摘要：链式刀库刀具容量大，但定位精度低。介绍了SDL120数控链式刀库的模拟电子检测控制电路及其控制方案，解决了链式刀库的快速准确定位问题。链式刀库的链式结构决定了刀库本身存在明显的缺陷：机械刚性差，传动间隙大，导致刀库定位精度差，经常导致机床故障。我厂研制的SDL120数控链条刀库采用模拟电子检测控制电路，解决了链条刀库快速准确定位的问题。SDL120数控链条刀库的主要参数为：刀具容量为120；刀具锥度为ISO50最大工具直径为250毫米；最大刀具长度为500mm。图1图2图3SDL120数控链刀库主要由蜗轮减速器、链刀储料仓、机械手穿梭装置和机械手组成。刀库储链仓由伺服电机通过圆柱蜗杆减速器驱动，位置环采用开环控制。料仓的刀架通过编码器解码刀具号，模拟电子控制电路(图1)完成精确定位。各部分功能简述如下。链条上有120个刀座，用来存放120把刀。整个链条由伺服电机驱动。模拟接近开关的输出电压(或电流)与物体和接近开关之间的距离近似成线性关系。由于刀柄为圆形结构，两个接近开关并联安装，当运动的刀柄随着链条的转动沿某一方向通过两个接近开关时，两个接近开关各输出一个近似正弦变化的电压信号，两个信号之间存在相位差，如图2所示。比较电路比较两个模拟电压信号，并作出如下判断：当输出比较结果先达到正的最大值时，刀库链正转；当输出比较结果先达到负最大值时，刀库链反方向旋转；当输出比较结果由正负最大值变为“0”时，刀库位于两个接近开关的中心，即刀库精确定位位置。通过调整零位窗口的阈值，可以调整刀架的定位精度。如果窗口值太大，定位精度会低；如果窗口值过小，刀库链条会抖动，无法完成定位，这也是不采用闭环控制的原因。逻辑处理电路逻辑处理电路是刀库定位控制的核心，主要完成以下功能：计算最佳找刀路径；控制链条的正转和反转以及启动和停止；快速找到需要刀架的精确定位区域；控制精确定位并输出定位完成信号。通信电路用于逻辑处理电路与机床PLC之间的信息交换。如找刀指令、定位指令、抓刀指令、对刀指令、机械手控制指令以及机床PLC给出的所需刀具号等。逻辑单元提供定位完成信号、刀架带刀信号、机械手到位信号等。手动控制电路主要用于操作者更换和调整刀具，以及生产调试和机床维护。给定电路将来自逻辑控制电路的给定信号和来自手动控制电路的给定信号转换成伺服驱动所需的给定信号。伺服电路和电机用于驱动刀库链的旋转。我们选用了西门子611A系列伺服系统及其相应的电机。参见图3，了解换刀过程控制。上述控制方案已在我厂数控机床MAJOR240上得到应用和验证，其最长换刀时间(主轴直角铣头换刀)小于30s，稳定可靠。大大缩短了非加工工时，提高了加工效率，满足了市场需求，提高了国内加工中心.水平
