一 輕型龍門加工中心機床自動換刀過程要求

　　1.輕型龍門加工中心機床概述

　　輕型定梁龍門機床為工作臺移動警沧、橫梁固定式龍門機床距芬，可帶刀庫署氏，也可不帶刀庫铣修。機床由床身粗线、立柱和固定橫梁構(gòu)成高剛度封閉框架。工作臺在床身導軌上做縱向運動超丛，該向為X坐標;溜板在橫梁導軌上做橫向運動蚂霎，該向為Y坐標;滑枕鏜銑頭在溜板導軌上做垂向運動，該向為Z坐標逢棺。機床采用SIEMENS840DE控制系統(tǒng)贷挠，機床的X、Y篱馅、Z三軸都是CNC控制軸春环，主軸采用西門子公司交流主軸電動機驅(qū)動，X展嘲、Y沟密、Z三向進給采用西門子公司伺服電動機驅(qū)動≡剑可以實現(xiàn)三維直線插補痹换、二維圓弧插補和任意三軸聯(lián)動。

　　2.自動換刀控制要求

　　2.1刀庫控制

　　刀庫可以為盤式刀庫都弹，刀庫容量為20位娇豫，主軸與刀庫換刀采用無機械手，就近找刀畅厢，原位直接換刀的方式;也可以用鏈式刀庫冯痢，刀庫容量為40把刀，采用機械手框杜，任意找刀浦楣，任意換刀方式。刀庫盤由電動機通過齒輪降速驅(qū)動咪辱，有正振劳、反轉(zhuǎn)和停止控制。為使刀庫盤快速停止梧乘，在電動機輸出軸上加有一失電摩擦制動器澎迎。當停止信號發(fā)出時，即令該制動器的電磁鐵失電选调，從而使刀庫停止轉(zhuǎn)動。刀庫盤轉(zhuǎn)動的分度和定位由馬氏機構(gòu)律愉、零位開關(guān)和計數(shù)開關(guān)實現(xiàn)臭呀。刀庫每轉(zhuǎn)到一個刀位喂磷，計數(shù)開關(guān)即動作一次。當?shù)稁燹D(zhuǎn)到零位時聊树，零位開關(guān)也動作欲访。當?shù)稁燹D(zhuǎn)到指定刀位時，計數(shù)開關(guān)或零位開關(guān)動作峦筏，這時立即使電動機停轉(zhuǎn)宏动，制動器失電制動，從而刀庫盤停止并依靠馬氏機構(gòu)精確定位在換刀位置蒂鹏。刀庫停止后斜孩，計數(shù)開關(guān)或零位開關(guān)斷開，這時應提示報警艳禁。

　　2.2氣動控制

　　刀庫防護門開關(guān)和主軸錐孔吹氣由氣動控制臀胞，氣源氣體經(jīng)處理后供給汽缸。刀庫防護門開關(guān)由一氣缸來驅(qū)動叮廉，控制由二位四通雙電控換向閥來完成蛋济。該換向閥的特點是：換向閥的兩個位置，分別由兩個電磁鐵控制炮叶，而且換向閥時只需要給電磁鐵一個短暫的電信號(電信號待續(xù)時間為2s)即可完成換向碗旅。只有給另一個電磁鐵一個短暫電信號后，換向閥才會換到另一個位置镜悉。主軸錐孔吹氣用來清潔主軸錐孔扛芽，吹氣接通用一個二位三通電控截止閥來實現(xiàn)。當松刀開始時积瞒，給該電磁鐵通電川尖，開始錐孔吹氣，直至松刀狀態(tài)結(jié)束時茫孔，電磁鐵失電叮喳，吹氣停止。

　　2.3主軸拉刀控制

　　主軸內(nèi)部裝有刀具自動拉緊機構(gòu)缰贝，該機構(gòu)由碟簧拉緊馍悟、液壓松開刀具。刀具的拉緊和松開由一個兩位四通電磁閥控制剩晴。拉刀機構(gòu)分為有刀锣咒、無刀、松刀砰声，由三個無觸頭感應開關(guān)監(jiān)測這三個狀態(tài)仆洞。

　　刀具的拉緊及松開可以由指令控制，也可以由操作面板上的按鈕控制。刀具的松開和拉緊狀態(tài)應在面板上有所顯示甘直。主軸的轉(zhuǎn)動和刀具的拉緊和松開動作為互鎖關(guān)系刮跟。

　　3.馬氏機構(gòu)

　　刀庫動作過程本加工中心的刀庫由馬氏機構(gòu)刀庫盤、零位開關(guān)呐蹂、計數(shù)開關(guān)唬垦、刀庫門開關(guān)閥和行程開關(guān)、主軸吹氣閥等組成伐种。馬氏機構(gòu)刀庫自動換刀是主軸移動到刀庫些吨，利用主軸的松拉刀動作直接在刀庫盤上抓刀、還刀啡罗。在接近刀庫盤和離開刀庫盤時都需要慢速移動林葬，以免與刀庫盤或者刀具發(fā)生碰撞造成事故，在其他位置就需要用快速移動來節(jié)約時間刃唤。刀庫的運動包括三個過程即主軸抓刀隔心，主軸還刀和主軸換刀。主軸將運動到的幾個點尚胞，S1～S14表示滑枕和溜板運動的過程硬霍。主軸抓刀、主軸還刀和主軸換刀三個過程都可以用圖解分析出來笼裳。

　　3.1主軸抓刀過程

　　主軸抓刀是要求現(xiàn)在無刀的主軸去抓刀庫盤上的刀唯卖。動作是Y軸橫向移動到達刀庫頂端，Z軸向下移動到達刀具刀位并抓刀后躬柬，Y軸橫向移動離開刀庫(括弧號里內(nèi)容是對Y和Z軸動作的描述)：S1(Z軸到P0拜轨，快速)→S2(Y軸到P1，快速)→主軸定向允青，第一軟限位生效橄碾，刀庫門開→S8(Y軸到P2，快速)→主軸松刀→S7(Z軸到 P3颠锉，快速)→S6(Z軸到P4法牲，慢速)→主軸緊刀→S12(Y軸到P5，慢速)→S13(Y軸到P6足贴，快速)→S14(Z軸到P1牡泡，快速)→第二軟限位生效，主軸定向取消哮寨，刀庫門關(guān)尔产。

　　3.2主軸還刀過程

　　主軸還刀是把主軸上的刀還回刀庫盤上原刀位。動作是 Y軸橫向移動到達刀具刀位并松刀后瞎遗，Z向上離開刀具到刀庫頂端每此，Y軸橫向離開刀庫：S1(Z軸到P0披蛔，快速)→S2(Y軸到P1，快速)→主軸定向愤栽，第一軟限位生效→S3(Z軸到P6嗤雪，快速)→刀庫門開→S4(Y軸到P5挟七，快速)→S5(Y軸到P4齿喧，慢速)→主軸松刀→S11(Z軸到P3，慢速)→S10(Z軸到P2相贺，快速)→S9(Y軸到P1轻欣，快速)→第二軟限位生效，主軸定向取消肃弟，主軸緊刀玷室，刀庫門關(guān)。

　　3.3主軸換刀過程

　　主軸換刀是要求把主軸上的刀還回刀庫盤上原刀位笤受，并且再抓另外一把刀庫盤上的刀穷缤。動作是Y軸橫向移動到達刀具刀位并松刀后，Z向上離開刀具到刀庫頂端箩兽，刀庫盤轉(zhuǎn)動找刀津肛，Z軸向下移動到達刀具刀位并抓刀后，Y軸橫向移動離開刀庫：S1(Z軸到P0汗贫，快速)→S2(Y軸到P1身坐，快速)→主軸定向，第一軟限位生效 →S3(Z軸到P6落包，快速)→刀庫門開→S4(Y軸到P5部蛇，快速)→S5(Y軸到P4，慢速)→主軸松刀→S11(Z軸到P3咐蝇，慢速)→S10(Z軸到 P2涯鲁，快速)→刀庫盤旋轉(zhuǎn)，刀庫找刀→S7(Z軸到P3法雄，快速)→S6(Z軸到P4用兵，慢速)→主軸緊刀→S12(Y軸到P5，慢速)→S13(Y軸到 P6袁朗，快速)→S14(Z軸到P1涮愧，快速)→第二軟限位生效，主軸定向取消跃渠，刀庫門關(guān)订搏。

　　二 馬氏機構(gòu)刀庫自動控制程序說明

　　根據(jù)自動換刀控制要求和動作過程編制PLC進行調(diào)試，使ATC正常工作沛四。

　　1. 加工中心I/O點安排

　　1.1 輸入點安排I33.2：主軸緊刀到位開關(guān)(上位)框辞，I33.3：主軸緊刀到位開關(guān)(中位)蛔颖，I33.4：主軸松刀到位開關(guān)(下位)，I36.3：主軸松刀按鈕開關(guān)按下缤媒，I36.4：主軸緊刀按鈕開關(guān)按下政拾，I62.0：刀庫ATC生效，I62.1：刀庫ATC失效岔冯，I62.2：刀庫點動贸桶，I62.3：刀庫回零，I62.4：刀庫盤正轉(zhuǎn)桌肴，I62.5：刀庫盤反轉(zhuǎn)皇筛，I62.7：刀庫計數(shù)，I63.0：刀庫零位坠七，I63.1：刀庫門開水醋，I63.2：刀庫門關(guān)，I63.3：刀庫電動機監(jiān)控彪置，I63.4：刀庫鎖拄踪。

　　1.2 輸出點安排Q49.0：主軸松刀閥，Q49.3：主軸松刀拳魁，Q56.0：刀庫ATC生效燈惶桐，Q56.1：刀庫點動，Q56.2：刀庫電動機正轉(zhuǎn)的猛，Q56.3：刀庫電動機反轉(zhuǎn)耀盗，Q56.4：刀庫制動器，Q56.5：刀庫門開閥卦尊，Q56.6：刀庫門閉閥猎之，Q56.7：主軸吹氣閥。

　　2. 程序功能塊安排說明

　　FC51：主軸松拉刀乐跺，F(xiàn)C66：馬氏機構(gòu)刀庫T碼處理鹃远，F(xiàn)C67：馬氏機構(gòu)刀庫M碼處理，F(xiàn)C68：馬氏機構(gòu)刀庫綜合處理症忽。

　　3. PLC程序調(diào)試說明

　　刀庫調(diào)試時需要對各個電氣元器件進行單步調(diào)試嚎闹，保證每一件電氣元器件都能正常工作;然后根據(jù)刀庫的抓刀，換刀牙晰，還刀等動作進行全部動作的手動強制執(zhí)行暂臀，檢驗程序的執(zhí)行情況;最后才能使用T和M指令在自動方式下進行程序的連續(xù)自動執(zhí)行，使刀庫能正常運行较谣。

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