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1、第11期机械设计与制造2012年11月MachineryDesign&Manufacture69文章编号:1001—3997(2012)11-0069~02基于PLC的自动换刀系统研究张跃明官文邓卫平李园园(北京工业大学机械工程与应用电子技术学院,北京100124)TheStudyoftheSystemofAutomaticTooIChangerBasedonPLCZHANGYue—ming,GUAN.Wen,DENGWei—ping,LIYuan—yuan(NstituteofMechanicalEngineeringandApplicationofElectronic
2、Technology,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100124,China)”{一卓^量”^”t一”童一^^十^十●^^^十●^●^’、”童十t^"^4、I—l^卓十^^十”^1、童【摘要】分析了链式刀库系统的运行过程,设计了一种基于PLC的自动换刀系统。利用三菱FX1N一40MT小型PLC输出指定数量的高速脉冲来驱动刀库的伺服电机;带动链式刀库旋转并定位。利用PLC控制电磁阀的作用,继而控制气缸的运动,实现了对刀具和刀套的翻转。重点介绍了刀库运行过程中刀具的定位、刀套的翻转及机械手换刀的控制。关键词:自动换刀装置;PLC;伺
3、服电机;气缸【Abstract】Theoperatingprocessofchainstoragetoolisanalyzed,withacontrolprogrambasedonPLCpresented.TheFX1N-4OMTPLCproducedbytheMitsubishi,whichexportsaspecednumberof.highspeedpulses,isusedtodrivethe$ervomotorandtocontrolthemovementofmanipulator.ThePLCisalsousedtocontroltheactionofthea
4、ircylinderbythesolenoidvalvesforoverturningthetoo1.elocationandoverturnoftool,thetoolexchangebymanipulatorareintroducedindetail.KeyWords:AutomaticToolChanger;PLC;ServoMotor;AirCylinder中图分类号:TH16;TP271.4文献标识码:A单作用气缸SC100x85一S—BJ345A,使用压力范围为(O.15-0.8)1引言MPa;配套电磁阀为二位五通电磁阀4V220--08。磁感应开关选用自动换
5、刀装置是专门为大中型加工中心配套,实现刀具储的是某公司的CS1一F。(3)机械手换刀的控制:机械手的运动由电备及自动交换功能的重要功能部件,是高档加工中心和重型加工机和凸轮箱联合控制,并由机械手位置反馈装置检测机械手的旋中心的重要组成部”。自动换刀装置控制系统性能的好坏直接转信号;将旋转信号反馈给PLG,PLC控制电机的作用继而实现影响加工中心的性能。刀库及自动换刀装置的结构较为复杂,而对机械手运动的控制。且换刀动作较多;动作的相互协调关系较多,复杂系数较高,容易发生故障。因此,刀库及自动换刀装置的控制便成为加工中心控—伺服电机}__刀库I制系统中非常关键的环节。可辑编控
6、程制逻+ATC检测装置卜2系统的总体结构设计器FX1N—40MT—压卜圃一匦控制系统总体设计框图,如图l所示。该控制系统主要由人机界面、三菱小型PLC(FX1N-40MT)、伺服电机和气缸组成,FX1N一40MT在自由口通信模式下工作时,利用CPU模块的集成—÷I电磁阀}__—-叫气缸I接口进行通信目,CPU集成接口采用了PPI硬件规范,其接口为图1系统总体设计框图RS485串口,利用RS一232/RS-485转换器与带有RS一232标准接3刀库及机械手换刀过程的控制口的人机界面连接进行通信。刀库及自动换刀装置的控制主要包3.1刀具运动过程的控制括:刀具运动的控制、刀套翻
7、转运动的控制、机械手换刀的控制。链式刀库刀具的运动由伺服电机控制,伺服电机带动圆柱(1)刀具运动的控制:刀具的运动主要由伺服电机控制,同时利用分度凸轮转动,圆柱分度凸轮再带动链轮转动;凸轮旋转一周链接近开关检测链条运动的信号,将信号反馈给PLC,继而控制链轮运动一个刀位。条的运动和停止。接近开关采用的是欧姆龙公司的E2G-3.1.1选刀过程分析M12KS02。(2)刀套翻转运动的控制:刀套的翻转主要由气缸完刀库中存有32把刀具,分别置于1至32号刀座上。假设m成,其运动由PLC控制。PLC控制电磁阀的动作,即气缸的进气号刀座上
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