一种基于plc控制器的精密切割数控机床的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及基于PLC控制器的精密切割数控机床技术领域，尤其涉及一种基于PLC控制器的精密切割数控机床。
[0002]
【背景技术】
[0003]随着科学技术的发展及制造技术的进步，社会对产品多样化的需求越来越强烈，产品的更新换代周期也越来越短，中小批量生产的比重明显增加，从而对制造设备提出了更高的要求。为满足市场的需要，要求制造设备具有高效率、高质量、高柔性及低成本的性能，数控机床作为一种自动化的加工设备而被广泛采用。同时，随着现代机械制造业向更高层次的发展，数控机床也必将成为柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)以及计算机集成制造系统((HMS)的基础装备。计算机数控系统作为制造形状复杂、高质量、高精度产品所必备的基础设备，己成为当今先进制造技术的一个重要组成部分。
[0004]PLC (Programmable Logic Controller)可编程逻辑控制器是20世纪60年代末期逐步发展起来的一种以计算机技术为基础的新型工业控制装置。PLC作为计算机技术应用于工业控制领域的崭新产品，也是开放式数控系统中不可缺少的重要组成部分。它在处理开关量的控制问题时起着重要作用。现代先进的数控机床一般可分为机床床体(MT)、NC和PLC三部分。数控机床中NC和PLC协调配合共同完成对数控机床的控制，其中NC主要完成管理调度及轨迹控制等“数字控制”工作，PLC主要完成与逻辑有关的一些动作，如刀具的更换、工件的夹紧及冷却液润滑液的开停。PLC技术在各种工业过程控制、生产自动线控制中得到极为广泛的应用，成为工业自动化领域中的一项十分重要的应用技术。
[0005]在数控机床上有两类控制信息:一类是控制机床进给运动坐标轴的位置信息，如数控机床工作台的前、后、左、右移动；主轴箱的上、下移动和围绕某一直线轴的旋转运动位移量等。这些控制是用插补计算出的理论位置与实际反馈位置比较后得到的差值，对伺服进给电机进行控制而实现的。这种控制的核心作用就是保证实现加工零件的轮廓轨迹，除点位加工外，各个轴的运动之间随时随刻都必须保持严格的比例关系。这类数字信息是由CNC系统(专用计算机)进行处理的，即“数字控制”。另一类是数控机床运行过程中，以CNC系统内部和机床上各行程开关、传感器、按钮、继电器等开关量信号的状态为条件，并按照预先规定的逻辑顺序，对诸如主轴的开停、换向，刀具的更换，工件的夹紧、松开，液压、冷却、润滑系系统的运行控制。这一类控制信息主要是开关量信号的顺序控制，一般由PLC来完成。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种基于PLC控制器的精密切割数控机床。
[0008]本发明通过以下技术方案实现:一种基于PLC控制器的精密切割数控机床，包括PLC控制器、CNC处理器、传感器、X向电机和Y向电机，所述PLC控制器内部设置有CNC处理器，所述PLC控制器通过信号接口与传感器、X向电机和Y向电机分别连接，所述传感器包括传感单元、转换单元和信号调节电路，所述传感单元直接感受与响应被测的部分，并输出与被测量成一定关系的中间量，所述转换单元将敏感元件得到的中间量转换为电量，所述信号调节电路调节电量信号为所要求的输出信号，所述PLC控制器包括轴模块、显示模块和通讯模块，所述PLC控制器上设置有6个端子接口和串行通讯接口，所述PLC控制器通过串行通讯接口与PC主机相连，所述PLC控制器通过Q001.0和Q001.1两个端子分别与X向电机和Y向电机相连接，所述PLC控制器通过%Ι001.0、％Ι001.1、％Ι001.2、％Ι001.3四个输入口分别与传感器1、传感器I1、传感器III和传感器IV相连接。
[0009]进一步地，所述传感器感应到信号后通过接口电路传递给PLC控制器，PLC控制器将得到的信号通过交换区与CNC处理器进行数据的传输，CNC处理器将信息运算处理后再传递到PLC控制器中，PLC控制器通过控制X向电机和Z向电机分别取得X轴和Z轴运动。
[0010]进一步地，所述PLC控制器上设置有显示屏和控制按钮。
[0011]进一步地，所述传感器采用机械式开关传感器。
[0012]进一步地，所述PLC控制器上还设置有指示灯和报警灯。
[0013]进一步地，所述PLC控制器上设置有监控装置。
[0014]本发明采用机械触发式传感器，通过控制车刀运动来触发传感器，PLC把传感器得到的信号传给数控系统，再由系统来进行相应的数据处理。机械触发式传感器与PLC的输入扩展端的连接线简单，而且易于维护，比用其它的传感器降低了成本；在刀具精确切割中，对刀时间长、精度差这一问题，设计了精密切割数控车床，通过对刀尖位置的精确捕捉运用NUM数控系统自身的测量装置得到了刀尖点的坐标，经过计算将不同刀具相对于标准刀的位置偏差得出并再存入数控系统，实现了自动对刀，有效地提高了对刀的效率和精度，具有可推广性。可为生产效率的提高，制造成本的降低起到积极的作用。
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【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
图1为本发明的数控机床传感器组成示意图；
图2为本发明的数控机床接口电路示意图。
[0017]
【具体实施方式】
[0018]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明；下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0019]如图1-2所示，本发明涉及一种基于PLC控制器的精密切割数控机床，包括PLC控制器、CNC处理器、传感器、X向电机和Y向电机，所述PLC控制器内部设置有CNC处理器，所述PLC控制器通过信号接口与传感器、X向电机和Y向电机分别连接，所述传感器包括传感单元、转换单元和信号调节电路，所述传感单元直接感受与响应被测的部分，并输出与被测量成一定关系的中间量，所述转换单元将敏感元件得到的中间量转换为电量，所述信号调节电路调节电量信号为所要求的输出信号，所述PLC控制器包括轴模块、显示模块和通讯模块，所述PLC控制器上设置有6个端子接口和串行通讯接口，所述PLC控制器通过串行通讯接口与PC主机相连，所述PLC控制器通过Q001.0和Q001.1两个端子分别与X向电机和Y向电机相连接，所述PLC控制器通过％1001.0、％Ι001.1、％Ι001.2、％Ι001.3四个输入口分别与传感器1、传感器I1、传感器III和传感器IV相连接。
[0020]所述传感器感应到信号后通过接口电路传递给PLC控制器，PLC控制器将得到的信号通过交换区与CNC处理器进行数据的传输，CNC处理器将信息运算处理后再传递到PLC控制器中，PLC控制器通过控制X向电机和Z向电机分别取得X轴和Z轴运动。
[0021]所述PLC控制器上设置有显示屏和控制按钮。
[0022]所述传感器采用机械式开关传感器。
[0023]所述PLC控制器上还设置有指示灯和报警灯。
[0024]所述PLC控制器上设置有监控装置。
[0025]综上所述，本发明精密切割数控机床是通过数控系统以数字方式控制刀具的运动以实现对工件的切削，在编写数控车削加工程序时，并不考虑刀具。在加工前，用户必须将刀具的X轴补偿量、Z轴补偿量、刀尖圆弧半径、刀尖形式共四种补偿参数输入数控系统，由数控系统根据程序，进行补偿运算。这四种参数中，刀尖形式按数控系统的规定予以确认，刀尖圆弧半径可由R规测量，而刀具的X，Z轴补偿量的测量则相对困难一些，使用自动对刀仪能很好地解决这个问题，为此，数控机床及加工中心大多配置了各种不同类型的对刀装置，如机外对刀仪、机内光学对刀仪、接触式自动对刀装置等。由于车削中心对一般的数控车床刀具夹持标准化程度不高，因此采用机外对刀仪的对刀精度相对较低，而且专用机外对刀仪成本较高，操作复杂，需要专门的操作空间，所以实用性较差。而采用机内接触式自动对刀装置无疑是一种简便、快捷的对刀方法，它能方便地自动测量刀具的固定刀补值，大大减少对刀时间，提高机床的加工效率。所以本文旨在设计一种机内接触式的数控车床，实现数控车削前的精密对刀，提高生产率，降低加工成本。需要解决的问题主要有以下方面:自动对刀仪需有高精度的电子测头(传感器)，能够准确在触发点触发，有较快的反映时间；对刀仪的测头与刀尖刚性接触，需加缓冲装置，对测头表面保护，压力需控制在I?1MPa左右，这样才不会对传感器的测头造成损坏，形成凹坑；系统能利用机床本身的位置测量装置进行测量，通过对不同刀尖触发点坐标(Χ，Ζ)的记录，可以方便地得到一组坐标值，分析计算后便可确定各刀刀补值；安装和固定对刀仪的装置(联接臂)应达到相应精度要求，满足平行度与垂直度要求，