基于pmc控制的数控车床钻削装置设计

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1、基于PMC控制的数控车床钻削装置设计李文高健青岛职业技术学院海尔学院摘要：经济型数控车床的钻削功能通过手工操作尾座来实现，这种方式费时、费力。以FANUC数控系统PMC装置为控制单元，以气动控制冋路为驱动单元，以车床尾座为执行单元，设计了数控车床自动钻削装置。分析了装置硬件设计方案和软件PMC程序编写方法，介绍了装置工作流程，实践证明，此种方案设计成本低，能够提高数控车床的钻削效率，保证产品质量，降低操作人员的劳动强度。关键词：PMC程序;尾座;数控车床;气动控制;作者简介：李文(1977-)，男，山东牟平人，副教授，

2、研究方向：数控技术。收稿日期:2015-15-29基金：山东省高等学校科技计划项目(J15LB71)DesignofDrillingDeviceforNCLatheBasedonPMCControlLIWenGAOJianHaierSchool,QingdaoTechnicalCollege;Abstract：EconomicalCNClathedrillingfunctionisperformedbymanuallyoperatingtailsleeve,itistime-consumingandneedsgreat

3、effort.ThispaperusesFANUCCNCsystemPMCdeviceascontrolunit,pneumaticcontrolcircuitasthedriveunitandlathetailsleeveastheexecutionunittodesigntheCNClatheautomaticdrillingdevice,analyzesthedevicehardwaredesignschemeandsoftwarePMCprogrammingmethodsandintroducesthedevi

4、ceworkflow.Inthepractice,itisprovedthatthismethod,canbeusedtoimprovethedrillingefficiencyofCNClathes,ensureproductqualityandreduce1aborintensityoftheoperatorandthedesigncostis1ow.Keyword：PMCprogram;tailsleeve;NClathe;pneumaticcontrol;Received：2015-15-290引言口前，经济型

5、数控车床是从普通车床演变而来，长期以来因受普通车床尾座结构的限制，数控车床尾座的功能始终无法拓展。钻削时，操作人员摇动手轮，通过平键连接将运动传给丝杆，丝杆与螺母连接，螺母与套筒通过锁紧螺钉连接，为防止套筒转动，套筒下面的键槽与安装在尾座体内孔的平键相配合，这样手轮的转动就转化成套筒的移动，从而实现套筒的伸缩，完成刀具钻削或夹具定位功能1±1。这种钻削装置虽然结构简单，但批量生产时存在费时费力、尺寸不好控制等缺点。另外，全功能数控车床采用的液压尾座仅能作为加工时的辅助工具（起辅助支承作用），在结构设计上不具有钻削功能。

6、因此，本文以经济型数控车床CKA6136为例，通过重新设计尾座结构，增设气动驱动装置，编写PMC控制程序，实现机床自动钻削功能。1数控车床钻削装置硬件设计经济型数控车床钻削装置的硬件主要包含电气控制单元、气动驱动单元、尾座执行单元3部分组成。1.1电气控制单元根据钻削装置的控制功能，设计电气控制回路和信号回路，控制回路、输出信号回路的电源（DC24V）由开关电源提供，输入信号回路的电源（DC24V）由1/0模块经信号转接板提供[2-3]°电气控制回路如图1所示，输岀、输入信号回路如图2、图3所示。图3信号冋路（输入信号

7、）下载原图1.2气动驱动单元气动驱动单元主要由气动三联件（空气过滤器、减压阀、油雾器）、电磁换向阀（二位五通）、气缸、节流阀等气件组成。气缸规格、工作压力主要根据钻削时所需的轴向切削力来确定。1）钻削力的确定钻削轴向切削力的确定可通过查表或计算的方法进行，本文通过计算的方式确定，钻削轴向切削力的计算公式如下：其中:F.为轴向切削力，山为钻头直径，f为进给量，G；为修正系数，ZF为修正指数，yF为修正指数，kF为修正系数，修正系数或指数与刀具材料、加工材料有关。已知数据:加工材料为硬铝YL12,其0310,ZF=1,yF

8、=0.8,kF=0.7,d0=16N,f=0.17mm/r,将上述数据代入式（1）,计算出轴向切削力F尸842N。2）气缸的选择气缸缸径的设计计算需依据其负载力的大小、运行速度和系统工作压力P來决定,其计算步骤如下：根据气缸安装及驱动负载的实际工况，分析计算出气缸轴向实际负载F;依据气缸平均运行速度来选定气缸的负载率J一般情况，气