數(shù)控車床刀架是數(shù)控車床的重要組成部分之一。刀架是直接完成切削加工的執(zhí)行部件，按換刀方式的不同，數(shù)控車床的刀架系統(tǒng)主要有回轉(zhuǎn)刀架、排式刀架和帶刀庫的自動換刀裝置等多種形式。

 

　　回轉(zhuǎn)刀架是數(shù)控車床*常用的一種典型換刀刀架，通過刀架的旋轉(zhuǎn)分度定位來實現(xiàn)機床的自動換刀動作，根據(jù)加工要求可設(shè)計成四方、六方刀架或圓盤式刀架，并相應(yīng)地安裝4把、6把或更多的刀架?；剞D(zhuǎn)刀架的換刀動作可分為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位和刀架鎖緊等幾個步驟。它的動作是由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令完成的。該刀架具有結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定性好，自動化程度高、操作簡便、維修方便、適用范圍廣等特點，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

 

　　1 PLC控制與實現(xiàn)過程1.1回轉(zhuǎn)刀架的轉(zhuǎn)位原理數(shù)控車床的自動回轉(zhuǎn)刀架轉(zhuǎn)位換刀過程為：當(dāng)接受到數(shù)控系統(tǒng)的換刀指令后，刀盤松開???刀盤旋轉(zhuǎn)到指令要求的刀位???刀盤夾緊并發(fā)出轉(zhuǎn)位結(jié)束信號。

 

　　在機床自動工作狀態(tài)下，但指定換刀的刀號后，數(shù)空系統(tǒng)可以通過內(nèi)部的運算判斷，實現(xiàn)刀盤就近轉(zhuǎn)位換刀，即刀盤可正轉(zhuǎn)也可反轉(zhuǎn)。

 

　　1.2回轉(zhuǎn)刀架動作的控制回轉(zhuǎn)刀架換刀時，首先是刀盤松開，之后刀盤就近轉(zhuǎn)位到達指定的刀位，*后刀盤復(fù)位夾緊。刀盤的夾緊與松開，由一個兩位四通電磁閥控制。刀盤的旋轉(zhuǎn)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個方向，它由一個三位四通電磁閥控制，其旋轉(zhuǎn)速度分別由調(diào)速閥和調(diào)速閥控制。電磁閥在右位時，刀盤松開，系統(tǒng)壓力油經(jīng)電磁閥（左位）???調(diào)速閥???液壓馬達，刀架正轉(zhuǎn)。若系統(tǒng)壓力油經(jīng)電磁閥（右位）???調(diào)速閥???液壓馬達，刀架反轉(zhuǎn)。電磁閥在左位時，刀盤夾緊。

 

　　1.3回轉(zhuǎn)刀架轉(zhuǎn)位換刀的控制回轉(zhuǎn)刀架的自動轉(zhuǎn)位換刀是由PLC順序控制實現(xiàn)的。在機床自動加工過程中，當(dāng)完成一個工部需要換刀時，加工程序中的T代碼指令回轉(zhuǎn)刀架的轉(zhuǎn)位換刀。這時由PLC輸出執(zhí)行信號，首先使電磁鐵線圈得電動作，刀盤松開，同時刀盤的夾緊確認開關(guān)斷電，并延時200ms.

 

　　根據(jù)T代碼指定的刀具號，由液壓（）馬達驅(qū)動刀盤，就近轉(zhuǎn)位換刀，刀盤夾緊，即完成了回轉(zhuǎn)刀架的一次轉(zhuǎn)位換刀動作。

 

　　1.4設(shè)計要求本刀架上裝有八把刀，每一把刀對應(yīng)著一個霍爾接近開關(guān)，通過霍爾接近開關(guān)進行刀具位置檢測，要求刀架能夠以捷徑方向旋轉(zhuǎn)，按所需刀號換刀。刀架與霍爾接近開關(guān)的示意圖?；剞D(zhuǎn)刀架示意圖1.5設(shè)計思想為了能夠以捷徑方向旋轉(zhuǎn)，按所需刀號正確換刀。首先要判斷刀架旋轉(zhuǎn)的方向，然后判斷轉(zhuǎn)過幾個方位。

 

　　1）判斷刀架旋轉(zhuǎn)方向。假設(shè)T 0是實際刀號，T 1為待換刀號。將T 1與T 0的差值T 1 - T 0"與總刀數(shù)的一半（此處為4）比較，判斷正、反轉(zhuǎn)。即：當(dāng)T 1 =T 0時，發(fā)出到位信號；當(dāng)T 1 - T 0≥4時，刀架順時針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)T 1 - T 0＜4時，刀架逆時針旋轉(zhuǎn)。

 

　　2）判斷轉(zhuǎn)過幾個刀位，到達所需刀號。當(dāng)T 1 - T 0 =N時，N為轉(zhuǎn)過的刀位數(shù)。

 

　　1.6硬件設(shè)計PLC采用歐姆龍公司生產(chǎn)的CPM1A型整體式可編程邏輯控制器。其結(jié)構(gòu)緊湊、功能強，具有很高的性能價格比。

 

　　1.7軟件設(shè)計由于該PLC具有豐富的數(shù)據(jù)交換指令，故用數(shù)據(jù)指令來進行判斷比較。通道HR00存放實際刀號，通道HR01存放待換刀號，通道HR02存放待換刀號與實際刀號的差值，通道HR03存放旋轉(zhuǎn)刀位數(shù)。

 

　　1）將HR00和HR01中的數(shù)值進行比較。當(dāng)HR01- HR00=0時，表示刀號相符；當(dāng)HR01- HR00>0時，將HR01- HR00的差值存放在通道HR02中；當(dāng)HR01- HR00<0時，將HR01- HR00+8的和值存放在通道HR02中，因為刀架有八把刀。

 

　　2）根據(jù)HR02存放的值是否大于4，判斷正、反轉(zhuǎn)。當(dāng)HR02時，刀架順時針旋轉(zhuǎn)，將8- HR02的差值存放到HR03中；當(dāng)HR02時，刀架逆時針旋轉(zhuǎn)，將HR02中的數(shù)值存放到HR03中。

 

　　3）由計數(shù)器記數(shù)，判斷旋轉(zhuǎn)過的刀位數(shù)。通道HR03中存放的是旋轉(zhuǎn)刀位數(shù)，將它作為計數(shù)器的計數(shù)值，由于計數(shù)器對轉(zhuǎn)過的刀位計數(shù)，當(dāng)計數(shù)值到，表示換刀結(jié)束。是其軟件流程圖。

 

　　軟件流程圖2小結(jié)該PLC控制換刀的程序具有一定的通用性，只要更改總刀數(shù)（此處為8）和總刀數(shù)（此處為4），就可以用于其它多把刀的換刀。靈活地應(yīng)用PLC的數(shù)據(jù)功能指令，將使控制程序更加合理。