一種基于plc控制器的精密切割數(shù)控機床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于PLC控制器的精密切割數(shù)控機床技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于PLC控制器的精密切割數(shù)控機床。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及制造技術(shù)的進步，社會對產(chǎn)品多樣化的需求越來越強烈，產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期也越來越短，中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加，從而對制造設(shè)備提出了更高的要求。為滿足市場的需要，要求制造設(shè)備具有高效率、高質(zhì)量、高柔性及低成本的性能，數(shù)控機床作為一種自動化的加工設(shè)備而被廣泛采用。同時，隨著現(xiàn)代機械制造業(yè)向更高層次的發(fā)展，數(shù)控機床也必將成為柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)以及計算機集成制造系統(tǒng)((HMS)的基礎(chǔ)裝備。計算機數(shù)控系統(tǒng)作為制造形狀復(fù)雜、高質(zhì)量、高精度產(chǎn)品所必備的基礎(chǔ)設(shè)備，己成為當(dāng)今先進制造技術(shù)的一個重要組成部分。
[0004]PLC (Programmable Logic Controller)可編程邏輯控制器是20世紀60年代末期逐步發(fā)展起來的一種以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。PLC作為計算機技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的嶄新產(chǎn)品，也是開放式數(shù)控系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分。它在處理開關(guān)量的控制問題時起著重要作用?，F(xiàn)代先進的數(shù)控機床一般可分為機床床體(MT)、NC和PLC三部分。數(shù)控機床中NC和PLC協(xié)調(diào)配合共同完成對數(shù)控機床的控制，其中NC主要完成管理調(diào)度及軌跡控制等“數(shù)字控制”工作，PLC主要完成與邏輯有關(guān)的一些動作，如刀具的更換、工件的夾緊及冷卻液潤滑液的開停。PLC技術(shù)在各種工業(yè)過程控制、生產(chǎn)自動線控制中得到極為廣泛的應(yīng)用，成為工業(yè)自動化領(lǐng)域中的一項十分重要的應(yīng)用技術(shù)。
[0005]在數(shù)控機床上有兩類控制信息:一類是控制機床進給運動坐標軸的位置信息，如數(shù)控機床工作臺的前、后、左、右移動；主軸箱的上、下移動和圍繞某一直線軸的旋轉(zhuǎn)運動位移量等。這些控制是用插補計算出的理論位置與實際反饋位置比較后得到的差值，對伺服進給電機進行控制而實現(xiàn)的。這種控制的核心作用就是保證實現(xiàn)加工零件的輪廓軌跡，除點位加工外，各個軸的運動之間隨時隨刻都必須保持嚴格的比例關(guān)系。這類數(shù)字信息是由CNC系統(tǒng)(專用計算機)進行處理的，即“數(shù)字控制”。另一類是數(shù)控機床運行過程中，以CNC系統(tǒng)內(nèi)部和機床上各行程開關(guān)、傳感器、按鈕、繼電器等開關(guān)量信號的狀態(tài)為條件，并按照預(yù)先規(guī)定的邏輯順序，對諸如主軸的開停、換向，刀具的更換，工件的夾緊、松開，液壓、冷卻、潤滑系系統(tǒng)的運行控制。這一類控制信息主要是開關(guān)量信號的順序控制，一般由PLC來完成。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于PLC控制器的精密切割數(shù)控機床。
[0008]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):一種基于PLC控制器的精密切割數(shù)控機床，包括PLC控制器、CNC處理器、傳感器、X向電機和Y向電機，所述PLC控制器內(nèi)部設(shè)置有CNC處理器，所述PLC控制器通過信號接口與傳感器、X向電機和Y向電機分別連接，所述傳感器包括傳感單元、轉(zhuǎn)換單元和信號調(diào)節(jié)電路，所述傳感單元直接感受與響應(yīng)被測的部分，并輸出與被測量成一定關(guān)系的中間量，所述轉(zhuǎn)換單元將敏感元件得到的中間量轉(zhuǎn)換為電量，所述信號調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)電量信號為所要求的輸出信號，所述PLC控制器包括軸模塊、顯示模塊和通訊模塊，所述PLC控制器上設(shè)置有6個端子接口和串行通訊接口，所述PLC控制器通過串行通訊接口與PC主機相連，所述PLC控制器通過Q001.0和Q001.1兩個端子分別與X向電機和Y向電機相連接，所述PLC控制器通過%Ι001.0、％Ι001.1、％Ι001.2、％Ι001.3四個輸入口分別與傳感器1、傳感器I1、傳感器III和傳感器IV相連接。
[0009]進一步地，所述傳感器感應(yīng)到信號后通過接口電路傳遞給PLC控制器，PLC控制器將得到的信號通過交換區(qū)與CNC處理器進行數(shù)據(jù)的傳輸，CNC處理器將信息運算處理后再傳遞到PLC控制器中，PLC控制器通過控制X向電機和Z向電機分別取得X軸和Z軸運動。
[0010]進一步地，所述PLC控制器上設(shè)置有顯示屏和控制按鈕。
[0011]進一步地，所述傳感器采用機械式開關(guān)傳感器。
[0012]進一步地，所述PLC控制器上還設(shè)置有指示燈和報警燈。
[0013]進一步地，所述PLC控制器上設(shè)置有監(jiān)控裝置。
[0014]本發(fā)明采用機械觸發(fā)式傳感器，通過控制車刀運動來觸發(fā)傳感器，PLC把傳感器得到的信號傳給數(shù)控系統(tǒng)，再由系統(tǒng)來進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。機械觸發(fā)式傳感器與PLC的輸入擴展端的連接線簡單，而且易于維護，比用其它的傳感器降低了成本；在刀具精確切割中，對刀時間長、精度差這一問題，設(shè)計了精密切割數(shù)控車床，通過對刀尖位置的精確捕捉運用NUM數(shù)控系統(tǒng)自身的測量裝置得到了刀尖點的坐標，經(jīng)過計算將不同刀具相對于標準刀的位置偏差得出并再存入數(shù)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了自動對刀，有效地提高了對刀的效率和精度，具有可推廣性?？蔀樯a(chǎn)效率的提高，制造成本的降低起到積極的作用。
[0015]
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖；
圖1為本發(fā)明的數(shù)控機床傳感器組成示意圖；
圖2為本發(fā)明的數(shù)控機床接口電路示意圖。
[0017]
【具體實施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明；下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0019]如圖1-2所示，本發(fā)明涉及一種基于PLC控制器的精密切割數(shù)控機床，包括PLC控制器、CNC處理器、傳感器、X向電機和Y向電機，所述PLC控制器內(nèi)部設(shè)置有CNC處理器，所述PLC控制器通過信號接口與傳感器、X向電機和Y向電機分別連接，所述傳感器包括傳感單元、轉(zhuǎn)換單元和信號調(diào)節(jié)電路，所述傳感單元直接感受與響應(yīng)被測的部分，并輸出與被測量成一定關(guān)系的中間量，所述轉(zhuǎn)換單元將敏感元件得到的中間量轉(zhuǎn)換為電量，所述信號調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)電量信號為所要求的輸出信號，所述PLC控制器包括軸模塊、顯示模塊和通訊模塊，所述PLC控制器上設(shè)置有6個端子接口和串行通訊接口，所述PLC控制器通過串行通訊接口與PC主機相連，所述PLC控制器通過Q001.0和Q001.1兩個端子分別與X向電機和Y向電機相連接，所述PLC控制器通過％1001.0、％Ι001.1、％Ι001.2、％Ι001.3四個輸入口分別與傳感器1、傳感器I1、傳感器III和傳感器IV相連接。
[0020]所述傳感器感應(yīng)到信號后通過接口電路傳遞給PLC控制器，PLC控制器將得到的信號通過交換區(qū)與CNC處理器進行數(shù)據(jù)的傳輸，CNC處理器將信息運算處理后再傳遞到PLC控制器中，PLC控制器通過控制X向電機和Z向電機分別取得X軸和Z軸運動。
[0021]所述PLC控制器上設(shè)置有顯示屏和控制按鈕。
[0022]所述傳感器采用機械式開關(guān)傳感器。
[0023]所述PLC控制器上還設(shè)置有指示燈和報警燈。
[0024]所述PLC控制器上設(shè)置有監(jiān)控裝置。
[0025]綜上所述，本發(fā)明精密切割數(shù)控機床是通過數(shù)控系統(tǒng)以數(shù)字方式控制刀具的運動以實現(xiàn)對工件的切削，在編寫數(shù)控車削加工程序時，并不考慮刀具。在加工前，用戶必須將刀具的X軸補償量、Z軸補償量、刀尖圓弧半徑、刀尖形式共四種補償參數(shù)輸入數(shù)控系統(tǒng)，由數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)程序，進行補償運算。這四種參數(shù)中，刀尖形式按數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)定予以確認，刀尖圓弧半徑可由R規(guī)測量，而刀具的X，Z軸補償量的測量則相對困難一些，使用自動對刀儀能很好地解決這個問題，為此，數(shù)控機床及加工中心大多配置了各種不同類型的對刀裝置，如機外對刀儀、機內(nèi)光學(xué)對刀儀、接觸式自動對刀裝置等。由于車削中心對一般的數(shù)控車床刀具夾持標準化程度不高，因此采用機外對刀儀的對刀精度相對較低，而且專用機外對刀儀成本較高，操作復(fù)雜，需要專門的操作空間，所以實用性較差。而采用機內(nèi)接觸式自動對刀裝置無疑是一種簡便、快捷的對刀方法，它能方便地自動測量刀具的固定刀補值，大大減少對刀時間，提高機床的加工效率。所以本文旨在設(shè)計一種機內(nèi)接觸式的數(shù)控車床，實現(xiàn)數(shù)控車削前的精密對刀，提高生產(chǎn)率，降低加工成本。需要解決的問題主要有以下方面:自動對刀儀需有高精度的電子測頭(傳感器)，能夠準確在觸發(fā)點觸發(fā)，有較快的反映時間；對刀儀的測頭與刀尖剛性接觸，需加緩沖裝置，對測頭表面保護，壓力需控制在I?1MPa左右，這樣才不會對傳感器的測頭造成損壞，形成凹坑；系統(tǒng)能利用機床本身的位置測量裝置進行測量，通過對不同刀尖觸發(fā)點坐標(Χ，Ζ)的記錄，可以方便地得到一組坐標值，分析計算后便可確定各刀刀補值；安裝和固定對刀儀的裝置(聯(lián)接臂)應(yīng)達到相應(yīng)精度要求，滿足平行度與垂直度要求，