1 引言

多刀半自动车床采用了十字滑台，用于加工齿轮毛坯、汽车刹车盘、法兰盘等零件。由于这些零件的尺寸及形状各异，而且加工批量大，因此，要求机床同时具有通用性和专用性的特点。以前曾使用过插销板，利用二极管矩阵电路实现程序控制，但由于电路易出现接触不良，致使机床经常产生误动作。后来改为PLC控制，通过开关的组合来选择几种程序进行加工，但选择的程序毕竟是有限的。当程序不能满足加工工件的要求时，通常采用对梯形图进行修改以满足加工要求，但这样做给用户带来了很多不便。为了克服这一缺点，我们采用了PLC随机编程技术，实践证明，该技术有重要的应用价值。

2 工作原理

PLC随机编程是在不修改梯形图的前提下，利用I/O输入信号，编写或修改机床的加工程序，使机床按编写或修改后的加工程序运行。PLC随机编程技术已应用到多刀半自动车床上，所选用的PLC是富士NB系列可编程控制器。梯形图中使用了许多应用指令，在编辑状态下，将机床的加工程序分步存入内存D。在运行时，将内存D中的信息调出，传递给输出地址Y，通过输出信号Y去激励继电器、接触器、电磁铁的线圈，使机床按编辑好的加工程序运行。流程图见图1。

图1 流程图

梯形图分为三部分：加工程序和退刀程序的编辑、程序的检索和自动运行、手动调整。

加工程序和退刀程序的编辑
利用I/O的输入信号定义加工动作和退刀动作，将每步的动作传送给暂存器M和M_A，再将暂存器M和M_A中的信息传送给内存D₁～D_n和D_A1～D_An。内存D₁～D_n和D_A1～D_An选用掉电保持寄存器，以防止机床掉电后用户程序丢失。D₁～D_n和D_A1～D_An是以字为单位存贮信息的。
梯形图中的信号处理方法(见图2)如下：

图2

机床在加工不同的工件时要求的退刀路径是不同的，它分两种：一种是原路退刀，另一种是合成退刀。原路退刀需要编辑退刀程序，合成退刀则不需要。由PLC自动判断内存D_A1～D_An中是否有信息，如果有，则执行原路退刀，按编辑的退刀程序原路返回；如果没有，则执行合成退刀。它的梯形图的处理方法与处理加工程序类似。

检索和自动运行程序的编辑

程序的检索是通过指示灯显示机床的动作，用以检查所编写的程序的正确性。自动运行是使机床按所编辑的加工程序运行，它们的原理是相同的。在梯形图中的处理方法是：首先，判断外部的输入条件和程序中所编辑的条件是否相等。若不相等，则继续判断，程序不往下执行；若相等，则将内存D₁～D_n的信息传送给暂存器M。然后，检测是否有紧急返回信号，如果有则中断加工程序，调用退刀程序；如果没有则将暂存器M中的信息传递给I/O输出地址Y，由Y去激励电磁铁、中间继电器、接触器的线圈，使机床按编辑的程序运行(见图3)。

图3

当出现故障或紧急情况时，操作人员输入紧急返回信号，PLC立刻中断加工程序，调用退刀程序。梯形图的处理方法与上述相似。

机床的信息可以以字为单位放在存贮器中，也可以以常数的形式设定。外部的信息是行程开关、压力继电器、操作台的输入信号等，可以以字为单位放在存贮器中。

为了进一步说明，这里选用以常数为单位，举例如下：

设机床的信息为：

外部的信息为：

通过上述梯形图中的运算，M_B中的信息与外部信息相同。

这时将机床的信息传送给M，再由M控制输出地址Y。机床的信息发生变化时，输出信号Y也随之改变，这样就实现了随机编程。

3 特点

随机编程的梯形图与普通的梯形图有所不同，采用随机编程机床的加工程序不是由梯形图编辑的，而是由操纵台上的控制元件通过PLC的输入信号编辑机床的循环动作，使机床按编辑的循环动作进行运行。它可以不使用PLC的编程器，任意地编辑和修改机床的加工动作，以适应加工各种不同的零件。由于采用了PLC控制，使电气部分的抗干扰能力增加，使机床的运行可靠，因而增加了设备的柔性，提高了设备的使用效率。

4 结束语

该PLC随机编程技术已应用到多刀半自动车床上。解决了插销板二极管矩阵电路接触不良的问题，可方便地编辑出用户所需的各种加工程序。随机编程技术还能够用于采用PLC控制的组合机床上，每台组合机床的加工程序是不一样的，在设计过程中对每台机床都要设计梯形图。但是，如果采用PLC随机编程技术，对于同一型号的PLC就可以编写一套通用的梯形图，便可实现各种加工要求。这样不仅能节省很多时间，而且还能提高生产效率。实践证明，PLC随机编程技术在生产中有重要的应用价值。

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