)，刀架反转时间结束后确认当前的刀位输入信号与当前刀号是否一致，若不一致，系统将产生报警。
图1换刀控制时序总图
2 刀位信号处理
首先读刀位信号，NO.084参数中设置了总刀位数，不同的刀位数对应于不同的辅助继电器，总刀位数与辅助继电器的对应关系，如图2梯形图所示，当总刀位数大于4，R0057.0为1，总刀位数等于4，R0057.1为1，当总刀位数小于4，R0057.2为1，同样道理，当总刀位数大于6，1=10055.0为1，当总刀位数等于6，110055.1为1，当总刀位数小于4，R0057.2为1。当刀位≤4时，110057.1、R0057.2接通，驱动R0151.0；当4<刀位≤6时，R0055.1、R0055.2、R0057.0接通，驱动R0151.1；当刀位>6时，R0055.0接通，驱动R0151.2。
图1换刀控制时序总图
当前刀位检测根据设定参数N011#1来选择刀架到位信号电平。检测到刀位信号后结果存到R0150中，110150.0～R0150.7分别对应T01-T08号刀位。一号刀位梯形图如图3所示。其它刀位数读取可类似编写。
进行刀位信号二进制转换，通过二进制转换指令CODB，R140存储当前刀号信息，如图4所示，如果当前刀位大于N0084参数设定的最大刀位数，则R0140变成0，如图5所示。当检查刀位信号并上传到NC，因R0111.0触点是常1信号，读到刀位信号一直与R0150进行比较，比较结果存到R0809中，如果R0809.2接通，表示当前刀位大于0，即检测到有刀位信号。如果刀位信号大于0且刀具功能选通信号F0007.3接通，则将当前刀位上传到NC中，即将检测到的结果R0140，且上传给G0201，同时将当前刀位数据保存到D0300中，如图6所示。
判断是否需要换刀，如图7所示。在刀具功能选通信号F0007.3接通、上次换刀已经结束，R0220.4为0，比较指令对指令刀号170026与当前刀号R0t40比较是否相等，不相等时说明要换刀，在没有换刀报警和其它报警信号的情况下，置位R0220.0开始换刀，同时置位R0220.4，在换刀过程中不再接收换刀指令，置位换刀标志K0002.0。
图7判断是否需要换刀程序
3 换刀过程
换刀第一步，如图8所示。需要换刀时R0220.0已置位，这时执行比较指令，将R0140中当前读到刀位和F0026指令刀位数进行比较。如果比较结果不相等，在没有刀架反转信号Y0001．7为0的情况下输出刀架正转信号5(0001.6为1，刀架开始正转换刀。当检测到刀架到位信号，即当前刀位与指令刀位相等时，停止正转输出，同时R0220.0复位，R0220.1置位，进入换刀下一步骤。
换刀第二步，如图9所示。当检测到刀架刀位信号并停止输出刀架正转信号后，刀架还会由于惯性转动一小段距离而离开传感器的检测位，因此，必须再次检测刀位是否到位，如果没有到位将R0220.1复位，R0220.2置位，进入换刀的下一步骤。
换刀第三步，如图10所示。刀架开始反转锁紧，时问由N083参数设定，刀架反转锁紧时间到后停止反转，同时110220.3置位、R0220.2复位，进入换刀下一步骤。但如果反转时间超过DT0008所设时间，TCP不为1，则产生换刀超时报警。
图10换刀第三步编程
图11换刀第四步编程
换刀第四步，如图11所示。根据参数N0182#2的设置，如换刀结束时需检测刀位信号，则在确定刀架到位后将换刀标志K0002.0复位；如换刀结束时不需检测刀位信号，则直接将K0002.0复位。刀具功能选通信号消失后，将R0220.3、R0220.4、R0244、R0241复位，为下次换刀做好准备。
4 换刀故障报警处理
换刀超时检测，如图12所示。如果换刀装置出现机械卡死，正转换刀时电动机会处于堵转状态，电动机长时间处于堵转状态将会发热烧毁，因此，需要设计一个换刀超时检测程序。在输出正转信号的同时使用定时器T0024来进行定时，定时值由数据参数N0078设置，正常换刀不会超过这个时间，如果超过这个时问说明换刀部分出现了故障，R0011.0接通。
图12换刀整个过程超时检测编程
换刀结束信号及报警显示。如图13所示，在换刀前F0007.3是不接通的，所以R0211.0换刀结束信号不会被驱动；在换刀过程中，F0007.3、K0002．0是接通的，所以110211.0也不会被驱动；在换刀结束的时候，换刀标志K0002.0复位，此时程序第一行中的R0211.0被驱动，当把所有辅助功能的结束信号发送到G0004.3。如果在换刀过程中设定的最大换刀时间已到了，换刀还没有完成，则A0000.1被驱动，屏幕显示“换刀完成时，刀架未到位”信息。如果刀具功能选通信号已经结束了而换刀标志K0002.0还未复位，说明换刀未完成，显示“换刀未完成”报警。换刀完成后K0002.0未接通，驱动K0002.1用于复位图的计数器C0025，如图14所示，复位换刀标志。在出现“换刀未完成”报警时，K0002.0还处于接通状态，所以需要将K0002.0复位，复位成功后将会驱动K0002.1，使计数器C0025复位。按下复位按钮后R0123.0接通，复位K0002.0。
报警处理。在有报警信号时调用报警处理子程序P0712，如图15所示。急停、复位状态检测。在急停或者复位状态时驱动R0039.1，如图16所示。
报警处理。在换刀过程中一旦出现报警，则调用此程序，将刀架正转，反转信号复位，将换刀过程中临时数据清除，如图17所示。
5 结束语
在编写一个PLC程序之前，要详细了解动作控制过程，才能设计合理的PLC程序，考虑要全面周到，防止误操作及突发故障，采取相应防护措施，程序中各种安全保护措施要到位，一个动作没完成，下一个动作不得执行，并且应考虑系统执行时间，做到步数少，处理时间就短，而且做到易于理解。
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本文标题：广州数控系统车床转塔电动刀架PLC编程
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