基于PLC的加工中心控制设计.docx

1基于PLC的加工中心控制设计许粤川韶关南枫建设有限公司广东韶关摘要在进行自选刀时主要有随机选刀和顺序选刀两种方式其中顺序选刀是按照事先预定好的工序在刀库中插入刀具然后按照顺序转到取到位置然后把使用过的刀具再次放入到原来的刀座中关键词加工中心控制设计计算机数控装置可编程控制器数据寄存器中图分类号TG659文献标识码51541收稿日期50516自动换刀装置的相关说明随着经济发展的步伐不断加快新理念新思想不断涌现现代制造业的发展速度也在呈上升趋势当前加工中心配置自动换刀装置的作用愈发突出原因在于它可以最大限度地降低零部件加工所需的时间自动换刀装置通常由三部分组成一是刀库刀库中刀具的数量在十到一百多把不等刀库的主要作用一方面可以储存刀具另一方面还可以实时准确地进行定位二是控制装置三是机械手如果刀库体积太大或是刀库中的刀具储存数量较多时这会影响刀库的移动速度最终使定位出现偏差此时机械手的有效性就会真正发挥出来它可以实现换刀动作换刀机械手可以对刀具进行重新装卸而且还能2灵活地进行刀库与主轴头之间的传递对于数控加工中心来说换刀效率的高低直接关系刀库的真正作用的发挥自动换刀装置的优点在于能够集中完成多个程序而且还能节省时间最大限度地提高工作效率因此为了满足现代发展之需通常情况下加工中心都会配备一定的自动换刀系统中心控制系统的主要特征稳定性强抵抗干扰力强我们都知道先前的继电器控制系统中都用到了中间继电器等部件但因为接触点不牢固极容易出现一定的事故随着高科技领域的不断发展在制造业中引入中心控制系统有效地解决了这一问题中心系统在设计中进行了屏蔽安全等保护措施可避免外部环境的干扰提高设备的使用率当前的应用范围非常广泛而且效果较为显著据统计该系统运行后可在很长的时间内不会出现故障能够正常运转即便遇到一定的干扰也能很好地抵御控制系统经常被用作干扰能力较为严重的工业生产现场并在其中发挥着巨大的作用可操作性强实用方便控制系统可操作性强实用方便一台控制系统可以为很多用户提供一定的编程元件可在复杂的环境中灵活运用与传统功能的继电器系统相比较而言控制系统有自己独有的优势之处一是能够通过互联网实现分散控制集中管理二是操作简单易行因此在工业设计中控制系统得到了有效的应用几乎完全3取代了传统的继电器控制大大提高了工作的效率也在一定程度上提高工作的精准性编程操作易行维修便捷当前在编程语言中尤以梯形图的使用范围最为广泛原因在于梯形图编程传承了传统继电器控制线路中的相关优点可将图清楚明了地反映到大众面前拥有一定的故障诊断能力以及自我修复能力当系统出现故障时可以通过二极管等发出警报这样可方便操作人员及时对故障进行排除将损失降至最低延长使用年限能耗低且重量轻控制系统能耗低且重量轻操作起来方便易行这主要是因为是通过大规模的集成电路组装而成的是一种实现机电一体化较为理想的控制设备尤其是对于一些较为繁杂的控制系统当使用系统后可大大降低继电器的使用数量因为的体积较小因而可将开关柜的体积缩小到一定范围内节省了一部分空间与传统继电器开关控制系统相比较占用空间小能耗低在现代工业发展中发挥着重要作用安装简便保养方便尽管控制系统体积较小但其功能却非常强大它不仅可以弥补传统继电器的不足之处而且还可以减小电器柜中各种电器元件存储的容量防止复杂的接线相互交错的梯形图程度可操作性强即便是编程初学者也能在很短的时间内将所有的操作技术掌握4如果系统出现一定的错误也能很容易将其修复尤其是对于一些系统较为繁杂的设计使用梯形图设计出的电路图更为简便可使相关人员在极短时间内掌握电路图的原理可为设计人员节约大量的时间识别刀具和选刀具的方法识别刀具方法通过加工中心的计算机数控装置发出选刀指令然后把刀库转到需要刀具号取刀位置的过程叫做自动选刀一般自动选刀主要有随机选刀和顺序选刀两种其中顺序选刀法指的是按照事先设定好的工序将刀具先后插入到刀库中然后在按照先后顺序转动到取到的位置并将使用过的刀具再次放入到原来的刀座中这种方式不需要安装刀具识别装置工作稳定性好驱动装置也较为简单但是刀库中的刀具无法在其他工序中进行使用假如没有按照顺序安装在刀库中会造成比较严重的后果随机选刀法指的是按照指令的要求随机选择需要使用的刀具可以在刀库中随意存放刀具在各个刀座或刀具上设置有相应的代码在进行换刀时刀库会自动旋转然后选择经过识别的刀具当指令和刀具代码一致时此刀具会被选中刀库会自动旋转然后将刀具送到需要换刀的位置利用可编程控制器随机进行选刀利用可编程控制器进行随机选刀可以使主轴上的刀具和刀库上的刀具进行任意交换此方式主要使用软件来实现选刀可以避免出现因识刀装置可靠性和稳定性低造成的选刀失误的情况5刀座号和刀具号一致为了可以讲述清楚本文假设刀库有把刀和个刀座可以存放把刀具在实际使用过程中要结合刀具的实际情况进行确定为了可以使用码将其表示出来以方框中号编制刀座固定位置编号主轴刀位置号为见图1通过在内部建立模拟刀库数据表要将刀座编号和数据表序号的编号逐一对应刀具号为各个表序号的内容其中主轴上的刀具号即为的内容在刀具旋转的过程中各个刀座从换刀位置通过时会将脉冲输入到并且在刀库正转的过程中会使计数脉冲加刀库反转的过程中会使计数脉冲少使内部计数器可以持续在之间进行循环并且当值为刀库当前刀座号的位置如图右边所示2选刀具体流程在向发送寻找新刀具的相关指令后会检索内部数据寄存器的模拟刀库数据表在搜索到给定的刀具号后会将刀具号所在位置和当前刀具库之间的位置进行比较并对刀库转向和相差的距离进行计算并根据计算结果向刀库轴发出脉冲频率和脉冲数保证需要的刀座号可以转动到指定位置为机械手刀库和主轴之间的换刀做好准备工作参考文献李叶紫王喜斌胡辉等编著单片机应用教程6北京清华大学出版社责任编辑吴汉