数控课程设计 六工位刀架 - 图文

数控车床六工位刀架设计

3)电动机正反转控制过程中，还要求有正转停止延时时间控制和反转开始的延时时间控制。

4)自动换刀指令执行后，要进行刀架锁紧到位信号的检测，只有检测到该信号，才能完成T代码功能。

5)自动换刀过程中，要求有电动机过载、短路及温度过高保护，并有相应的报警信息显示。自动运行中，程序的T代码错误(T=0或T>7)时相应有报警信息显示。

4.3编程的基本步骤及基本编程

（1）控制系统开发开始，确定控制对象（机床、NC、PLC）、确定控制对动作的规格，算出输入、输出点数，估计控制规模。

不同型号的PC具有不同的硬件组成和性能指标。他们的基本I/O点数和扩展范围、程序存储容量往往差别很大。因此，在进行PLC程序设计之前，要对所用PC的型号、硬件配置（是否需要附加I/O板等）作出选择。

1）输入输出点

输入点是与机床侧被控对象有关的按钮、开关、继电器和接触器触点等连接的输入信号接口，以及由机床侧直接连接到NC输入信号接口。

输出点包括向机床侧继电器、指示灯等输出信号接口。

设计者对被控对象的上述输入、输出信号要逐一确认，并分别计算出总的需要数量。选用的PC所具有的输入、输出点数应比计算出输入、输出点数稍多一些，以备可能追加和变更控制性能的需要。

2）存储容量等其它指标

程序规模虽机床的复杂程度变化，设计者要根据具体任务对程序规模作出估算，并据此确定合格的程序容量。

（2）制定接口规格，分配DI,DO,编制地址表。

根据选定PC的接口技术规格，设计和编制相关技术文件：输入输出信号电路原理图，地址表，PC数据表。梯形图中所用到的所有内部和外部信号、信号地址、名称、传输方向，与功能指令有关的设定数据，与信号有关的电气元件等都反映在这些文件中。编制文件的设计员除需要掌握所用CNC装置和PC的技术性能外，还需要具备一定的电气设计知识。

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1）输入输出信号原理图

与输入信号有关的器件名称、位置。如操作面板按钮、工作台行程限位开关、主轴准停传感器、电机热继电器等。

输出信号执行元件（操作面板指示灯、中间继电器线圈等）名称、位置。 输入和输出信号插座和插脚编号，或连接端子编号及其信号名称、在PC中的地址。

输入和输出信号接线和工作电源。 2）地址表

输入信号地址表，MT—PLC地址表。如X0000,X0002,X0004等均为输入信号的8位地址。少数输入信号的地址由CNC生产厂家定义，如急停输入信号EMS.M、进给轴零点返回减速信号XDEC.M、ZDEC.M等。

输出信号地址表，PLC—MT地址表。如Y48,Y53,Y80等均为输出信号的8位地址，字节的每位对应一个输出信号接口，应附有该信号的连接器名称和插脚编号。所有输出信号名称由设计者定义，并用缩写英文字母表示。

PLC—CNC地址表。如G100.G111等8位地址。这些信号已由CNC厂家定义，名称和含义均已固定，用户不得增删和修改。

CNC—PLC地址表。如F148.F156等8位地址。这些信号已由CNC厂家定义，名称和含义均已固定，用户不得增删和修改。

3）PC数据表

如地址名称为R300、R699等，该存储区可全部用作内部继电器地址，也可由功能指令参数设定。可以任意将整个存储区域划分成用于定时器、计数器、保持继电器和数据表及内部继电器存储区。

（3）编制梯形图。

对一台特定的数控机床，只要能满足控制要求，对梯形图的结构、规模并没有硬性的规定，我们可以按思路和逻辑方案进行编程。但理想的梯形图程序除能满足机床的控制要求外，还应具有最少的步数、最短的处理时间和易于理解的逻辑关系。

（4）顺序程序的输入、调试。

（5）系统运行（RAM） 。

4.4六工位刀架梯形图

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如图为数控车床电动刀架PLC控制梯形图，图中的X2.1、X2.2、X2.3为角度编码器的实际刀号检测输入信号地址，X2.6为角度编码器位置选通输入信号(每次转到位就接通)地址，通过常数定义指令(NUME)把刀架当前实际位置的刀号写入到地址D302中。通过判别一致指令(COIN)把当前位置的刀号(D302中的数值)与程序的T码选刀刀号(F26中的数值)进行判别，如果两个数值相同，则T码辅助功能结束(说明程序要的刀号与当前实际刀号一致)；如果两个数值不相同，则进行R1.1的分度控制。通过判别指令(COIN)和比较指令(COMP)与数字0和数字7进行比较，如果程序指令的T码为0或大于等于7时，系统要有T代码错误报警信息显示，同时停止刀架分度指令的输出。当程序指令的T码与刀架实际刀号不一致时，系统发出刀架分度指令(继电器R0.3为“1”)，刀架电动机正转(输入继电器Y2.4为“1”)，通过蜗杆蜗轮传动松开锁紧凸轮，凸轮带动刀盘转位，同时角度编码器发出转位信号(X2.1、X2.2、X2.3)，当刀架转到换刀位置，系统判别一致指令(COIN)信号R0.0为“1”，发出刀架分度到位信号(继电器R0.4为“1”)，刀架电动机经过定时器01的延时(定时器TMR01为50ms)后，切断刀架电动机正转输出信号Y2.4，同时接通反转运行开始定时器02，经过延时后，系统发出刀架电动机反转输出信号Y2.5，电动机开始反转，进行定位，锁紧凸轮进行锁紧并发出刀架锁紧到位信号(X2.5)，经过反转停止延时定时器03的延时(定时器TMR03设定为0.6s)后，发出电动机反转停止信号(R0.7为“1”)，切断刀架电动机反转运转输出信号Y2.5。通过刀架锁紧到位信号X2.5接通T辅助功能完成指令(R1.1为“1”)，系统辅助功能结束指令信号G4.3为“1”，切断刀架分度指令R0.3，从而完成换刀的自动控制。在换刀整个过程中，当换刀过程超时(TMR04)、电动机过载温升过高(X2.4)及断路器QF1(X2.7)信号动作时，系统立即停止换刀动作并发出系统换刀故障信息。

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第五节 小结

这次课程设计让我更加熟悉了从理论到实践的跨越。从当初的查阅资料，到现在的论文完成，这中间有很多值得回味的地方。

本文从数控车床刀架的概况、刀架的PMC控制等方面，分析了数控车床的换刀过程及其原理，本文应用FANUC专用PMC功能指令给出了部分控制程序。把书本上的知识运用到实践中去，也是我完成这次设计最大的感触。它们的共同点都是用所学有限的基础知识加上自己的实践去丰富自己，成就自我。

从这次课程设计的开始到完成，就确定了方向去找资料，在这个过程中，不仅仅是复习了以前所学到的知识，巩固以前学的知识，更接触了更多的知识，比如说，让我明白了编码器的工作原理，第一次真正把所学用到实践中去。都说学以致用，在这个过程中充实的知识印象深刻。

不管学过的还是没学过的，的确感觉困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现价值。有些东西以为学会了，但到用到的时候才发现是两回事，所以我认为只有真正会用的时候才是真的学会了。

参 考 文 献

[1] 邓三鹏. 数控机床结构及维修[M]. 北京：国防工业出版社，2011. [2] 蒋丽.数控原理及系统[M].北京:国防工业出版社,2011.

[3] 张凤珊,祖龙起.电气控制及可编程序控制器[M].中国轻工业出版社2003.

[4] 袁任光.可编程控制器(PC)应用技术与实例[M].广州:华南理工大学出版社，2001.

[5] 李佳. 数控机床及应用[M]. 北京：清华大学出版社，2001. [6] 董玉红. 数控技术[M]. 北京：高等教育出版社，2004.

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