[发明专利]一种数控车床自动上下料系统及其控制方法

说明书

本发明涉及数控车床技术领域，尤其涉及一种数控车床自动上下料系统及其控制方法，包括HMI人机界面、工业控制器PLC、电子手轮、伺服驱动装置、电磁阀组、X轴、Y轴、Z轴、气动执行元件和数控车床；HMI人机界面和电子手轮均与工业控制器PLC连接，工业控制器PLC均分别与伺服驱动装置、电磁阀组和数控车床连接，伺服驱动装置分别与X轴、Y轴和Z轴连接。本发明用户通过人机界面和电子手轮输入相关参数和指令，传递给工业控制器PLC，PLC对各种输入信号进行分析处理，做出一定的逻辑判断后，对各个输出元件下达执行命令，完成X，Y，Z三轴之间的联合动作，并配合气动抓取料系统，实现工件工位和运动轨迹的自动调整和重复运行。

技术领域

本发明涉及数控车床技术领域，尤其涉及一种数控车床自动上下料系统及其控制方法。

背景技术

目前，机床自动生产线和自动化程度高的加工设备已经成为今后制造工厂的一个发展趋势。单机自动化、整线自动化等自动上下料装置用于加工工件的自动上料和下料、工件翻转、工件转序等工作，能够满足快速、大批量加工节拍，节省人力成本，提高生产效率等要求，已经成为越来越多的工厂的理想选择。

在现有技术中，“生产线组合机床自动上下料机械手”(《机械制造》43卷第491期，文章编号：1000-4998(2005)07-0032-03)公开了使用PLC(Programmable LogicController可编程逻辑控制器)控制协调机械手和数控机床动作，完成自动上下料操作。“一种自动化冲压生产线上下料系统的开发设计”(《制造业自动化》，中图分类号：TP273，文章编号：1009-0134(2010)05-0127-02)公开了使用PLC控制多台机械手、机床、上料装置、下料装置、翻转台等外围设备进行协同作业，完成从上料、多工序加工、下料等整个生产线设计。

但是，上述系统由于多机床、多机械手协同作业的机床上下料系统单纯的使用PLC进行整个生产线调度存在逻辑复杂、可扩展性差等问题，很难实现可视化控制逻辑编辑。因此，本领域技术人员开发一种数控车床自动上下料系统及其控制方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种数控车床自动上下料系统及其控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种数控车床自动上下料系统，包括HMI人机界面、工业控制器PLC、电子手轮、伺服驱动装置、电磁阀组、X轴、Y轴、Z轴、气动执行元件和数控车床；所述HMI人机界面和电子手轮均与工业控制器PLC连接，所述工业控制器PLC均分别与伺服驱动装置、电磁阀组和数控车床连接，所述伺服驱动装置分别与X轴、Y轴和Z轴连接，所述电磁阀组与气动执行元件连接。

优选地，所述气动执行元件包括上料爪、卸料爪、旋转气缸和推料气缸。

本发明还提供了一种数控车床自动上下料系统的控制方法，包括原点模式、手动模式和自动运行模式。

优选地，所述原点模式：机械手XYZ三轴原点校准模式，回到原点标记的位置；在开机后，系统自动进入到原点模式，按下“启动”按钮后，执行原点回归动作，具体包括以下步骤：

步骤1，Y轴通过原点回归指令回到Y轴原点位置；

步骤2，Z轴和X轴同时执行原点回归指令，分别回到Z轴和X轴的原点位置；

步骤3，所有气动执行元件复位。

优选地，所述自动运行模式，机械手初始位置处于料盘正上方，且所有气缸处于复位状态，具体包括以下步骤：

步骤1，系统计算Z轴和X轴的运行位置；

步骤2，Y轴运行到取放料高位；

步骤3，Z轴移动到第一列的位置处，同时X轴移动到第一行的位置处；

步骤4，Y轴运行到料盘取料位；