【文章內(nèi)容簡介】 controller）。在數(shù)控機(jī)床上使用PLC取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，使得數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)更加緊湊，功能更豐富，響應(yīng)速度更快，工作更可能。、可編程邏輯控制器（PLC）的組成數(shù)控機(jī)床的控制可分為兩大部分：一部分是坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的位置控制；另一部分是數(shù)控機(jī)床加工過程的順序控制。在討論P(yáng)LC、CNC和機(jī)床各機(jī)械部件、機(jī)床輔助裝置、強(qiáng)電回路之間的關(guān)系時(shí)，常把數(shù)控機(jī)床分為“NC側(cè)”（數(shù)控系統(tǒng)側(cè)）和“MT側(cè)”（機(jī)床側(cè)）兩大部分?！癗C側(cè)”包括CNC系統(tǒng)的硬件和軟件、與CNC系統(tǒng)連接的外部設(shè)備：“MT側(cè)”包括機(jī)床機(jī)械部分及其液壓、氣壓、冷卻、潤滑、排屑等輔助裝置、機(jī)床操作面板、繼電器線路和機(jī)床強(qiáng)電線路等。PLC處于CNC和MT之間，對NC側(cè)和MT側(cè)的輸入、輸出信號進(jìn)行處理。MT側(cè)順序控制的最終對象隨數(shù)控機(jī)床的類型、結(jié)構(gòu)、輔助裝置等不同而有很大差別。機(jī)床機(jī)構(gòu)越復(fù)雜，輔助裝置越多，最終受控對象也越多。一般來說，最終受控對象的數(shù)量和順序控制程序的復(fù)雜程度從低到高依次為CNC車床、CNC銑床、加工中心、FMC、FMS。PLC在數(shù)控機(jī)床中有三種不同的配置方式。（1）PLC在機(jī)床一側(cè)，代替了傳統(tǒng)的繼電器一接觸器邏輯控制，PLC有(m+n)個(gè)輸入/輸出（I/O）點(diǎn)。（2）PLC在電氣控制柜中，PLC有m個(gè)輸入和輸出（I/O）點(diǎn)（3）PLC在電氣控制柜中，而輸入和輸出接口在機(jī)床一側(cè)，這種配置方式使CNC與機(jī)床接口的電纜大為減少。第四章、自動(dòng)換刀的電器控制、刀架電氣控制系統(tǒng)電動(dòng)刀架為四工位，每個(gè)刀位對應(yīng)一個(gè)刀位到位信號，當(dāng)?shù)都苓\(yùn)動(dòng)經(jīng)過工位時(shí)，發(fā)出相應(yīng)的控制信號，使得電機(jī)反轉(zhuǎn)，對銷反靠，雙端齒精定位，螺紋升降夾緊，電機(jī)運(yùn)動(dòng)停止。數(shù)控刀架轉(zhuǎn)到工位時(shí)，由安裝在刀架內(nèi)部的霍爾傳感器檢測刀架到位信號，刀架信號輸出端由高電平轉(zhuǎn)到低電平，由信號采集電路對這一瞬時(shí)信號進(jìn)行采集和保持，輸出相對應(yīng)的工位信號（高電平信號），相應(yīng)的中間繼電器線圈得電工作，使得刀架反轉(zhuǎn)夾緊。數(shù)控機(jī)床刀架是由機(jī)床PLC來進(jìn)行控制，對于普通的四工位刀架來說，控制比較簡單，一般用于普通的車床。我們分析車床刀架的控制原理其實(shí)就是指刀架的整個(gè)換刀過程，刀架的換刀過程其實(shí)是通過PLC對控制刀架的所有I/O信號進(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)一般還要設(shè)置一些相應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)來對換刀過程進(jìn)行調(diào)整。下面我們分析PLC控制下的換刀過程。在分析之前，我們首先了解刀架 控制的電氣部分。刀架電氣控制部分如圖所示。圖中的a是刀架控制的強(qiáng)電部分，主要是控制刀架電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，來控制刀架的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；圖b是刀架控制的交流控制回路，主要是控制兩個(gè)交流接觸器的導(dǎo)通和關(guān)閉來實(shí)現(xiàn)a中的強(qiáng)電控制；圖c部分是刀架控制的繼電器控制回路及PLC的輸入及輸出回路，整個(gè)過程的控制最終是由這個(gè)模塊來完成的。 圖a 強(qiáng)電電路 圖b 接觸器電路圖c PLC的輸入輸出圖中各器件的作用如下：序號名稱含義1M刀架電動(dòng)機(jī)2QS4刀架電動(dòng)機(jī)帶過載保護(hù)的電源空開3KMKM6線圈刀架電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制交流接觸器4KA4由急?？刂频闹虚g繼電器5KAKA3刀架電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制中間繼電器6SQ1~SQ4刀位檢測霍爾元件開關(guān)7PMC控制刀架系統(tǒng)8U61單相滅弧器9RC阻容吸收裝置起到過載保護(hù)作用10KMKM6常閉對刀架正反轉(zhuǎn)起到互鎖作用11KAKA3常開對刀架正反轉(zhuǎn)起到起到自保作用12COM接地線自動(dòng)刀架控制涉及到的I/O信號如下：PLC輸入信號：~：1~4號刀到位信號輸入；PLC輸出信號：：刀架正轉(zhuǎn)繼電器控制輸出；：刀架反轉(zhuǎn)繼電器控制輸出。自動(dòng)換刀的電器控制 電動(dòng)刀塔電動(dòng)機(jī)是由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、熱保護(hù)開關(guān)組成一體的三相力矩電動(dòng)機(jī)，制動(dòng)器安裝在電動(dòng)機(jī)后端蓋上，制動(dòng)器的線圈為DC24V直接線圈，熱保護(hù)開關(guān)在電動(dòng)機(jī)繞阻內(nèi)，電氣控制線路。 電動(dòng)刀塔電氣控制線路接觸器KM1控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，接觸器KM2控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，接觸器KMKM2分別由繼電器KMKM2控制。斷路器QF實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的短路和過載保護(hù)。繼電器KM3控制電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)器線圈，當(dāng)KM3閉合，電動(dòng)機(jī)后端的制動(dòng)器線圈獲電動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)處于松開狀態(tài)，當(dāng)KM3斷開，制動(dòng)器線圈斷電，電動(dòng)機(jī)啊處于鎖緊狀態(tài)。當(dāng)電動(dòng)刀架轉(zhuǎn)到目標(biāo)位置的前一位置時(shí)，繼電器KM4獲電動(dòng)作，預(yù)分度電磁鐵線圈獲電，當(dāng)電動(dòng)刀架到換到位置時(shí)，電磁鐵推動(dòng)插銷移動(dòng)，分度到位檢測接近開關(guān)SQ1發(fā)出信號，停止電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)進(jìn)行鎖緊。鎖緊到位后，接近開關(guān)SQ2發(fā)出信號，繼電器KA3獲電動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)制動(dòng)，完成換刀控制后，KAKA3斷電。第五章、數(shù)控車床自動(dòng)換刀PLC控制數(shù)控車床中電動(dòng)刀架上夾持各種不同用途的刀具，通過旋轉(zhuǎn)分度定位來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的換刀動(dòng)作。下面以電動(dòng)刀架BWD401為例，分析數(shù)控車床自動(dòng)換刀的PLC控制過程。電動(dòng)刀架為六工位，采用蝸桿蝸輪傳動(dòng)，刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)刀架松開并進(jìn)行分度，反轉(zhuǎn)進(jìn)行鎖緊并定位。電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)由接觸器KMKM7控制，刀架的松開和鎖緊靠微動(dòng)行程開關(guān)SQ1進(jìn)行檢測，刀架的分度由刀架電動(dòng)機(jī)后端的角度編碼器進(jìn)行檢測。具體控制電路如圖51所示。圖51數(shù)控車床電動(dòng)刀架電氣控制線路、電氣設(shè)計(jì)要求1)機(jī)床接收到換刀指令(程序的T碼指令)后，刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)進(jìn)行松開并分度控制，分度過程中要有轉(zhuǎn)位時(shí)間的檢測，檢測時(shí)間設(shè)定為10s，每次分度時(shí)間超過10s系統(tǒng)就發(fā)出分度故障報(bào)警。2)刀架分度并到位后，通過電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)進(jìn)行鎖緊和定位控制，為了防止反轉(zhuǎn)時(shí)間過長導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過熱。3)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制過程中，還要求有正轉(zhuǎn)停止延時(shí)時(shí)間控制和反轉(zhuǎn)開始的延時(shí)時(shí)間控制。4)自動(dòng)換刀指令執(zhí)行后，要進(jìn)行刀架鎖緊到位信號的檢測，只有檢測到該信號，才能完成T代碼功能。5)自動(dòng)換刀過程中，要求有電動(dòng)機(jī)過載、短路及溫度過高保護(hù)，并有相應(yīng)的報(bào)警信息顯示。自動(dòng)運(yùn)行中，程序的T代碼錯(cuò)誤(T=0或T7)時(shí)相應(yīng)有報(bào)警信息顯示。、PLC編程的基本步驟及基本編程（1）控制系統(tǒng)開發(fā)開始，確定控制對象（機(jī)床、NC、PLC）、確定控制對動(dòng)作的規(guī)格，算出輸入、輸出點(diǎn)數(shù)，估計(jì)控制規(guī)模。不同型號的PC具有不同的硬件組成和性能指標(biāo)。他們的基本I/O點(diǎn)數(shù)和擴(kuò)展范圍、程序存儲容量往往差別很大。因此，在進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)之前，要對所用PC的型號、硬件配置（是否需要附加I/O板等）作出選擇。1）輸入輸出點(diǎn)輸入點(diǎn)是與機(jī)床側(cè)被控對象有關(guān)的按鈕、開關(guān)、繼電器和接觸器觸點(diǎn)等連接的輸入信號接口，以及由機(jī)床側(cè)直接連接到NC輸入信號接口。輸出點(diǎn)包括向機(jī)床側(cè)繼電器、指示燈等輸出信號接口。設(shè)計(jì)者對被控對象的上述輸入、輸出信號要逐一確認(rèn)，并分別計(jì)算出總的需要數(shù)量。選用的PC所具有的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)應(yīng)比計(jì)算出輸入、輸出點(diǎn)數(shù)稍多一些，以備可能追加和變更控制性能的需要。2）存儲容量等其它指標(biāo)程序規(guī)模雖機(jī)床的復(fù)雜程度變化，設(shè)計(jì)者要根據(jù)具體任務(wù)對程序規(guī)模作出估算，并據(jù)此確定合格的程序容量。所選擇PC的處理時(shí)間，指令功能，定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、內(nèi)部繼電器的技術(shù)規(guī)格、數(shù)量等指標(biāo)也應(yīng)滿足要求。（2）制定接口規(guī)格，分配DI,DO,編制地址