0 引 言

      ORIN-2300卧式加工中心具有加工精度高、加工范围广和加工效率高的特点，机械部分的稳定性也非常优良。由于设备已经使用了20多年，电气部分出现严重老化、维修成本逐年升高。采用西门子公司的SINUMERIK 840D系统对机床的电气控制系统进行了改造。在改造方案中选择了西门子的840Dsl系统，同时选用了作为选配功能的刀库管理模块，为刀具提供了完备的管理功能，包括刀具的装、卸载功能、刀具重定位功能、刀具的各种参数管理、刀具类型管理及刀具搜索功能，同时还提供了与PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）通信的共享数据块，并且提供了PLC编程时使用的标准函数，只需提供简单的参数进行函数调用即可完成刀具移动、装卸等应答操作。刀库管理系统还提供了极大的灵活性，只需通过简单的参数设置，即可用于多种不同形式和结构的刀库。

      ORIN-2300卧式加工中心采用链式刀库且配置了机械臂，共能存放50把刀具。因此，刀库管理程序的可靠性，将会对机床的运行安全起到关键作用。使用SINUMERIK 840D的刀库管理功能，能够高可靠性地解决机床刀库管理问题，使其安全可靠、换刀灵活方便、操作更加简单明了。

      换刀过程需要PLC与NC（Numerical Control，数字控制系统）的默契配合才能准确可靠地完成，NC控制机床完成准备动作并向PLC发出指令，PLC则按照指令完成响应动作并将实际状态通过应答的形式反馈给NC保证双方的数据一致，当数据不一致时系统将禁止相应程序的执行，保证系统安全。

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      为了确保换刀准确可靠，机床在换刀过程中的动作具有严格的互锁，这些互锁在PLC程序中判断，主要有6个原则。

     （1）所选刀具如果在主轴上，则不进行刀具交换过程，换刀结束；

     （2）所选刀具在刀库中，则刀库旋转到换刀位，进行换刀；

     （3）所选刀具在刀爪上，则刀具不旋转，直接换刀；

     （4） 所选刀具不在刀爪上，则刀库旋转到刀爪所在的刀具位，将刀爪上的刀具还到刀库，刀库再旋转到所选的到位，再进行换刀；

     （5）所选刀具不在刀库中，则报警；（6）只有刀具交换到主轴且主轴刀具已夹紧，此时刀具补偿才生效。