基于板材加工的智能夾鉗系統(tǒng)設(shè)計(jì)

桑偉峰

（江蘇金方圓數(shù)控機(jī)床有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225127）

板材的抖動(dòng)對(duì)其加工質(zhì)量影響重大，夾鉗自動(dòng)避讓系統(tǒng)是板材加工的輔助裝置，它可以在板材加工過(guò)程中夾住板材，從而讓板材始終保持穩(wěn)定狀態(tài)，以達(dá)到優(yōu)良的加工效果。根據(jù)加工頭的位置在整個(gè)板材加工過(guò)程中至少有兩組夾鉗夾持板材，避讓加工頭和夾鉗的干涉位置。

1 智能夾鉗功能

如圖1 所示夾鉗布局示意圖，該套夾鉗自動(dòng)避讓系統(tǒng)由三組智能夾鉗組成：夾鉗1、夾鉗2、夾鉗3，它們安裝在待加工板材的同一側(cè)。加工頭可以在整個(gè)板材范圍內(nèi)移動(dòng)，在移動(dòng)到和三個(gè)夾鉗機(jī)械干涉時(shí)需要將干涉的夾鉗張開(kāi)然后退回去，其他夾鉗繼續(xù)保持夾持狀態(tài)，直到加工頭移出夾鉗的干涉區(qū)域，夾鉗需要重新伸出并閉合夾持板材。這套動(dòng)作周而復(fù)始，直至整個(gè)加工結(jié)束。

圖1 夾鉗布局

2 設(shè)置夾鉗位置信息

如圖2 所示CAM軟件設(shè)置，將三個(gè)夾鉗Y 向的中心位置75、525、975 寫(xiě)入CAM軟件的相關(guān)設(shè)置中并輸入和加工頭的安全距離20，以供CAM軟件規(guī)劃加工路徑并生成倍福控制器可執(zhí)行的CNC 程序。

圖2 CAM軟件設(shè)置

3 控制流程圖

如圖3 所示控制流程圖，從程序被執(zhí)行開(kāi)始，每個(gè)夾鉗都遵循動(dòng)作時(shí)序，在程序運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)CAM 軟件生成的CNC 代碼，夾鉗隨時(shí)可以改變狀態(tài)，進(jìn)入調(diào)用夾持板材或退出調(diào)用松開(kāi)板材。三個(gè)夾鉗均可獨(dú)立調(diào)用如流程圖所示功能塊并完成各自功能。它們互相協(xié)作，共同完成對(duì)板材的夾持，從而保證加工平穩(wěn)進(jìn)行，直至程序運(yùn)行結(jié)束。

圖3 流程圖

4 流程圖的PLC 實(shí)現(xiàn)

筆者在倍?？刂破鞔钶d的PLC 上，將夾鉗動(dòng)作編程設(shè)置為一個(gè)可被循環(huán)調(diào)用功能塊，里面設(shè)置iStart 整型變量來(lái)操控某組夾鉗的動(dòng)作，變量值為1 時(shí)執(zhí)行夾鉗的伸出>>夾緊動(dòng)作，變量值為2 時(shí)松開(kāi)>>縮回動(dòng)作，變量值為0 時(shí)動(dòng)作完成。每組夾鉗都可以循環(huán)調(diào)用此功能塊完成所需要的執(zhí)行動(dòng)作，直至CNC 程序結(jié)束，即整個(gè)板材加工完成。

5 CNC 中夾鉗動(dòng)作相關(guān)代碼解析

CNC 程序需要解析后PLC 才能控制夾鉗運(yùn)行，三組智能夾鉗共有六個(gè)代碼，分別對(duì)應(yīng)不同的動(dòng)作需求。①"C1 Open"：第一組夾鉗張開(kāi)、退回；②"C1 Close"：第一組夾鉗伸出、夾緊；③"C2 Open"：第二組夾鉗張開(kāi)、退回；④"C2 Close"：第二組夾鉗伸出、夾緊；⑤"C3 Open"：第三組夾鉗張開(kāi)、退回；⑥"C3 Close"：第三組夾鉗伸出、夾緊。

6 結(jié)語(yǔ)

以倍福控制器為載體，將CAM軟件有機(jī)結(jié)合在一起，對(duì)加工零件進(jìn)行排樣、路徑規(guī)劃、生成可執(zhí)行的CNC 代碼，然后代碼解析后交由PLC 來(lái)控制夾鉗，達(dá)到智能夾持板材的效果。實(shí)際使用效果良好，達(dá)到工業(yè)應(yīng)用要求。