【正文】 的輸入信號經(jīng)光耦合器T與內(nèi)部電路耦合。晶體管和晶閘管輸出為無觸點輸出型電路，晶體管輸出型用于高頻小功率負載、晶閘管輸出型用于高頻大功率負載；繼電器輸出為有觸點輸出型電路，用于低頻負載。 輸入輸出接口輸入輸出接口是PLC與工業(yè)現(xiàn)場控制或檢測元件和執(zhí)行元件連接的接口電路。小型PLC的CPU采用8位或16位微處理器或單片機，如803M68000等，這類芯片價格很低；中型PLC的CPU采用16位或32位微處理器或單片機，如80896系列單片機等，這類芯片主要特點是集成度高、運算速度快且可靠性高；而大型PLC則需采用高速位片式微處理器。 PLC的基本組成 中央處理器中央處理器（CPU）由控制器、運算器和寄存器組成并集成在一個芯片內(nèi)。 PLC基本組成PLC基本組成包括中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出接口（縮寫為I/O，包括輸入接口、輸出接口、外部設備接口、擴展接口等）、外部設備編程器及電源模塊組成。國外的大型刀庫雖然功能強大但是價格昂貴，因此我公司投入了大型刀庫的研制。PLC及其網(wǎng)絡技術(shù)廣泛地應用到工業(yè)自動化控制之中，集三電于一體，具有較好的控制精度和高可靠性，成為現(xiàn)代工業(yè)工業(yè)自動化的支柱。盤式刀庫的控制系統(tǒng)設計4．PLC在刀庫上的應用可編程控制器PLC(Programmable Logic Controller)是一種通用控制裝置，是采用微電腦技術(shù)制造的自動控制設備。 用回轉(zhuǎn)控制指令( ROT ) 解決刀庫旋轉(zhuǎn)最短路徑的判別。系統(tǒng)可通過宏程序T 指令判斷使用隨機換刀方式還是使用隨機換刀+ 固定位置換刀的混合方式。其方法是: 將刀庫存儲刀具的區(qū)域分為兩部分, 一部分為多數(shù)的正常刀具區(qū), 仍然采用隨機方式換刀。所有刀具直徑都不超過100 mm 為通常的標準狀態(tài), 采用隨機換刀。換刀動作完成。后，接通電機停止信號12 ；電機停止旋轉(zhuǎn)，同時接通原點確認信號13 ，倒刀電磁閥失電。⑼主軸進行拉刀和夾緊后，機床發(fā)出換刀電機旋轉(zhuǎn)信號11 ，換刀臂旋轉(zhuǎn)扣刀和換刀電機停止開關(guān)斷開。⑻機械臂在換刀電機帶動下旋轉(zhuǎn)180176。⑹機械臂旋轉(zhuǎn)到一定位置，接通電機停止信號6 ，電機停止旋轉(zhuǎn)；機械臂開始扣刀，扣刀確認信號7 閉合，同時主軸夾爪松開。⑷經(jīng)過一段時間機床發(fā)出倒刀電磁閥得電信號3 ，倒刀氣缸縮回，使回刀磁簧開關(guān)斷開，倒刀磁簧開關(guān)閉合，發(fā)出倒刀定位信號4 。⑵當機床發(fā)出刀庫換刀指令1 時，刀庫分度電機開始旋轉(zhuǎn)(為正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)就近選刀)刀庫計數(shù)開關(guān)開始計數(shù)。FANUC 0i－MC數(shù)控系統(tǒng)的NC宏程序可以通過讀取、運用系統(tǒng)變量將宏程序中大小直徑刀具交換的條件狀態(tài)位作為換刀宏程序判斷跳步執(zhí)行的條件, 通過用戶宏程序和PMC之間的信號應答, 非常容易地實現(xiàn)大小直徑刀具的隨機換刀與固定換刀方式選擇。理想的隨機換刀控制通常包括圓盤式刀庫PMC 用戶程序和NC宏程序(大直徑選刀、換刀程序)兩部分。因此, 刀具交換實際上就是指搜索刀具和交換目標刀具兩個動作節(jié)拍。換刀的動作過程快速且準確可靠, 是一種常采用的刀庫形式。此方法換刀時間短, 適用于盤式、鏈式與箱式換刀系統(tǒng)。刀具號與刀套號不一一對應, 系統(tǒng)有相應的刀具表隨時記憶刀具使用情況, 刀具表中刀套號是固定的, 而刀具號則隨刀具的交換隨時更新。由于無刀具預選, 必須先歸還舊刀再換新刀, 刀庫無機械手, 用Z 軸運動進給, 換刀時間較長。無論換刀次數(shù)是多少, 刀套號與刀具號始終一一對應, 如N號刀套中始終是N號刀。 而后一種方式,刀套號和刀具號在換刀過程中不一致。下圖是幾種圓盤式刀庫的形狀 刀庫換刀常用控制方式換刀方式主要有固定換刀和隨機換刀。優(yōu)點是換刀速度快，裝刀量大（可達40把，普通常見216把）。因為其動作是：機械手臂同時拔出刀庫中及主軸上的刀具→旋轉(zhuǎn)180176。因此, 加工中心自動換刀系統(tǒng)性能的好壞能直接影響到數(shù)控機床加工效率的高低。333 圓盤刀庫的研究這幾年來, 由于機械制造產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展, 數(shù)控加工控制技術(shù)得到了迅速的普及和應用, 而其中帶有自動換刀裝置, 能在一次裝夾中就完成銑、鏜、鉆、擴等多種工序的加工中心更是占據(jù)了數(shù)控機床中的主導地位。這種自動換刀裝置的刀庫可儲存較多的刀具。這是由于法蘭盤的兩邊可以同時伸進鉗口。V型槽夾持結(jié)構(gòu)中機械手爪的形狀和V型槽能很好地吻合，使刀具能準確地保持軸向和縱向位置，從而提高了裝刀的重復精度。 雙刀庫機械手換刀1刀庫I；2主軸；3刀庫II；根據(jù)各類機床的需要，加工中心所使用刀具的刀柄主要有圓柱形和圓錐形兩種。由于雙臂回轉(zhuǎn)機械手 (、b、c)的動作比較簡單，而且能同時抓取和裝卸機床主軸和刀庫中的刀具，因此換刀時間可以進一步縮短。，它們分別是鉤手28a，抱手28b，伸縮手28c和擦手28d，這幾種機械手能夠完成抓刀、拔刀、回轉(zhuǎn)、插刀以及返回等全部動作。在各種類型的機械手中，雙臂機械手換刀集中體現(xiàn)了以上的優(yōu)點。每交換一次刀具，刀庫和主軸箱就必須作兩次往復運動，因而增加了換刀時間。⑹刀庫快速向左返回，將刀庫從主軸下面移開，進行下一工序的加工。⑷主軸箱上升，刀庫同時旋轉(zhuǎn)，將下一工步需要的刀具對準主軸。⑵刀庫右移，刀座中的彈簧機構(gòu)卡入刀柄的V形槽中。它的刀庫1安裝在機床主軸箱2的左側(cè)，當某一把刀具加工完畢從工件上退出后，即開始換刀。刀具的交換方式和它們的具體結(jié)構(gòu)對機床的生產(chǎn)率和工作可靠性有著直接的影響。 刀具交換裝置的形式 數(shù)控機床的自動換刀裝置中，實現(xiàn)刀庫與機床主軸之間傳遞和裝卸刀具的裝置稱為刀具交換裝置。這種編碼方式稱為臨時性編碼是因為在更換被加工零件時，取出刀座中的刀具之后，刀座原來的編碼隨著編碼鑰匙的取出而消失。的碳刷組成。處于鑰匙有齒部分3的接觸片2被撐起，表示代碼1，處于無齒部分1的接觸片5保持原狀，表示代碼0。通過鑰匙把刀具的代碼轉(zhuǎn)記到該刀座上，從而給刀座編上了代碼。它采用了一種專用的代碼鑰匙，編碼時先按加工程序的規(guī)定給每一把刀具系上表示該刀具號碼的代碼鑰匙。一般情況下，永久性編碼是將一種與刀座號相對應的刀座編碼板安裝在每個刀座側(cè)面，它的編碼是固定不變的。與順序選擇方式相比較，刀座編碼方式最突出的優(yōu)點是刀具可以在加工過程中重復多次使用。采用這種編碼方式時，當操作者把刀具放入與編碼不符的刀座內(nèi)時，仍然會造成事故。由于這種編碼方式取消了刀柄中的編碼環(huán)，使刀柄的結(jié)構(gòu)大為簡化。但由于該系統(tǒng)的價格昂貴，所以限制了它的使用。選刀時，當某一把刀具在識別位置出現(xiàn)的信息圖形與存貯器內(nèi)指定的刀具信息圖形相一致時，便發(fā)出信號，使刀具停在換刀位置上，由機械手4將刀具取出。鏈式刀庫帶著刀座1和刀具2依次經(jīng)過刀具識別位置I，在這個位置上安裝投光器3，通過光學系統(tǒng)將刀具的外形及編碼環(huán)投影到由光敏元件組成的屏板5上形成了刀具圖樣。磁性識別裝置沒有機械接觸和磨損，因此可以快速選刀，而且具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，壽命長和無噪聲等優(yōu)點。當編碼環(huán)通過線圈時，只有對應于軟鋼圓環(huán)的那些繞組才能感應出高電位，而其余繞組則輸出低電位。編碼環(huán)分別由軟鋼和黃銅(或塑料)制成，非導磁性材料編碼環(huán)代表編碼1，導磁性材料編碼環(huán)代表編碼0。非接觸式編碼識別裝置又分為磁性和光電識別兩種方式。它通過觸針4來識別編碼環(huán)的大小，再通過識別器5來得到識別。這樣加工所需要的刀具就準確地停留在取刀位置上，然后由機械手從刀庫中將刀具取出。當?shù)稁熘袔в芯幋a環(huán)的刀具依次通過編碼識別裝置，編碼環(huán)的高低就能使相應的觸針讀出每一把刀具的代碼。通常全部為0的代碼是不允許使用的，以避免與刀座中沒有刀具的狀況相混淆，便于操作者的記憶和識別，也可以使用二 ——八進制編碼來表示。通過對兩種圓環(huán)的不同排列，可以得到一系列的代碼。在刀桿尾部的拉緊螺桿3上套著一組等間隔的編碼環(huán)1，并由鎖緊螺母2將它們固定。由于每把刀具都有自己的代碼，因而刀具可以放入刀庫中任何一個刀座中，這樣不僅刀庫中的刀具可以在不同的工序中多次重復使用，而且換下來的刀具也不必放回原來的刀座，這對裝刀和選刀十分有利，刀庫的容量也可以相應地減少，而且還可以避免由于刀具在刀庫中放置順序的差錯所造成的事故。 刀具編碼方式刀具的編碼選擇方式采用了一種特殊的刀具結(jié)構(gòu)，并對每把刀具進行編碼。但由于刀庫中的刀具在不同的工序中不能重復使用，因而必須相應地增加刀具的數(shù)量和刀庫的容量，這樣就降低了刀具和刀庫的利用率。采用這種方式的刀庫，不需要刀具識別裝置而且驅(qū)動控制比較簡單，可以直接由刀庫的分度機構(gòu)來實現(xiàn)。每次換刀時，刀庫按順序轉(zhuǎn)動一個刀座的位置，并取出所需要的刀具。目前，刀具的選刀方式主要有以下三種。換刀時間較長。在增加刀庫容量時，可增加鏈條長度，而不增加鏈輪直徑，因而鏈輪的圓周速度不增加，刀庫的運動慣量不象鼓輪式刀庫增加那樣多。在刀庫容量很大時，可采用多環(huán)鏈式刀庫（圖b）。通常為軸向取刀。 類型簡圖特點適用范圍鼓輪式刀庫刀庫空間利用率高，占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊；但裝取刀運動機構(gòu)、刀庫結(jié)構(gòu)都較復雜適用于大刀庫容量的場合，一般為60把以上的刀庫鼓輪彈夾式適用于刀庫置于機床立柱頂部，刀具容量較大的場合多層鼓輪式圖a刀具軸線與刀庫旋轉(zhuǎn)軸線平行，徑向裝、取刀具。因結(jié)構(gòu)簡單緊湊，應用較多；但因刀具單環(huán)排列，空間利用率低，大容量的刀庫外徑比較低大，轉(zhuǎn)動慣量大，選刀時間長，因此這種刀庫形式較適用于刀庫容量小的場合占地面積大，刀庫位置受限制，但將它置于臥式主軸的機床頂部，不妨礙操作，并且可用一單臂雙手機械手對主軸直接進行換刀，換刀時間短，結(jié)構(gòu)簡單。表21 常用刀庫類型類型簡圖特點適用范圍鼓輪式刀庫圖a為徑向取刀式圖b為軸向取刀式圖c為刀具在取刀位置可轉(zhuǎn)動90176。刀庫是自動換刀裝置中最主要的部件之一，其容量、布局以及具體結(jié)構(gòu)隨機床結(jié)構(gòu)的不同而不同。另外，還要求有清潔刀柄、刀孔及刀座的裝置,因而結(jié)構(gòu)較復雜，換刀時間一般較長。機床的主軸或刀架尺寸不受限制，這樣可以提高主軸或刀架部件的剛度，從而有利于提高機床的加工精度。刀庫布置在遠離加工區(qū)的地方，從而消除了它與其它部件相干涉的可能性。由于換刀過程中刀具需在各部件之間進行轉(zhuǎn)換，所以各部件的動作必須準確協(xié)調(diào)。加工中心按機床結(jié)構(gòu)的不同可以分為車削中心和銑削中心，其中銑削中心又分為立式加工中心和臥式加工中心。其特點是被加工零件只經(jīng)過一次安裝，就可以連續(xù)地對工件各個表面自動進行車削、銑削、鉆削、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、等多工步的加工，工序高度集中。 CNC machine toolKeywords: Programmable Logic Controllers hardware and software design methods, focuses on the system39。AbstractProgrammable Logic Controller (PLC) is a kind of universal industrial control apparatus which is developed rapidly and used widely in recent years, taking microprocessor as its core, integrating microputer technology, automation technology and munication technology. It is applied very diffusely in varied field of industrial control with the characteristics such as allround functions, flexible application, well reliability, high ratio of capability and price and easy maintenance and so on, having bee a robust tool to realize industrial automation.The content that this paper studied is to make use of PLC technology to realize the CNC machine tool of the Disc cutter mud system, design the electric control system, apply the latest control technology to the lathe t