刀塔控制分析

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1、刀塔控制分析数控机床的控制分为两种：--种是机床CNC控制，也就是对G代码（对驱动器的控制）和其他一下功能，列如对人机交互界面的控制；一种是PLC控制,PLC控制的是机床辅助功能，也就是对M、S、T代码的控制，例如工作灯、机床信号灯、切削液等等。PLC对刀塔的控制是综合性最强的，包含了机械、液压以及电气的控制。刀塔的液压控制原理如图1,刀塔的推出用的是类似液压缸的装置，这里简化成液压缸。YA1、YA2、YA3分别对应机床的输出00、01、02。外部电路如图2,6个感应开关（前4个为刀位感应，第五个是推出与退冋感应，第六个是分度感应,也就是每换刀一次感应一次）接入输入板2屮，

2、3个电磁阀线圈接到输出板1屮,输入输出板通过牛角接头与机床面板相接。具体控制思路为：首先是刀塔的刀位感应器感应出刀塔当前的刀号并写入PLC程序屮，然后PLC接收来自CNC系统的指令（T代码）或者手动的正反转刀塔，换刀时，刀塔先推出，再正反转换刀，再退冋锁紧。图2因为是12刀刀塔，所以刀塔每次换刀所转过的角度为：360°/12=30。,且每次转过30°。如图3、图4,刀塔刀号的感应是用两个感应片（后一个相对前一个顺时针旋转30°）和四个感应器：A、B、C、D用于刀位的感应（AB与CD均呈60。夹角）。ABCD四个感应器呈现出12种不同的排列方式（每个感应器有两种状态，所以最大

3、应该是有2如16种排列组合，但刀塔的设计人员将其屮4种组合删掉，并月.用C超前A30°,A超前D30°,D超前B30°的相位来设计4个感应器的组合，理论上讲，甚至只用一个感应片就能实现，这里用两个感应片，可能是出于方便和6、8、10刀刀塔的统一设计，因为6、8、10刀是必须两个感应片的），在PLC屮用四个感应器所对应状态的反码串联的形式，将刀号写入PLC程序当中,PLC程序如图5、6、70如果把这个思路推广，比如在用到耍用回转式的机械手时，可以用此方法来对机械手当前所处状态进行检测。如杲再推广一下，也可以用到所有的状态检测的设备当中，只需要在每个部件进行变换的时候增加一个感

4、应器，所冇感应器的不同组合，也就是设备当前状态的反应。图3图41011｛A346:刀塔位置信号5输入｝Tf—TIM.01TM37R97A346secTH-jA460CMP#6R817CMP#8R817CMP#10R817CMP#12R81712045678｛刀塔总数里的选择，这里是12把刀，所以R322.3接通｝｛刀号读入（数刀）方式A460:六瑟多工位绝对值刀塔｝｛A347"A350为4个刀位感应器｝■(hA346XhA488R322.0XhR322.1X)-R322.2<)-R322.3A460A488TI—rdI——/I——/I——/fR322.3A350A349A3

5、48A347H/l——/I——II——/fA350A349A348A347H/l——II——/I——八A350A349A348A347TI——/I——/I——IfA350A349A348A347TI——/I——II——!A350A349A348A347H/l——II——II——八A350A349A348A347TI——II——/I——IiA350A349A348A347TI——/I——II——IfA350A349A348A347HI——II——II——/fA350A349A348A347H/l——II——II——IA350A349A348A347X)-R269.1-(A

6、R269.2-(AR269.3

7、号R103中。当NC程序执行到T代码时，也就是触发PLC中的R3,然后比较R3的值,如果小于1,或者大于12,就触发报警，如果R3也就是R105和R103相等，则换刀完成，否，则进入换刀程序。当触发换刀程序时，PLC先让刀塔推出，也就是输出YA1（00得电），然后再让刀塔以最短的路径进行正或反转，推出程序如图9（原程序当屮设计得比较复杂，因为原程序囊括了其他类型的刀塔，还有一个手动换刀触发条件，然后列如：当刀在原点位置，即在1号刀位时，只有A感应器有感应，所以其他3个的常闭触点和A的常开触点串联（也就是说感应状态是