基于PLC刀库捷径方向选择自动控制的软件设计与研究
摘要：为促进数控加工行业快速发展，切实提升加工效率及质量，相关工作人员应将自动化控制系统运用在换刀装置中。本文基于此，对PLC刀库捷径方向自动控制软件的设计进行相关概述，旨在更好提升换刀捷径选择及控制有效性，以供参考。
关键词：PLC；刀库捷径方向选择；自动控制软件
PLC以计算机技术为基础，可对刀库捷径方向选择进行自动化控制。PLC系统具有功能性强、可靠性高、编程简单等特征，需相关设计人员结合刀库捷径特征及数控加工要求，对自动控制软件设计方案进行不断调整与完善。
1、 PLC理论分析
1.1PLC概念
PLC又被称之为可编程逻辑控制装置，是专门为工业生产环境设计的数字运算操作电子系统。PLC内部具有可编程存储装置，可在内部执行期间完成逻辑运算、顺序控制等指令，通过数字模拟或模拟式输出，对各类机械设备及生产流程进行全方位监控。
PLC可结合其他外围设备形成工业生产控制主体，实现拓展设备功能目标[1]。随着社会经济及科技技术的快速发展，PLC系统推出了多种类型，不同类型系统中内存容量、控制规模及外形等方面存在极大差异。因此PLC种类的区分没有明确标准，而是依据系统结构类型、控制规格等，对其功能性进行分类。
1.2PLC特征
PLC系统具有以下特征：第一，可靠性高。由于PLC系统多为单片微型计算机，集成水平高，可实现对内部电路的保护及自诊断；第二，编程简便。PLC系统编程仅需要控制继电装置中的梯形图及命令语句，编程数据用量远小少于微机指令，生产人员进行短时间的培训就可完成独立PLC编程操作；第三，灵活性强。PLC系统为积木式结构，操作用户仅需进行简单组合，就可灵活控制系统功能及运行规模；第四，安装效率高。
微处理装置的日渐成熟使得PLC系统的功能性得到了进一步优化，PLC系统与微型控制系统之间的差距不断缩小，为提升工业生产质量及效率奠定了坚实基础。
1.3PLC结构
1.3.1电源
电源可为PLC系统的正常运行提供所需直流电。大部分PLC系统主要采用 开关式稳压电源供电方式，通过维持电能稳定供给，切实提升PLC系统运行效率。
1.3.2中央处理器
中央处理器是PLC系统的控制核心，对PLC系统性能具有直接影响。中央处理器由控制器、运算器及寄存器组成，所有构件均在同一芯片上，通过地质总线、控制总线与存储装置连接在一起[2]。中央处理器可更好处理PLC系统运行期间采集到的数据，通过对此些数据进行逻辑及数学运算，提升系统之间的协调性。
1.3.3储存器
PLC系統储存器由具备记忆功能的半导体电路构成，主要作用为存储系统程序、用户程序及逻辑变量等。储存装置是实现PLC系统多项功能的关键所在，由厂家在系统出厂前编写。
1.3.4输入、输出单元
PLC系统输入单元是系统与被控设备连接入口，具有接收元件指令、检测元件信号等功能；输出单元也可将系统与被控设备连接在一起，将系统输出传输给被控设备及中央处理器中，实现对被控设备的调控及监管。
2、 刀库捷径方向选择自动化控制现状分析
随着数字控制技术的快速发展，具有可自动控制刀库捷径方向选择的系统被广泛应用在各加工中心，不仅极大程度提升了产品生产效率，更使产品精度符合生产标准，产品质量受到社会信赖。
刀库捷径方向选择自动化控制系统由刀库、机械手及控制装置组成。通常情况下，刀库装道数量在20至180把之间，通过储备刀具，将所需使用的刀具换送到机械手中，实现新旧刀具快速交替的目标。数控加工行业刀库捷径方向选择、换刀效率及刀库储备粮可直接影响到实际加工效率。而对刀库捷径方向选择进行自动化控制，可更好缩减换刀时间，降低人力资源消耗率。数控机床需在一次装夹过程中完成所道工序，因此为提高加工效率，减少刀库捷径方向选择及数控加工误差，还应在原自动控制系统中加入可编程控制装置，通过对刀库捷径方向选择期间的数据进行实时采集及分析，尽快找寻到刀具选择及换刀期间存在的风险因素，对传统刀库捷径方向选择自动化控制系统进行不断完善。
3、 基于PLC刀库捷径方向选择自动控制软件设计要点
在刀库捷径方向选择自动控制软件设计过程中，需注重刀库运行环境的模拟及分析。具体而言，模拟刀库捷径方向选择控制装置，在刀库中设有8把刀具，每把刀具设有相应的刀号。在刀库运行期间，由数码管显示刀具标号。在启动刀库捷径方向选择自动化控制后，如霍尔开关没有检测到刀具位置，则需将电机依照顺时针位置自动转动，直至霍尔开关检测到刀具，显示刀具标识为止。
在刀库捷径方向选择自动化控制环境模拟期间，还需借助拨码开关将相应的刀具送入到指定程序中，由自动化程序对不同刀号进行对比分析及运算，控制电机依照合理方向进行运转。
4、 基于PLC刀库捷径方向选择自动控制软件设计流程
在刀库捷径方向选择PLC控制系统设计期间，应依据刀库种类，如链式刀库、盘式刀库等明确不同设计要点。以盘式刀库为例，其刀库捷径方向选择自动控制需通过凸轮完成，借助PLC系统功能，对刀库中刀套位置、刀具大小及刀库旋转方式进行控制。因此在PLC控制软件设计期间，应注重刀库功能指标数据格式的选用，确保刀库能够正确履行控制系统指令，避免指令数据与格式不一等问题发生几率。
同时，在刀库捷径方向选择自动控制软件设计期间，相关设计人员还应掌握数据检索指令，完成对制定刀具套号搜索。通过编程刀具回转指令，对刀库旋转最小路径进行选择。利用逻辑运算方式，更新刀具转换后的各项数据，简化原自动化控制软件中的复杂逻辑控制程序，提升刀库捷径方向选择效率。
5、结束语
总而言之，将PLC系统能够应用在刀库捷径方向选择自动化控制化中，可切实提升自动换刀装置运行效率及稳定性，减少人力资源应用成本，促进数控加工行业经济利益最大化发展目标实现。但由于我国在刀库捷径方向选择自化控制中的研究时间较短，在PLC软件设计中依然存在诸多问题，需相关设计人员结合国外先进生产经验，对刀库捷径方向选择自动化软件进行不断完善。
参考文献：
[1]金世佳. 基于PLC刀库捷径方向选择自动控制的软件设计与研究[J]. 科技创新与应用，2014（34）：53.
[2]吴振华. 关于加工中心刀库捷径方向选择控制的演示设计[J]. 赤峰学院学报（自然科学版），2014，30（02）：24-26.
[3]朱明民. 基于LabVIEW的圆盘式刀库可靠性台架试验中的状态监测及故障预警[D].吉林大学，2017.
（作者单位：中国铝业西南铝业（集团）有限责任公司压延厂电气车间）
作者简介：杨道杰，1983年10月，男，汉族，重庆市，助理工程师，研究方向：电气传动自动化。