數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、機(jī)床電器計(jì)算機(jī)應(yīng)用數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)陳學(xué)軍（臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，）摘要：在分析數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架工作過程的基礎(chǔ)上，介紹了自動(dòng)換刀控制的程序設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明，設(shè)計(jì)的程序在實(shí)際應(yīng)用中靈活性強(qiáng)可靠性高。關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；換刀；中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文章編號(hào)：（）一，引言經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床都配有電動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，回轉(zhuǎn)刀架除了必須具有良好的強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工的切削力和定位精度外，同時(shí)通過數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置或獨(dú)立和控制電路完成回轉(zhuǎn)刀架的自動(dòng)回轉(zhuǎn)及找刀定位的全部動(dòng)作，所以自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的程序設(shè)計(jì)對(duì)刀架的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性具有重要的作用。（）主電路（）輸入輸出控制回路圖刀架控

2、制原理圖電動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架工作過程電動(dòng)刀架一般有四工位或六工位，由電動(dòng)機(jī)、機(jī)械數(shù)控刀架換刀有兩種模式，一種是手動(dòng)換刀，另一種是通過指令進(jìn)行自動(dòng)換刀。手動(dòng)換刀是指將機(jī)床調(diào)至手動(dòng)狀態(tài)，通過刀位選擇按鍵進(jìn)行目的刀位選擇，有的系統(tǒng)是利用波段開關(guān)的形式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，有的系統(tǒng)是利用記數(shù)的形式來實(shí)現(xiàn)，比如說通過檢測(cè)刀位選擇信號(hào)的狀態(tài)，如果按下刀位選擇按鍵，計(jì)數(shù)器的數(shù)值會(huì)發(fā)生改變，系統(tǒng)選擇也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。也可以采用單鍵換刀，一個(gè)短促的按鍵可以換下一個(gè)刀位。指令換刀是直接通過編程刀號(hào)作為目的刀位進(jìn)行換刀。刀架電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)為選刀過程，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)為鎖緊過程，選刀監(jiān)控時(shí)間和鎖緊監(jiān)控時(shí)間由定時(shí)器決定。其控制流程如圖。換

3、刀機(jī)構(gòu)、發(fā)訊盤等組成，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出換刀信號(hào)，刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)，通過減速機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)將上刀體上升至一定位置，離合盤起作用，帶動(dòng)上刀體旋轉(zhuǎn)到所選擇刀位，發(fā)訊盤發(fā)出刀位到位信號(hào)，刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)，完成初定位后上刀體下降，齒牙盤嚙合，完成精確定位，并通過升降機(jī)構(gòu)鎖緊刀架?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)刀架的換刀過程通過對(duì)控制刀架的所有信號(hào)進(jìn)行邏輯處理及計(jì)算，實(shí)現(xiàn)刀架的順序控制，另外為了保證換刀能夠正確進(jìn)行，系統(tǒng)還要設(shè)置一些相應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)來對(duì)換刀過程進(jìn)行調(diào)整。本設(shè)計(jì)采用西門子編程軟件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)?？刂齐娐酚布泳€圖刀架電氣控制部分如圖所示。圖中的（）是刀架控制的主電路，主要是通過控制刀架電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)來控制刀架的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；圖

4、（）是刀架控制的輸入輸出控制回路。每把刀具都有一固定刀號(hào)，通過霍爾開關(guān)（一般為型，因此我們?cè)诮尤胄蜁r(shí)要并接一電阻）進(jìn)行到位檢測(cè)。軟件設(shè)計(jì)程序部分包括換刀刀號(hào)或編程刀號(hào)的讀入、刀位判斷比較、正轉(zhuǎn)尋刀監(jiān)控及反轉(zhuǎn)鎖緊延時(shí)監(jiān)控等，限于篇幅，只給出自動(dòng)換刀部分梯形圖如圖。圖是自動(dòng)換刀控制的梯形圖，在梯形圖中，用字節(jié)傳送指令將當(dāng)前刀位開關(guān)信號(hào)一轉(zhuǎn)換成當(dāng)前刀號(hào)存放到。中，在選通信號(hào)的作用下，將指令刀號(hào)。和當(dāng)前刀號(hào)。進(jìn)行比較，如果不相等則置位，復(fù)位，吸合，刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)，刀架開始旋轉(zhuǎn)；刀架在正向旋轉(zhuǎn)的過程中不停的對(duì)刀位輸入信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，每把刀具各有一個(gè)霍爾位置檢測(cè)控制流程圖一一計(jì)算機(jī)應(yīng)用數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架控制

5、系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)床電器讀入當(dāng)前刀號(hào)設(shè)定，不能過長，過長會(huì)造成手動(dòng)或自動(dòng)換刀時(shí)目的刀位不正確，過短對(duì)有些刀架會(huì)造成換不到位，特別是手動(dòng)換刀時(shí)會(huì)找不到下一個(gè)刀位而在原位轉(zhuǎn)換，這個(gè)時(shí)間的設(shè)定在調(diào)試時(shí)具體調(diào)定。自動(dòng)換刀時(shí)延時(shí)一段時(shí)間以后，復(fù)位，置位，電機(jī)停止正向旋轉(zhuǎn)，刀架開始反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)過程其實(shí)就是刀架鎖緊的過程，此過程延續(xù)一段時(shí)間，直到刀架鎖緊到位，但反轉(zhuǎn)時(shí)間不宜過長或過短。過長就有可能燒壞電機(jī)或造成電機(jī)過熱空開跳閘，時(shí)間過短有可能造成刀架不能夠鎖緊。刀架鎖緊以后，整個(gè)換刀過程結(jié)束。當(dāng)然，在梯形圖的設(shè)計(jì)中還要考慮一些保護(hù)和安全因素，如刀架電動(dòng)機(jī)長時(shí)間旋轉(zhuǎn)，而檢測(cè)不到刀位信號(hào)，則認(rèn)為刀架出現(xiàn)故障，立即停止刀架

6、電動(dòng)機(jī)，以防止將其損壞并報(bào)警提示；刀架電動(dòng)機(jī)過熱報(bào)警時(shí)，停止換刀過程，并禁止自動(dòng)加工等。是絮靜止且、前刀號(hào)趨如否手動(dòng)換刀自動(dòng)換刀或方式換刀蓁揍翌罕二另位或按選刀鍵堡塑堡丑量程刀號(hào)為？苧等于當(dāng)前刀號(hào)彝蕊丙是刀架反轉(zhuǎn)，刀架夾緊監(jiān)控生效刀架正轉(zhuǎn)尋刀，尋刀監(jiān)控生效編程刀具了嗎藉；耋劈冀字蓮二：童退出程序夾緊監(jiān)控結(jié)束，復(fù)位進(jìn)全保持和反轉(zhuǎn)信號(hào)換刀結(jié)束圖換刀程序流程圖結(jié)論本設(shè)計(jì)程序和數(shù)控系統(tǒng)配合已成功地應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)一卜刊卜一卜叫一一）一卜卜一卜型數(shù)控機(jī)床的刀架部分改造，實(shí)踐證明，其運(yùn)行可靠性好，在調(diào)試中根據(jù)不同的刀架性能，配合數(shù)控系統(tǒng)，可靈活地修改刀位數(shù)、正轉(zhuǎn)尋刀監(jiān)控時(shí)間、正轉(zhuǎn)找到刀位后的延遲時(shí)間、和反轉(zhuǎn)鎖緊

7、監(jiān)控時(shí)間等，使刀架的運(yùn)行效率高并穩(wěn)定可靠。參考文獻(xiàn)：）卜卜一）卜譎；卜一）叫卜卜祝紅芳及其在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用北京：人）民郵電出版社，吳中俊，黃永紅可編程序控制器原理及應(yīng)用北京：機(jī)械工業(yè)出版社，西門子數(shù)控系統(tǒng)簡(jiǎn)明安裝調(diào)試手冊(cè)工出版社，）圖自動(dòng)換刀梯形圖）王也仿主編可編程控制器應(yīng)用技術(shù)北京：機(jī)械開關(guān)，各刀具按順序依次經(jīng)過發(fā)磁體位置產(chǎn)生相應(yīng)的刀位信號(hào)。當(dāng)產(chǎn)生的刀位信號(hào)和指令刀號(hào)相一致的時(shí)候，認(rèn)為所選刀具已經(jīng)到位。刀具到位以后，刀架仍繼續(xù)正向旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間，這一時(shí)間由時(shí)間繼電器，收稿日期：一作者簡(jiǎn)介：陳學(xué)軍（一），女，碩士研究生，副教授。研究領(lǐng)域：電氣自動(dòng)化。（上接頁）力出版社，叵圈匝圈囤匭固匝團(tuán)回鎖具鉤件加工組合機(jī)床史敬灼步進(jìn)電機(jī)伺服控制技術(shù)北京：科學(xué)出版社，西