數控車床刀架是數控車床的重要組成部分之一。刀架是直接完成切削加工的執行部件，按換刀方式的不同，數控車床的刀架系統主要有回轉刀架、排式刀架和帶刀庫的自動換刀裝置等多種形式。

 

　　回轉刀架是數控車床*常用的一種典型換刀刀架，通過刀架的旋轉分度定位來實現機床的自動換刀動作，根據加工要求可設計成四方、六方刀架或圓盤式刀架，并相應地安裝4把、6把或更多的刀架。回轉刀架的換刀動作可分為刀架抬起、刀架轉位和刀架鎖緊等幾個步驟。它的動作是由數控系統發出指令完成的。該刀架具有結構簡單、工作穩定性好，自動化程度高、操作簡便、維修方便、適用范圍廣等特點，具有良好的社會效益和經濟效益。

 

　　1 PLC控制與實現過程1.1回轉刀架的轉位原理數控車床的自動回轉刀架轉位換刀過程為：當接受到數控系統的換刀指令后，刀盤松開???刀盤旋轉到指令要求的刀位???刀盤夾緊并發出轉位結束信號。

 

　　在機床自動工作狀態下，但指定換刀的刀號后，數空系統可以通過內部的運算判斷，實現刀盤就近轉位換刀，即刀盤可正轉也可反轉。

 

　　1.2回轉刀架動作的控制回轉刀架換刀時，首先是刀盤松開，之后刀盤就近轉位到達指定的刀位，*后刀盤復位夾緊。刀盤的夾緊與松開，由一個兩位四通電磁閥控制。刀盤的旋轉有正轉和反轉兩個方向，它由一個三位四通電磁閥控制，其旋轉速度分別由調速閥和調速閥控制。電磁閥在右位時，刀盤松開，系統壓力油經電磁閥（左位）???調速閥???液壓馬達，刀架正轉。若系統壓力油經電磁閥（右位）???調速閥???液壓馬達，刀架反轉。電磁閥在左位時，刀盤夾緊。

 

　　1.3回轉刀架轉位換刀的控制回轉刀架的自動轉位換刀是由PLC順序控制實現的。在機床自動加工過程中，當完成一個工部需要換刀時，加工程序中的T代碼指令回轉刀架的轉位換刀。這時由PLC輸出執行信號，首先使電磁鐵線圈得電動作，刀盤松開，同時刀盤的夾緊確認開關斷電，并延時200ms.

 

　　根據T代碼指定的刀具號，由液壓（）馬達驅動刀盤，就近轉位換刀，刀盤夾緊，即完成了回轉刀架的一次轉位換刀動作。

 

　　1.4設計要求本刀架上裝有八把刀，每一把刀對應著一個霍爾接近開關，通過霍爾接近開關進行刀具位置檢測，要求刀架能夠以捷徑方向旋轉，按所需刀號換刀。刀架與霍爾接近開關的示意圖。回轉刀架示意圖1.5設計思想為了能夠以捷徑方向旋轉，按所需刀號正確換刀。首先要判斷刀架旋轉的方向，然后判斷轉過幾個方位。

 

　　1）判斷刀架旋轉方向。假設T 0是實際刀號，T 1為待換刀號。將T 1與T 0的差值T 1 - T 0"與總刀數的一半（此處為4）比較，判斷正、反轉。即：當T 1 =T 0時，發出到位信號；當T 1 - T 0≥4時，刀架順時針旋轉；當T 1 - T 0＜4時，刀架逆時針旋轉。

 

　　2）判斷轉過幾個刀位，到達所需刀號。當T 1 - T 0 =N時，N為轉過的刀位數。

 

　　1.6硬件設計PLC采用歐姆龍公司生產的CPM1A型整體式可編程邏輯控制器。其結構緊湊、功能強，具有很高的性能價格比。

 

　　1.7軟件設計由于該PLC具有豐富的數據交換指令，故用數據指令來進行判斷比較。通道HR00存放實際刀號，通道HR01存放待換刀號，通道HR02存放待換刀號與實際刀號的差值，通道HR03存放旋轉刀位數。

 

　　1）將HR00和HR01中的數值進行比較。當HR01- HR00=0時，表示刀號相符；當HR01- HR00>0時，將HR01- HR00的差值存放在通道HR02中；當HR01- HR00<0時，將HR01- HR00+8的和值存放在通道HR02中，因為刀架有八把刀。

 

　　2）根據HR02存放的值是否大于4，判斷正、反轉。當HR02時，刀架順時針旋轉，將8- HR02的差值存放到HR03中；當HR02時，刀架逆時針旋轉，將HR02中的數值存放到HR03中。

 

　　3）由計數器記數，判斷旋轉過的刀位數。通道HR03中存放的是旋轉刀位數，將它作為計數器的計數值，由于計數器對轉過的刀位計數，當計數值到，表示換刀結束。是其軟件流程圖。

 

　　軟件流程圖2小結該PLC控制換刀的程序具有一定的通用性，只要更改總刀數（此處為8）和總刀數（此處為4），就可以用于其它多把刀的換刀。靈活地應用PLC的數據功能指令，將使控制程序更加合理。