刀具安装表初始化程序典例优化

1.刀具安装表

在机械手换刀的加工中心上，为了在刀库刀座上找到T代码所指定的刀具，需要建立一个数据表，以表明刀具在刀套上的安装位置，这一数据表称为刀具安装表，又称随机刀具安装表。这样，便可通过刀具预选将安装有T代码指定刀具的刀座回转到刀库的换刀位，以便通过机械手换刀动作，将其装入主轴。

刀具安装表需要有断电保持功能，因此，对于802S/C/D，它需要通过公共变量V实现。SIEMENS子程序库所提供的子程序SBR50～SBR52最大可用于40刀位的刀库控制，子程序规定的刀具安装表如表9.3-3所示。

表9.3-3 刀具安装表的定义

表中的断电保持公共变量VB14000000代表主轴，VB14000001～VB14000040代表刀库刀座1～40，变量所存储的数值，就是安装在对应刀座上的刀具号。

802S/C/D定义刀具安装表时需要注意以下几点。

1）CNC加工程序中的T代码实际上用来指定加工所需的刀具号，但PLC程序所能够控制的只是刀架或刀库上用来安装刀具的刀座位置，两者实际上是不同的概念。

2）对于数控车床刀架、无机械手换刀的加工中心刀库，由于换刀前后刀具在刀架或刀库上的安装位置一般不变，为了便于PLC编程和控制，通常将刀架或刀库的刀座号和CNC加工程序中的刀号定义成一致，即CNC加工程序中的编程刀号T就是刀架或刀座号。因此，加工程序中的编程T代码范围受刀架或刀座刀位数的限制。例如，对于12刀位的刀架或刀库，CNC加工程序中的T代码编程范围应为T1～T12等。故在PLC程序设计时，需要设计对应的T代码范围判别程序。

3）在采用机械手换刀的加工中心上，由于刀具可安装在刀库的任意刀座上，CNC加工程序中T代码指定的刀具号和刀库的刀座号并不对应，因此，从一般意义上说，T代码的编程范围可不受刀库刀位数的限制。例如，对于18刀位的刀库，刀座中所安装的刀具号既可以是T1～T18，也可以为T101～T118或T20、T38、T106等任意值。故在PLC程序设计时，一般不需要设计T代码范围判别程序。

4）由于802S/C/D的功能简单，它不能通过CNC的面板操作设定PLC的公共变量V和建立随机刀具安装表。因此，只能通过规定的刀具安装方法，利用下述的简单刀具安装表初始化子程序SBR52（MGZ_INI）建立刀具安装表，勉强满足机械手换刀加工中心的自动换刀要求。利用SBR52建立刀具安装表时，必须在刀库上规定一次性安装全部刀具，并保证刀库刀座号和刀具号完全一致，因此，刀库上所安装的刀具号和加工程序中的编程刀号仍然不能超过刀库刀位数的范围。(www.xing528.com)

2.PLC程序与使用

机床首次安装刀具或重新安装刀具时，需要进行刀具安装表的输入与编辑，刀具安装表初始化程序的作用是建立刀座的初始刀具安装表。SIEMENS子程序库所提供的刀具安装表初始化子程序SBR52（MGZ_INI）就是为了实现这一功能而设计的，PLC用户程序设计时可直接使用。

刀具安装表初始化子程序SBR52（MGZ_INI）非常简单，其程序Network1如图9.3-6所示。由于S7-200编程软件的网络指令数量限制，对于容量为24～48把刀的刀库，需要增加相应的程序Network2。

程序Network1可通过字节移动指令MOV_B，将常数0及1～24依次写入到刀具安装表的主轴及刀座1～24上，初始化刀具安装表。因此，使用子程序SBR52（MGZ_INI）时必须注意以下几点。

1）刀具安装表初始化只能在刀具首次安装或刀具重新安装时进行，因此，子程序SBR52需要通过特定的控制信号或特殊的辅助功能指令（如M60）进行调用，而不能通过PLC的首循环信号SM0.1或在程序执行过程中始终保持为1的信号SM0.0等进行调用。

2）由于802S/C/D的功能限制，执行刀具安装表初始化子程序SBR52，对主轴和刀库上的刀具初始化安装有规定的要求。即：初始化安装时需要保证主轴上无刀具（刀具号为0）；刀库的所有刀座上应一次性安装全部刀具，并保证刀座号和刀具号完全一致，也就是说，1号刀座必须安装刀具T1、2号刀座必须安装刀具T2等。

3）PLC在执行刀具安装表初始化子程序SBR52后，其刀具安装表的设定值将为VB14000000=0、VB14000001=1、VB14000002=2等。这一结果应在执行SBR52后、自动换刀前进行检查与确认。

图9.3-6 刀具安装表初始化程序