12.4 换刀宏程序及PLC程序的编制方法

换刀程序的编制有两种类型，其一是全部动作由PLC程序控制，其二是换刀动作的顺序部分由宏程序编制，而单步的动作由PLC程序编制。为了简化编程和调试，多数采用“宏程序”+“PLC程序”的结构构成“换刀程序”。

1.宏程序的优越性

宏程序优越性在于用“宏程序”编制刀库换刀的“顺序动作”极为方便，特别是换刀动作既包含了刀库的外围动作部分，又包含了Z轴的上下，主轴的定位，松刀锁刀，用宏程序编程可以直接指令Z轴和主轴的动作，程序清楚明了。宏程序的描述就相当于一般工控PLC中的SFC——步进梯形指令。但数控PLC中没有SFC——步进梯形指令，这是因为“宏程序”可以简单快捷的完成其功能。特别是在更换动作的先后顺序和“暂停”时间的处理方面，使用宏程序更是方便。

2.PLC程序只负责处理刀库换刀各步的具体动作及安全条件而不管各步动作的先后顺序。这样PLC编程的工作量就大大减少，使得程序分析和调试就更方便。

3.机械手刀库的换刀

机械手刀库的动作可以也应该分为两部分，第1部分是选刀，第2部分是换刀。因为机械手刀库的刀具数通常都比较多，单纯执行选刀动作都需要较多时间，而且选刀是刀盘在刀库内旋转，不影响加工程序的执行。所以为了提高加工效率，可以预先执行选刀程序，先选定刀具，待加工程序到达换刀工步时，再执行换刀宏程序。基于这样的要求，就编制了“选刀宏程序”和“换刀宏程序”。

4.选刀宏程序

在选刀宏程序中，有一个安全保护条件——即判断刀套已经完全收回刀库中，如果存在“刀套尚未完全收回刀库”的情况，选刀程序就一直停止在该步。在选刀宏程序中，M25指令驱动刀盘旋转。

5.换刀宏程序

机械手换刀动作顺序如下（选刀已预先完成状态）：

①各轴（X，Y，Z轴）运动至第1换刀点→②主轴停转→③关闭冷却液→④Z轴运动至第2换刀点→⑤主轴定位→⑥刀套垂直→⑦刀臂卡刀→⑧主轴松刀→⑨刀臂换刀→⑩主轴锁刀→(11)刀臂回原点→(12)刀套水平→(13)换刀完成。

换刀宏程序如下：