浅谈加工中心交换工作台控制

３．１ ＰＬＧ 机 型 选 择 ＰＬＣ生产 厂 家 较 多 ，实 现 的 功 能 大 致 相 同 ，但
性价 比和编程 语 言有 很大 的差 别 。 在我 国市 场 生产 ＰＬＣ 的厂家 有 以下几 个 ： １）施 耐德 公 司 ２）罗 克 韦尔公 司 ３）西 门子 公 司 ４）通 用 电 气 公 司 ５）日本公 司 （欧姆 龙 ，三菱 ，富 士 ，松下 ） 其 中用户 买 的最 多 的是三 菱公 司 的 ＦＸ 系列 。 ＰＬＣ选 型 的基 本 原 理 是 ：在 输 入 、输 出 上 应 满
在 国内 ，国产 的数控 机床 有 了很 大 的提高 ，和 国 外 的 同种产 品相 比较 还 是 有 很 大 的差 距 ，在 国 内市 场 国产 的数 控机 床 的市 场 占有率很 低 。国产 的平均 无 故 障 时间低 ，机床 故 障率 高 。
１．３ 主 要 设 计 内容 通 过 对 加工 中心 交换 工 作 台工 作 原理 分 析 ，设
ＰＬＣ作 为一种专 为工业 应用而设 计 的控 制器 ，在 自动控 制系统 中有极其 重要地位 ，主要有 以下特点 ：
１）可靠 性高 并且 抗 干扰 力 强 ；
通过 电气 原 理 图 和 机 床 本 身 所 用 的 ＦＡＮＵＣ 数 控 系统 和青 海华 鼎 机床 电器 元件 选 型 的参考 来 得 到下 列 电气元 件 。
中 图 分 类 号 ：ＴＧ６５９ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１００５—８３７０（２０１８）０２—３９—０５
１ 加 工 中心 介 绍
１．１ 研 究 背景及 意 义 加 工 中心其 自动化程 度 高 、工 序集 中 ，有 立式 和
卧式之 分 ，其 中最为 突 出的是 卧式 加工 中心 ，其 主轴 水 平放 置 ，大多数 采用 移 动立 柱结 构 ，大多数 都 带有 回转 工 作 台 。加 工 中心 带有 刀 库 和 自动 换 刀 装 置 ， 在 加工 工件 时 ，工 件 通 过 一 次 装 夹 就可 以加 工 工 件 的多个 表 面或多 个孔 。
是 否亮 起 。 交换工作 台都要重复以上步骤 ，其旋转方 向不同 。 交 换工 作 台是 通 过 ＰＬＣ输 入 信 号 和输 出信 号
来 控制 电磁 阀实 现加 工 中心工作 台 交换 。
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纯 碱 工 业
由以上 动作 可 以得到 电磁 阀先 后 得 电顺 序 。见
２）通 用 性 好 ，控 制 程序 可 以改 变 ，使 用 方 便 ，具
当不 能满 足 以上 条 件 就 会 出 现“２０７２ Ｔａｂ Ｄｉｓ— ａＩ１ｏｗ—Ｃｈａｎｇ交换 台不 能交 换 ”提示 。 ２．３ 确 定 控 制 方 式 ２．３．１ 继 电接触 器控 制 系统
工业 生 产 随 市 场需 求 的转 变 ，开 始 大 批量 小 品 种 转 变为 小批 量 多 品 种 的 生 产 。在 发 展 过 程 中 ，继
输 Ｘ７４ ＳＱ５ 电感 式 传 感 器 ．
入 信 Ｘ７．５ ＳＯ６ 电感 式 传 感 器
号 Ｘ７．６ ＳＯ７ 电感 式 传 感 器
Ｘ７．７ ＳＢ１ 带 灯 按 钮
Ｘ８．０ ＳＯ８ 限位 开 关
Ｘ８．１ ｓｑ９ 限 位 开 关
Ｘ８．２ ＳＢ４ 带 灯 按 钮
大 困 难 。
址分 配 是进 行控 制 系统设 计 所必 需 的 。在分 配好 地
继 电接 触 器控 制 系统 的弊端 ： １）使用 大 量机 械触 点 ，其可 靠性 比较 差 ；
址 以后 就可 以进 行 编写程 序 。（见 表 ２） ３．３ Ｉ／Ｏ 硬 件 接 线 图 及 电 器 元 件
一 一 一 一 ＋ 一 一 一 一 一 一（＋）＋ （一） 一 一 一 一 一 一 一 一 一 ＋ ～ 一
３ 控制 系统 的设计
交换 台夹 紧（落下 ） 一 一 一 一 一 一 ＋ 一
交 换 台 自转
一 ＋ 一 一 一 一 一 一
功 能 交 换 台 抬 起 到 位 交 换 台 落 下 到 位 交 换 台 正 转 到 位 交 换 台 反 转 到 位 交 换 台 拉 钩 抬 起 到 位 交 换 台 拉 钩 落 下 到 位 插 销 到 位 装 夹 完 成 交 换 台 ｌ落 在 钩 子 里 交 换 台 ２落在 钩 子里 插 销按 钮
号 Ｙ４．６ ＫＡ２６ 中 间 继 电 器
Ｙ５．３ ＨＬ２０ 指 示灯
Ｙ５．４ ＨＬ２１ 指示 灯
Ｙ５．５ ＫＡ２７ 中 间继 电器
Ｙ５．６ ＨＬ２２ 指 示 灯
（续 表 ） 功 能 交 换 台抬 起 交 换 台落 下 交 换 台正 转 交 换 台反 转 交 换 台拉 钩 抬 起 交 换 台拉 钩 落 下 交 换 台定 位 （插 销 ） 装 夹 完 成 确 认 交 换 台 到 零 位 位 置 交 换 台 自转 （拔 销 ） 插 销 指 示 灯
２．１ 加 工 中 心 交 换 工 作 台 工 作 过 程 分 析 １）由一个 阀来 控 制 使 得 交 换 台抬 起 ，用 一 个 检
测信 号 检测是 否 到位 ； ２）由一个 阀来 控 制 使得 交换 台拉 钩 抬起 ，用相
应 的检 测 信号 检测 是否 到位 ； ３）用 两个 检测 信号 检测 两工作 台是 否落 入钩 子
当加 工 中心 机 床 进行 批 量 加 工 时 ，工 件 装 卸 的 时 问 比较长 ，机床 上 的 电气控 制 的交 换 台可 以两 工 作 台进 行交换 ，可 以在 加工 的同时进 行装 夹 ，这样 就 缩短 了工 件装 卸 的时 间 ，提 高机 床 的利用 率 。因此 ， 此项 研究 非 常重要 ，它 对 提 高机 床 的效 率 有 着 重要 的 意 义 和 广 阔 的 发 展 前 景 。 １．２ 国 内外研 究 现状
里 ，检 测 到位后 ，将 工作 台进行 旋转 ； ４）由一个 阀来 控 制 使得 工作 台拉 钩 落 下 ，用一
个检 测信 号检 测是 否到位 ； ５）由一 个 阀来 控 制使 得 交 换 台落 下 ，用 一个 检
测信 号检测 是否 到位 ； ６）观察 检测 交换 台旋 转是 否到 位 的零 位 指示灯
机 床本 身用 的是 ＦＡＮＵＣ数 控 系 统 ，在 选 用 中 尽 可 能 选 用 同 一 品 牌 、型 号 的 产 品 ，因 此 选 用 ＦＡＮＵＣ 的 ＰＬＣ 机 。 ３．２ ｌ／Ｏ 地 址 分 配
电接触 器 出现 了许 多弊 端 ，它成 为 了生 产 转 换 的一
输 入／输 出信号 对应 的 ＰＬＣ的 Ｉ／Ｏ 端子 上 的地
表 １。
有很 好 的柔 性 ；
表 １ 电磁 阀 先 后 得 电 顺 序
３）功 能强 、适 用 范 围广 、性 能价格 比较高 ； ４）程序 简单 且 易学 易用 ；
ＹＶ３０ ＹＶ３１ ＹＶ３２ ＹＶ． ３３ ＹＶ３４ Ｗ ３５ ＹＶ３６ ＹＶ．３８
５）系统 设计 、调 试 以及维 修方 便 。
交 换 工 作 台定 位 ＋ 一 一 一 一 一 一 一
交 换 台松 开
一 一 一 一 一 一 一 十
因此 ，为 了更方 便 有 效 地 实 现 加工 中心 交 换 工 作 ，在设 计 中选用 可 编程 控制 器 （ＰＬＣ）。
拉 钩 抬 起 拉 钩 正 （反 ）传 拉 钩 落 下
２０１８年第 ２期
李久 业 ，等 ：浅 谈加 工 中心交 换工 作 台控制
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浅谈加工中心交换工作 台控制
李 久 业 ，周 红 ，何 生 军
（青 海 发 投碱 业 有 限公 司 机 修 车 间 ，青 海 德 令 哈 ８１７０９９）
摘 要 ：设 计 了基 于 ＰＬＣ 的 交 换 工 作 台 自动 控 制 ，通 过 ＰＬＣ，使 其 输 入 输 出来 控 制 电 磁 阀 动 作 从 而 实现 加 工 中 心 工 作 台 交 换 控 制 ，经 过 设计 ，数 控 机 床 获 得 了 良好 的 控 制 效 果 ，缩 短 了 装 卸 工 件 的 时 间 ，提 高 了机 床 的 利 用 率 和 生 产 率 ，保 证 了设 备 的可 靠 性 和 稳 定 性 ，解 决 了加 工 中心 装 夹 时 间长 等 一 致 性 问题 。 关键 词 ：加 工 中心 ；交 换 工 作 台 ；ＰＬＣ；电 气 原 理 图
加工 中心 最初 是在 数控 镗铣 床 上增加 了 自动换 刀装 置从 而实 现 多种工 序 加工 的机 床 。
近年来加 工 中心有 很 大 的发展 ，有 立 、卧五 轴联 动加工 中心 ，用于航空零 件 的加 工 ，汽 车零件 的加 工 ， 其 加工 中心柔 性高 ，生 产率高 ，精度 高 ，主轴转 速高
２）其功 能 局 限性 比较大 、所 占空 间大 、耗 能 多 ； ３）当生 产 工艺 发生 变化 其元 件 和接 线要 有所 变 动 ，变 动过 程 中时 间长 ，所需 费用 比较 多 。 ２．３．２ 可 编 程 控 制 器 （ＰＬＣ）
电气 控制 电路设 计 中应尽 可 能减 少 电器 元件 的 品种 和规 格 ，用途 相 同 的元 件 ，要 选 用 同一 品牌 、型 号 的产 品 。要 尽 量 了解 新 产 品 ，使 得设 计 进行 顺利 ， 使 路 线在 技术 指 标 、稳 定 性 、可 靠性 得 到 大 大 提 高 ，
２０１８年第 ２期
李 久业 ，等 ：浅谈加 工 中心交 换工 作 台控制
表 ２ 本 设 计 的 Ｉ／Ｏ 分 配 表
输 入 ／输 出
硬 件
Ｘ７．０ ＳＱ１ 电感 式 传 感 器
Ｘ７．１ ＳＱ２ 电感 式 传 感 器
Ｘ７．２ ＳＱ３ 电感 式 传 感 器
Ｘ７．３ ＳＯ４ 电感 式 传 感 器
输 入 ／输 出
硬件
Ｙ４．０ ＫＡ２０ 中 间 继 电 器