【正文】 4)自動(dòng)換刀指令執(zhí)行后，要進(jìn)行刀架鎖緊到位信號(hào)的檢測(cè)，只有檢測(cè)到該信號(hào)，才能完成T代碼功能。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(zhǎng)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過熱。具體控制電路如圖51所示。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。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。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(cè)接近開關(guān)SQ1發(fā)出信號(hào)，停止電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)進(jìn)行鎖緊。斷路器QF實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的短路和過載保護(hù)。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。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。在分析之前，我們首先了解刀架 控制的電氣部分。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(duì)換刀過程進(jìn)行調(diào)整。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(duì)控制刀架的所有I/O信號(hào)進(jìn)行邏輯處理及計(jì)算。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(cè)刀架到位信號(hào)，刀架信號(hào)輸出端由高電平轉(zhuǎn)到低電平，由信號(hào)采集電路對(duì)這一瞬時(shí)信號(hào)進(jìn)行采集和保持，輸出相對(duì)應(yīng)的工位信號(hào)（高電平信號(hào)），相應(yīng)的中間繼電器線圈得電工作，使得刀架反轉(zhuǎn)夾緊。（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。PLC在數(shù)控機(jī)床中有三種不同的配置方式。機(jī)床機(jī)構(gòu)越復(fù)雜，輔助裝置越多，最終受控對(duì)象也越多。PLC處于CNC和MT之間，對(duì)NC側(cè)和MT側(cè)的輸入、輸出信號(hào)進(jìn)行處理。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。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。PLC接受CNC控制代碼M（輔助功能）、S(主軸轉(zhuǎn)速)、T（選刀、換刀）等順序動(dòng)作信息，對(duì)其進(jìn)行譯碼后轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)輔助裝置完成一系列開關(guān)動(dòng)作，如裝夾工件、更換刀具和開關(guān)切削液等。延時(shí)時(shí)間到達(dá)后，刀架反轉(zhuǎn)停止，換刀過程結(jié)束。圖4電動(dòng)刀架電機(jī)的控制硬件連接圖 當(dāng)PLC應(yīng)用程序由數(shù)控系統(tǒng)的信號(hào)接口或從機(jī)床控制面板得到換刀指令后，控制刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)，同時(shí)通過PLC的數(shù)字輸入監(jiān)控刀架的實(shí)際位置。（4）夾緊刀架 電動(dòng)機(jī)繼續(xù)反轉(zhuǎn)，此時(shí)蝸輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，渦桿軸3自身轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)兩端面齒增加到一定夾緊力時(shí)，電動(dòng)機(jī)1停止轉(zhuǎn)動(dòng)。（3）刀架定位刀架體7轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶著電刷座10轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到程序指定的刀號(hào)時(shí)，粗定位銷15在彈簧力的作用下進(jìn)入粗定位盤6的槽中進(jìn)行粗定位，同時(shí)電刷13接觸導(dǎo)體使電動(dòng)機(jī)1翻轉(zhuǎn)。（2）刀架轉(zhuǎn)位當(dāng)?shù)都荏w抬至一定距離后，刀架底座5和刀架體7的端面齒脫開，轉(zhuǎn)位套9用銷釘與蝸輪絲杠4聯(lián)接，隨蝸輪絲杠一同轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)端面齒完全脫開時(shí)轉(zhuǎn)位套正好轉(zhuǎn)過160176。蝸輪絲杠內(nèi)孔與刀架中心軸式間隙配合，在轉(zhuǎn)位換刀時(shí)，中心軸固定不動(dòng)，蝸輪絲杠繞中心軸旋轉(zhuǎn)。（1）刀架抬起當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后，電動(dòng)機(jī)1啟動(dòng)正常，通過套筒連軸器2使蝸桿軸3轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)蝸輪絲杠4轉(zhuǎn)動(dòng)。、刀架工作原理該裝配圖為螺旋升降式四方回轉(zhuǎn)刀架，其工作原理見圖：圖21 數(shù)控車床四工位刀架結(jié)構(gòu)1直流伺服電動(dòng)機(jī)；2聯(lián)軸器；3蝸桿軸；4蝸輪絲杠；5刀架底座；6粗定位盤；7刀架體；8球頭銷；9轉(zhuǎn)為套；10電刷座；11發(fā)信號(hào)；12螺母； 114電刷；15粗定位圖21所示為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床常用方刀架結(jié)構(gòu)，該刀架可以安裝四把不同的刀具轉(zhuǎn)位信號(hào)有加工程序指定。該刀架采用端齒盤作為分度定位元件，刀架轉(zhuǎn)位由三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部帶有制動(dòng)機(jī)構(gòu)，刀位由二進(jìn)制絕對(duì)編碼起器識(shí)別，并可雙向轉(zhuǎn)位和任意刀位就近選刀。整個(gè)刀架控制是一個(gè)純電氣系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。該種刀架更換和對(duì)刀十分方便。A、B型回轉(zhuǎn)刀盤的外切刀可使用25mm*150mm標(biāo)準(zhǔn)刀具和刀桿截面為25mm*25mm的可調(diào)工具，C型可用尺寸為20mm*20mm*125mm的標(biāo)準(zhǔn)刀具。如果定位、壓緊動(dòng)作正常，刀架會(huì)發(fā)出信號(hào)表示已完成換刀過程，可進(jìn)行切削加工。由于兩者底部安裝尺寸相同，更換刀架十分方便。（3）轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)刀架轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)刀架適用與盤類零件加工。換刀時(shí)方刀架的動(dòng)作順序是：刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位和刀架夾緊。這種換刀方式迅速、省時(shí)、有利于提高機(jī)床的生產(chǎn)效率。（1）排刀式刀架排刀式刀架一般用于小規(guī)格數(shù)控車床，以加工棒類為主的機(jī)床較為常見，它的結(jié)構(gòu)形式為夾持著各種不同用途刀具的刀夾沿著機(jī)床X坐標(biāo)軸方向排列在橫向滑板或一種稱為快換臺(tái)板上。三齒盤定位電動(dòng)刀架(又稱為“免抬刀架”)可實(shí)現(xiàn)上刀體不抬起而順利地轉(zhuǎn)位換刀的要求，排除了冷卻液、加工屑對(duì)刀架轉(zhuǎn)位時(shí)的影響，較為可靠地解決了刀架的密封問題。按裝刀數(shù)來分常見的有四工位電動(dòng)刀架和六工位電動(dòng)刀架等。為滿足不同工件的加工要求，數(shù)控刀架分為12工位，形式為立式和臥式。德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)VDI刀盤DIN69880和DIN69881標(biāo)準(zhǔn)。（7） 裝刀裝置 包括刀盤、刀夾及夾刀裝置。（5） 精定位裝置 刀具在切削時(shí)需要很高的剛性和定位精度，因此刀架都選用齒盤副做的精度定位元件。（4） 松開、剎緊裝置 齒盤副的松開剎緊。（3） 預(yù)定位裝置 到達(dá)所需的工位后，停止分度運(yùn)動(dòng)，以便于齒盤正確嚙合。結(jié)構(gòu)主要分為間歇分度結(jié)構(gòu)和連續(xù)分度機(jī)構(gòu)。數(shù)控刀架作為數(shù)控車床的動(dòng)作執(zhí)行部件，其基本結(jié)構(gòu)：（1） 驅(qū)動(dòng)裝置 主要有電機(jī)、液壓電動(dòng)機(jī)、齒輪、齒條。另外，加工工藝適應(yīng)性和連續(xù)工作的工作能力也明顯提高。由于增加了C軸和銑削動(dòng)力頭，這種數(shù)控車床的加工功能大大增強(qiáng)，除可以進(jìn)行一般車削外可以進(jìn)行徑向和軸向銑削、曲面銑削、中心線不在零件回轉(zhuǎn)中心的孔和徑向孔的鉆削等加工，第二章、數(shù)控車床刀架的概況電動(dòng)刀架是數(shù)控車床重要的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由于該類刀架采用全電控制，無需另加液壓或氣動(dòng)等其它動(dòng)力源，故對(duì)簡(jiǎn)化機(jī)床控制的復(fù)雜程度帶來好處。這種數(shù)控車床可同時(shí)控制兩個(gè)坐標(biāo)軸，即X軸和Z軸。、按功能分類（1）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床 采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和單片機(jī)、PLC對(duì)普通車床的進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行改造后形成的簡(jiǎn)易型數(shù)控車床，成本較低，但自動(dòng)化程度和功能都比較差，車削加工精度也不高，適用于要求不高的回轉(zhuǎn)類零件的車削加工。、按刀架數(shù)量分類(1)單刀架數(shù)控車床 數(shù)控車床一般都配置有各種形式的單刀架，如四工位臥動(dòng) 轉(zhuǎn)位