崔福軍

（棗莊職業(yè)學(xué)院，棗莊 277100）

不論是數(shù)控車床還是數(shù)控加工中心，在其正常切削加工過(guò)程中，都會(huì)因刀具或者工件的高速旋轉(zhuǎn)而造成切屑或者切削液的飛濺。若不安裝防護(hù)門，不但會(huì)影響操作者的安全，而且會(huì)造成周圍環(huán)境的污染。因此，在數(shù)控設(shè)備上安裝防護(hù)門十分重要。

根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)需要，智能數(shù)控車削單元要完成如圖1所示的工作流程。在自動(dòng)化加工過(guò)程中，當(dāng)機(jī)械手在機(jī)床上裝取工件時(shí)，機(jī)床防護(hù)門必須處于開(kāi)啟狀態(tài)。只有在機(jī)床加工工件過(guò)程中，防護(hù)門才處于關(guān)閉狀態(tài)。

圖1 智能數(shù)控車削單元工作流程

1 防護(hù)門開(kāi)啟型式的確定

目前，數(shù)控車床防護(hù)門的開(kāi)啟型式主要有對(duì)開(kāi)式、落閘式及側(cè)滑式3種[1]。因?yàn)楝F(xiàn)有數(shù)控車床的頂部一般為封閉式結(jié)構(gòu)，不利于機(jī)械手從上方自動(dòng)取件，且數(shù)控車削加工的零件安裝在卡盤和刀架之間，無(wú)法在機(jī)床左右兩側(cè)開(kāi)門，所以需要在數(shù)控車床正面且偏機(jī)床主軸一側(cè)配備機(jī)械手，以實(shí)現(xiàn)零件的自動(dòng)取放工作，因此采用對(duì)開(kāi)式防護(hù)門。具體智能數(shù)控車削單元結(jié)構(gòu)布局如圖2所示。

圖2 智能數(shù)控車削單元結(jié)構(gòu)布局

2 防護(hù)門設(shè)計(jì)方案的確定

2.1 工作原理確定

對(duì)開(kāi)式防護(hù)門的工作原理如圖3所示[2]。該防護(hù)門的開(kāi)啟或關(guān)閉均由電機(jī)M1提供動(dòng)力，刀架的移動(dòng)由電機(jī)M2提供動(dòng)力，并安裝3個(gè)行程開(kāi)關(guān)。其中：SQ1安裝在防護(hù)門閉合的極限位置；SQ2安裝在防護(hù)門開(kāi)啟后的極限位置；SQ3安裝在刀架工作原點(diǎn)位置。當(dāng)SQ1起作用時(shí)，表示防護(hù)門關(guān)閉到位；當(dāng)SQ2起作用時(shí)，表示防護(hù)門開(kāi)啟到位；當(dāng)SQ3起作用時(shí)，表示刀架處于原點(diǎn)位置。

圖3 防護(hù)門工作原理圖

2.2 控制工作過(guò)程分析

對(duì)開(kāi)式防護(hù)門的電氣控制原理，如圖4所示[3]。按下SB2按鈕，使KM1線圈得電，控制電路依次實(shí)現(xiàn)KM1輔助動(dòng)合觸點(diǎn)閉合（實(shí)現(xiàn)自鎖）、KM1輔助動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合（實(shí)現(xiàn)互鎖）以及KM1主觸點(diǎn)閉合。此時(shí)，電機(jī)M1正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)兩側(cè)門板向中間移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)防護(hù)門的閉合運(yùn)動(dòng)。當(dāng)防護(hù)門上的檔頭壓下SQ1時(shí)，立即使KM1線圈失電，此時(shí)KM1主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電機(jī)M1停止轉(zhuǎn)動(dòng)，防護(hù)門處于關(guān)閉極限位置狀態(tài)。只有防護(hù)門關(guān)閉到位，機(jī)床才開(kāi)始按程序執(zhí)行切削工作。待零件完成預(yù)定加工工作，刀架通過(guò)M2提供的動(dòng)力退回到原點(diǎn)位置，并壓下SQ3按鈕，使KM2得電，控制電路依次實(shí)現(xiàn)KM2輔助動(dòng)合觸點(diǎn)閉合（實(shí)現(xiàn)自鎖）、KM2輔助動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合（實(shí)現(xiàn)互鎖）以及KM2主觸點(diǎn)閉合。此時(shí)，電機(jī)M1反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)兩側(cè)門板向兩側(cè)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)防護(hù)門的打開(kāi)動(dòng)作。當(dāng)防護(hù)門上的檔頭壓下SQ2時(shí)，KM2線圈失電，此時(shí)KM2主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電機(jī)M1停止轉(zhuǎn)動(dòng)，防護(hù)門處于打開(kāi)極限位置狀態(tài)。

圖4 電氣控制原理圖

2.3 防護(hù)門控制特點(diǎn)

在電機(jī)M1正反轉(zhuǎn)的控制電路中，采用復(fù)合按鈕SB2和SQ3可直接實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的切換。由于復(fù)合按鈕的動(dòng)作特點(diǎn)是先斷后合，當(dāng)按下復(fù)合按鈕SB2或SQ3時(shí)，先是動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，然后動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，這樣在需要改變電機(jī)方向時(shí)就不必再按停止按鈕SB1，從而解決了操作不便的問(wèn)題。電路中采用電氣互鎖與機(jī)械互鎖相結(jié)合，能夠保證電路工作的可靠性。

3 結(jié)語(yǔ)

該智能數(shù)控車削單元控制系統(tǒng)一方面可以通過(guò)操作按鍵實(shí)現(xiàn)機(jī)床防護(hù)門手動(dòng)開(kāi)關(guān)，另一方面能通過(guò)程序控制實(shí)現(xiàn)機(jī)床防護(hù)門自動(dòng)開(kāi)關(guān)，從而滿足了生產(chǎn)線中防護(hù)門的自動(dòng)啟閉，為數(shù)控車削過(guò)程中利用機(jī)械手自動(dòng)安裝和取出零件提供了條件。