数控车床自动回转刀架PLC控制系统设计

0 引言

　　经济型数控车床都配有电动回转刀架，回转刀架除了必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工的切削力和定位精度外，同时通过数控系统内置PLC或独立PLC和控制电路完成回转刀架的自动回转及找刀定位的全部动作，所以自动回转刀架的PLC程序设计对刀架的运行效率和稳定性具有重要的作用。

1 电动回转刀架工作过程

　　电动刀架一般有四工位或六工位，由电动机、机械换刀机构、发讯盘等组成，当系统发出换刀信号，刀架电机正转，通过减速机构和升降机构将上刀体上升至一定位置，离合盘起作用，带动上刀体旋转到所选择刀位，发讯盘发出刀位到位信号，刀架电机反转，完成初定位后上刀体下降，齿牙盘啮合，完成精确定位，并通过升降机构锁紧刀架。

2 控制系统设计

　　刀架的换刀过程通过PLC对控制刀架的所有I／O信号进行逻辑处理及计算，实现刀架的顺序控制，另外为了保证换刀能够正确进行，系统还要设置一些相应的系统参数来对换刀过程进行调整。本设计采用西门子S7—200编程软件进行程序设计。

　　2.1 控制电路硬件接线图

　　刀架电气控制部分如图1所示。图1中的(a)是刀架控制的主电路，主要是通过控制刀架电机的正转和反转来控制刀架的正转和反转；图(b)是刀架控制的PLC输入输出控制回路。每把刀具都有一固定刀号，通过霍尔开关(一般为NPN型，因此我们在接入PNP型PLC时要并接一电阻)进行到位检测。

 
图1刀架控制原理图