CN111331154A - 一种装载有桁架机械手的自动化车床 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种装载有桁架机械手的自动化车床，包括车床、自动化桁架、以及电气控制单元；车床包括，包含一个主轴SP、两个伺服轴XT和ZT；自动化桁架包括两个伺服轴ZL和YL；机床的主轴电机SP和两个伺服轴电机XT、ZT连接放大器SVSP；自动化桁架的两个伺服轴ZL和YL连接放大器SV（L）；CNC、放大器SVSP、放大器SV（L）通过光缆进行通讯，实现一个CNC系统同时控制将机床与自动化桁架；减少了机床与自动化桁架控制因分属不同系统而增加接口信号以及故障点，增强了设备的可靠性和易维护性。

Description

一种装载有桁架机械手的自动化车床
技术领域
本发明属于车床领域，尤其涉及一种装载有桁架机械手的自动化车床。
背景技术
现代自动化车床的解决方案主要是车床CNC系统+PLC系统控制机械手，或者是车床CNC系统+其他CNC系统控制机械手。对于第一种方式，对机械手的动作的控制是通过编写梯形图程序进行控制的，需要考虑的方面很多，编程较为复杂，并且当机械手动作流程出现较大改动的时候，又需要重新更改梯形图程序，增加工作量且可能由于一些方面的考虑欠缺而出现不稳定。对于第二种方式，由于是两种不同的CNC系统，在操作代码和使用方式上也存在差异。在这两种方案中，车床CNC系统和机械手控制系统分属于两个不同的系统，且这两种系统之间是需要进行信号交互的，这样的双系统结构增加了操作难度的和故障点，不利于机自动化车床的使用与维护。
发明内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种装载有桁架机械手的自动化车床，将车床控制与自动化桁架机械手控制应用到同一个CNC系统中，这种将车床+自动化桁架机械手应用到同一个CNC系统中的结构可以减少故障点，提高设备稳定性，以及操作和维护的简化。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种装载有桁架机械手的自动化车床，包括车床、自动化桁架以及电气控制单元，所述车床包含一个主轴、两个伺服轴，所述两个伺服轴分别为一个X向移动伺服轴XT和一个Z向移动伺服轴ZT；所述的自动化桁架安装在车床横梁上，通过立柱将横梁固定在车床底座上，所述自动化桁架包括一个Z向移动伺服轴，一个Y向移动伺服轴；
所述的电气控制单元包括CNC控制单元，放大器SVSP，车床主轴电机SP，车床两个伺服轴电机XT和伺服轴电机ZT，放大器SV(L)，自动化桁架两个伺服轴电机YL和伺服轴电机ZL，I/O模块及输入输出设备；其中，车床两个伺服轴、车床主轴及自动化桁架机械手的两个伺服轴的控制均由同一个CNC控制单元控制。
所述车床的主轴和两个伺服轴连接在放大器SVSP上。
所述自动化桁架机械手的两个伺服轴连接在放大器SV(L)上，放大器SV(L) 通过光缆连接在放大器SVSP上。
所述CNC控制单元通过光缆连接放大器SVSP。
所述CNC控制单元通过通讯电缆连接I/O模块，所述输入输出设备连接在I/O 模块上，实现输入设备对CNC控制单元的控制以及CNC控制单元对输出设备的控制。
所述的车床为排刀车床。
本发明提供了一种装载有桁架机械手的自动化车床。车床、自动化桁架、以及电气控制单元；车床包括，包含一个主轴SP、两个伺服轴XT和ZT；自动化桁架包括两个伺服轴ZL和YL；车床的主轴电机SP和两个伺服轴电机XT、ZT连接放大器SVSP；自动化桁架的两个伺服轴ZL和YL连接放大器SV(L)；CNC、放大器SVSP、放大器SV(L)通过光缆进行通讯，实现一个CNC系统同时控制将车床与自动化桁架；输入输出设备通过I/O模块连接到CNC；这种将车床、自动化桁架控制应用于同一系统的车床运行在同一个CNC中，使用同一套梯形图程序，车床的加工程序与自动化桁架的运行程序在CNC中分属两个路径，车床与自动化桁架即可独立运行也可协同运行，协同运行时车床与自动化桁架通过系统内部程序和代码实现交互，减少了车床与自动化桁架控制因分属不同系统而增加接口信号以及故障点，增强了设备的可靠性和易维护性；车床和自动化桁架的操作、程序编辑、运行显示可以通过按钮切换显示各自路径，这样也可以降低熟悉不同系统操作习惯的带来的难度。
附图说明
图1本发明自动化车床控制系统连接原理框图；
图2本发明自动化车床主视结构示意图；
图3本发明自动化车床侧视结构示意图；
图4本发明一种实施例操作面板示意图；
图5本发明工作时自动化桁架机械手的运行轨迹图；
图6本发明实际操作车床运行程序流程图；
图7本发明实际操作自动化桁架运行程序流程图；
附图标记：1-CNC控制单元，2-I/O模块，3-输入输出设备，4-放大器SVSP，5- 放大器SV(L)，6-主轴SP，7-伺服轴电机XT，8-伺服轴电机ZT，9-伺服轴电机 ZL，10-电机伺服轴电机YL，11-车床，12-自动化桁架，31-NC选择开关，32-运转方式开关，41机械手抓，42-料盘。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
本自动化车床的控制系统连接原理图见图1，对应的硬件结构图，见图2和图3，其主要包括车床11、自动化桁架12以及电气控制单元，所述车床包含一个主轴、两个伺服轴，所述两个伺服轴分别为一个X向移动伺服轴XT和一个Z 向移动伺服轴ZT；所述的自动化桁架安装在车床横梁上，通过立柱将横梁固定在车床底座上，所述自动化桁架包括一个Z向移动伺服轴，一个Y向移动伺服轴；
所述的电气控制单元包括CNC控制单元，放大器SVSP，车床主轴电机SP，车床两个7伺服轴电机XT和8伺服轴电机ZT，放大器SV(L)，自动化桁架两个 10伺服轴电机YL和9伺服轴电机ZL，I/O模块2及输入输出设备3；其中，车床两个伺服轴、车床主轴及自动化桁架机械手的两个伺服轴的控制均由同一个 CNC控制单元1控制。
所述车床的主轴和两个伺服轴连接在4放大器SVSP上。
所述自动化桁架机械手的两个伺服轴连接在放大器SV(L)5上，放大器SV (L)通过光缆连接在放大器SVSP上。
所述CNC控制单元通过光缆连接放大器SVSP。
所述CNC控制单元通过通讯电缆连接I/O模块，所述输入输出设备连接在I/O 模块上，实现输入设备对CNC控制单元的控制以及CNC控制单元对输出设备的控制。
所述的车床为排刀车床。
具体操作时：车床操作面板见图3，在自动化车床运行前，将32运转方式开关选择为单动，再将图4中，31(NC选择开关)选择为车床，编辑调试车床的运行程序；将31(NC选择开关)选择为机械手，编辑调试自动化桁架的运行程序；运行自动化车床时，将32运转方式选择为连续，按下操作面上的启动按钮，车床与自动化桁架的运行程序开始同步执行。可通图4中31(NC选择开关)切换路径显示，实现车床与自动化桁架控制画面的切换。
自动化桁架运行程序流程为参见图5：图5中41自动化桁架机械手移动至图5的a点位置抓取毛坯；移动至图5的b点，移动至图5的c点,车床天窗位置；执行同步代码MA确认可以进入车床加工区进行换料操作，移动至图5的d 点再移动至图5的e点卸下车床加工完成的成品，移动至图5的d点旋转手爪，移动至图5的e点给车床更换毛坯，移动至图5的d点再移动至图5的c点；执行同步代码MB确认已离开车床加工区；移动至图5的b点再移动至图5的a点放置成品；程序结束。
参见图5程序运行流程，车床运行与自动化桁架运行程序分属CNC的两个路径，车床属于路径1，自动化桁架属于路径2，两个路径的运行程序由CNC控制，启动时两个路径的程序同步独立执行；路径1：程序第一步执行车床XT、ZT轴回零；打开天窗，执行同步代码MA等待自动化机械手进入车床加工区进行上下料操作，执行同步代码MB等待自动化机械手完成上下料后离开车床加工区；关闭天窗；执行车床的加工成程序，程序结束。路径2：程序第一步自动化机械手移动至图5a点抓取毛坯；经过图5b点再移动至图5c点天窗位置；执行完同步代码MA开始进入车床进行上下料，路径1则执行到MB等待自动化机械手完成上下料后离开车床加工区；经过d点再移动至e点取下车床主轴成品；移动至 d点翻转手爪；移动至e点给主轴添加毛坯；经过d点再移动至天窗位置c点；执行同步代码MB确认上下料完成，车床关闭天窗，然后开始执行加工程序；经过b点再移动至a点放置成品；程序结束。当操作面板选择连续模式，程序运行可进行不间断的循环执行。
本发明通过将车床控制与自动化桁架控制分配到CNC的两个路径，省略车床与自动化桁架硬件接口，减少设备故障点，提高设备稳定性；同时配合同步代码可简化车床与自动化桁架控制，并简化本发明自动化车床的操作性。

Claims (6)

1.一种装载有桁架机械手的自动化车床，包括车床、自动化桁架以及电气控制单元，其特征在于，所述车床包含一个主轴、两个伺服轴，所述两个伺服轴分别为一个X向移动伺服轴XT和一个Z向移动伺服轴ZT；所述的自动化桁架安装在车床横梁上，通过立柱将横梁固定在车床底座上，所述自动化桁架包括一个Z向移动伺服轴，一个Y向移动伺服轴；
所述的电气控制单元包括CNC控制单元，放大器SVSP，车床主轴电机SP，车床两个伺服轴电机XT和伺服轴电机ZT，放大器SV（L），自动化桁架两个伺服轴电机YL和伺服轴电机ZL，I/O模块及输入输出设备；其中，车床两个伺服轴、车床主轴及自动化桁架机械手的两个伺服轴的控制均由同一个CNC控制单元控制。
2.根据权利要求1所述的一种装载有桁架机械手的自动化车床，其特征在于，所述车床的主轴和两个伺服轴连接在放大器SVSP上。
3.根据权利要求1所述的一种装载有桁架机械手的自动化车床，其特征在于，所述自动化桁架机械手的两个伺服轴连接在放大器SV（L）上，放大器SV（L）通过光缆连接在放大器SVSP上。
4.根据权利要求1所述的一种装载有桁架机械手的自动化车床，其特征在于，所述CNC控制单元通过光缆连接放大器SVSP。
5.根据权利要求1所述的一种装载有桁架机械手的自动化车床，其特征在于，所述 CNC控制单元通过通讯电缆连接I/O模块，所述输入输出设备连接在I/O模块上，实现输入设备对CNC控制单元的控制以及CNC控制单元对输出设备的控制。
6.根据权利要求1所述的一种装载有桁架机械手的自动化车床，其特征在于，所述的车床为排刀车床。
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