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三菱 M7 0系统 P L C窗 口功能在夹臂式 刀库 上的应用 李洪波黄琳 大连大森数控技术发展 中心有限公 司， 辽宁 大连 1 1 6 0 2 3 摘要 P LC窗口功能是三菱 M7 0数控 系统的一种 P L C编程方法， 通过对 R寄存器的分配 ， 读 出或写入 C N C的运行状态、 轴信息、 参数 、 刀具数据等。而钻铣中心机床一般采用夹臂式刀库 ， 换 刀时需要对 z轴位置进行准确判定。介绍了 P L C窗口功能在夹臂式刀库上的应用。 关键词 P L C窗 口功能夹臂式刀库M7 0 中图分类号 T G1 5 5 ． 3 文献标识码 B Ap p l i c a t i o n o f P L C wi n d o ws f u n c t i o n o f MI T SUBI SHI M7 0 o n g r i p i n g a r m t y p e ma g a z i n e L I Ho ng b o， HUANG Li n D a l i a n D a s e n N u m e r i c a l C o n t r o l T e c h n o l o g y D e v e l o p e d C e n t e r C o ． ， L t d ． ， D a l i a n 1 1 6 0 2 3， C H N Ab s t r a c t P L C wi n d o ws f u n c t i o n i s a P L C p r o g r a mmi n g me t h o d o f MI T S UB I S HI M7 0 C NC，i t c a n r e a d o r wr i t e t h e r un n i n g s t a t us，a x i s i n f o r ma t i o n，p a r a me t e r ，t o o l da t a t h r o u g h t h e di s t r i b ut i o n o f R r e g i s t e r s ． Dr i l l i ng m i l l i n g c e n t e r u s u a l l y u s e g r i p i n g a r m t y p e m a g a z i n e ， w h e n c h a n g i n g t o o l s ， i t n e e d j u d g i n g t h e p o s i t i o n o f Z a x i s e x a c t l y．I n t r o d u c e s t h e a p p l i c a t i o n o f P LC wi n d o ws f u n c t i o n o n g r i pi ng a r n 3 t y p e ma g a z i n e ． Ke ywo r d sPLC W i n d o ws F un c t i o n；Gr i p i n g Ar m Ty pe Ma g a z i n e；M7 0 从 M6 0系 列 的 直接 数 据 总 线 D D B 功 能， 到 M 7 0 ／ M 7 0 0系列的 P L C窗 口功能 ， 三菱 数控系统提供 了一种使 P L C直接读取或写入 NC数据的方法 ， 通过 对 R寄存器的分配 ， 读 出或写入 N C的运行状态 、 轴信 息 、 参数 、 刀具数据等。该功能实现了 P L C与 N C数据 的实时交互 ， 在实际应用 中可进行轴负载显示 、 轴位置 坐标读取等。 钻铣 中心 ， 又称钻攻 中 心或攻牙机 ， 是 以高速钻孔 、 攻丝 和铣 削 为 主 的加 工 机 床 。这类机床通常采用夹臂 式刀库， 如图 1 所示， 依靠 z 轴上 下移 动 进 行还 刀 和 取 刀 ， 由于省 略气 缸等辅助 机 构和中间环节 ， 使得换刀 速 度极快 ， 平均换 刀时 间不 到 图1 夹臂式刀库 2 S 。与斗笠式和机械手刀库略有不 同， 为保证换刀和 加工安全 ， 夹臂式刀库需要实时读取和判断 z轴机械 位置 。 1 夹臂式刀库换刀特点 区别于斗笠式刀库 的刀盘进／ 退和松／ 夹刀 ， 以及 机械手刀库的刀套上／ 下和松／ 夹 刀， 夹臂式刀库省掉 ． 1 S n ． 了这些环节 ， 因此 ， 换刀速度较快 。一般其换刀流程如 下 换刀指令发出后， 首先判断 z轴位置位于第 1 参 考点下方 ， 然后主轴定 向， z轴升到第 2参考点位置 完成还刀 ， 刀盘转到预选刀位 ， z轴再降到第 1参考 点 完成选刀 。如果换刀指令发出后 ， 判断 Z轴位置 位于第 1 参考点 上方 ， 出于安 全考虑 ， 换刀指令不 执 行。这里需对 Z轴 当前机械位置的准确读取和判断。 通过 P L C窗 口功能 ， 可 以实时读取 z轴 当前位置 的机械 坐标值和第 2参考点的机械坐标值 ， 并在 P L C 中对这两个坐标 值进行 比较 ， 判断 z轴当前位 于第 1 参考点 的上方或下方 ， 即是否处于换刀安全位置。 2 P L C窗 口功能的 P L C编写 图 2所示是 P L C窗口功能的执行框图。 1 P L C窗 口功能的寄存器设定和功能准备 这里 ， 我们分配“ 当前 z轴机械坐标值” 读 出控制 窗口的控制信号从寄存器 R 9 4 0 0开始 ， 分配“ Z轴第 1 参考点机械坐标值 2 0 3 7参数 ”读 出控制窗 口的控 制信号从寄存器 R 9 4 1 6开始 ， 对应 P L C的编写如 图 3 所示 。 2 读取 当前 z轴机械坐标值 参照 P L C窗 口功能的大、 小 区分编号表 ， 大区分 编 号3 7 代表第13 轴 在机械坐标 系 中的当前 位置 ， 等 u lo 平 弗 。 删 ／ 指 定 任 意 位 置 n 1 丁自 、 ， 口 ， I 岔坝 ， r写入窗 口 一 运行状态 写 入 控 制 ，l 窗I S l 轴信息 l＼／ J 写 入 参 数 刀具数据 l 数据窗口 图2 P L C窗口功能框图 C N C S e mi n a r 1 P L C 接通控制信号 2 NC 接受控制信号，并对 控制窗口中指定的读 出 数据对应的读 出窗口内 容进行读操作 3 把NC 读操作的结果设定 在读 出控 制窗口中 1 P L C 接通控制信号 2 NC 接受控制信 号，并对 控制 窗 口中 指定 的写 入 数据 对应 的 写入 窗 口 内 容进行写操作 3 把NC 写操作 的结果设定 在 写入控 制窗口中 为了方便 P L C顺序控制 中的数值 比较 ， 将 当前 z 轴机械坐标值和 z轴第 1参考点机械坐标值 2 0 3 7 参数 的寄存 器值分 别赋 值 给数据存 储器 D 1 5 0和 D 2 7 0， 如图 6所示。 图3 P L c 窗口功能寄存器设定 图5 读取 第1 参考点机械坐 小 区分编号 2代表机械位置， 读取轴为第 3轴 z轴 ， 因此 ， 对应 P L C的编写如 图4所示 。 ． 数 图4 读取当前2 舶 机械坐标值 3 读取 z轴第 l参 考点机械 坐标值 2 0 3 7参 参照 P L C窗 口功能 的大 、 小区分编号表 ， 大区分 编号 9 5代表第 1～3轴的原点返 回参数 ， 小 区分 编号 K 2 0 3 7 代表 2 0 3 7 参数， 即第 1 参考点位置参数， 读取 轴为第 3轴 z轴 ， 因此 ， 对应 P L C的编写如 图 5所 示 。 4 将寄存器值赋值给 D存储器 型 整 兰 2 0 1 3年第 8期 图6 寄存器和存储器赋值 5 Z轴当前机械位置比较 将当前 z轴机械坐标值 和 z轴第 1参考点机械 坐标值 2 0 3 7参数 进行 比较 ， 当前 z轴位置位 于第 1 参考点上方时， 中间地址 Ml 1 6输出， 如图 7所示 。 图7 2 舶 当前机械位置比较与宏输出 当 z轴位于第 1参考点上方时 ， 不允许换刀 ， 宏 n O 厅 6 3 ㈣ 伽 帅 ●●● ● 0 O S 7 l 2 D D ∞ h O 1●1 M 一 ． ． ． ． ．． ． ． 。 。 ．．。 ．．．．． ．．．．． ．．．．． ．．．．． ．．．．． ．．．．． ．．．．． ．．● D D D ∞ I二 二 | 6 程序 中对应处理如 N 3单节所示 ， 当 M1 1 6输 出时 ， 寄 存器 R 6 4 3 8置 1 ， 对应 的 1 2 0 0变量为 1 ， 宏程序直接 跳转到结束 ， 不执行换 刀动作。同理 ， 也可 以在 P L C 或宏程序中做相应的报警信息提示。 换刀宏程序 N1 G0 4 P1 O O N 2 I F [ 1 0 0 0 E Q I ] G O T O 1 3 N 3 I F [ 1 2 0 0 E Q 1 ] G O T O 1 3 N4 } } 1 9 9} } 4 0 0 3 N5 l 9 8} } 4 0 0 6 N6 Ml 9 N7 C 2l G 91 C3 OP 2 Z 0 N8 M5 O N9 M5 4 Nl O G21 G 9l G2 8 Z o N1 l M51 N1 2 G1 9 9 G 1 9 8 N1 3 M9 9 3 结语 三菱 M 7 0数控系统的 P L C窗 口功能 ， 可以直接读 取和写入 N C数据 ， 本文应用 P L C窗 口功能， 实现对 z 轴位置的实时精确读取 ， 并 以夹臂式刀库为例 ， 说 明其 工作原理和使用方法 。通 过对 P L C窗 口功能 的灵 活 应用 ， 可以设计出功能更加完备 的数控系统 P L C和控 制用宏程序。 参考文 献 [ 1 ] i菱 电机 ． M 7 0 0 ／ M7 0系列设定说 明书． I B 一 1 5 0 0 1 1 0 一 E[ z ] ． [ 2 ] 三菱 电机 ． M7 0 0 ／ M7 0系列使用说 明书． I B 一 1 5 0 0 8 7 8 一 A[ z] ． [ 3 ] 三菱 电机． M7 0 0 ／ M7 0系列 P L C接 口说 明书． I B 一1 5 0 0 2 7 6 一 D[ z] ． [ 4 ] j菱 电机 ． M7 0 0 ／ M7 0系列 P L C编程说 明书． I B 一 1 5 0 0 2 7 9 一 D[ z ] ． 第一作者 李洪波， 技术部长 ， 高级工程师 ， 主要研 究方向是数控 系统的开发和应用 ， 已发表论文 7篇。 编辑孙德茂 收 稿日 期 2 0 1 2 0 8 2 1 文章编号 1 3 0 8 4 4 如果您想发表对本文的看法。 谚将文章编弩填入读者意冤调查袭中的相应健置。 上接第 1 4 1页 的数据 m 均值 A ， 区间补偿值 m B ， 那么 B A 一 A ， 即零点补偿值 B 0 0， 0～ 3 0 0区间补 偿值 B。 一 3 ， B 数值可近似取整数 。 将以上补偿值数据均匀分配到对应的补偿序号 中。打开机床至“ 节距误差调定界面” ， 找 到寄存器序 号 表 2 。 表 2 Y轴寄存器对应补偿值表 序号 数据 序号 数据 序号 数据 0 3 01 O 0 31 1 0 03 21 一l 0 3 0 2 0 0 3l 2 O 0 3 2 2 1 0 3 0 3 1 O 3 1 3 O 03 2 3 1 0 3 0 4 O O3 1 4 O O3 2 4 2 0 3 0 5 1 0 31 5 1 03 2 5 一l 0 3 0 6 0 O 3 l 6 0 03 2 6 1 0 3 0 7 0 0 31 7 O 03 2 7 2 O 3 o 8 1 O3 1 8 O O3 2 8 一l 03 0 9 0 0 3 l 9 O 0 3 2 9 1 0 31 O O 0 3 2 0 O 0 3 3 0 一l 序号 0 3 0 0对 应参 考点补偿 数 0 ， 序号 0 3 0 1至 0 3 1 0的补偿数据对应行 程 0至 3 0 0 mm， 此区间总补 偿值为表 1中 B 一 3 ， 将 一 3值 均匀 分配 到序 号为 0 3 0 1至 0 3 1 0的寄存器 中， 序号 0 3 1 1至 0 3 2 0的补偿数 据对应行程 3 0 0 6 0 0 m m， 此 区问总补偿 值为表 1中 B ， 0 ． 7 ， 将 0 ． 7近似为 1 ， 此值均匀分配到序 号 0 3 1 1 至 0 3 2 0的寄存器 中， 序号 0 3 2 1至 0 3 3 0的补偿数据对 应行程 6 0 0 9 0 0 mm， 此 区间总补偿值为表 1中 B 一 1 1 ． 5 0 ， 此值均匀 分配到序号 0 3 2 1至 0 3 3 0的寄存 器 中， 依此类推 可把 l ， 轴 目标点 的补偿 值输人 到序 号 0 3 0 0至 0 4 1 0寄存器 中， 机床 断电 、 重启 ， 定位误 差补 偿数据生效 。 经 以上反复测量 、 补偿 ， 使轴的定位精度 、 重复定 位精度满足使用要求 。设备在进行定位精度检测补偿 前 ， 需完成设 备各种功能 的检测 、 几何精度 直线度 、 垂直度 的检 测 ， 减 小几何 精度 对定位 误差 的影 响。 测量室温一般在在 2 0 2 c c， 保持设备周 围无干扰震 源 、 风源 ， 减小环境对定位精度测量的影响。 用 以上方法可有效减小老机床定位误差 ， 甚至恢 复老机床的定位精度、 延长机床的使用寿命。 参考文献 [ 1 ] 王素霞． F A N UC C N C伺服调 整培训 教程 [ F ] ． 北京 高等教 育 出版 社 ， 2 0 1 1 ． [ 2 ] 雷尼绍． R E N I S H A W A P P L Y I N N O V A T I O N[ z] ． 2 0 0 8 ． 第一作者 陈彦君 ， 女 ， 高级工程师， 专业领域 为装 备技术 ， 主要成果为 3 0 0公里动车组制造技术研究。 编辑李静 收稿 日期 2 0 1 3 0 4 2 1 文章编号 1 3 0 8 4 0 如果 您慧发表 对本文的 看法i 请将文 章维号 j I | 入 等 ； cu Io 平 弗 。 删
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