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制过程较复杂，普通国产机床数控装置特别是中低档

（ＳＴＲＯＢＥ）下降沿，则发出伸出电磁插销命令信号（由

机床数控装置难以实现该系列刀架的快速换刀时序控

于每个刀位之间都有一个选通信号从刀架位置编码器

制。本文就以解决普通国产中低档机床数控装置与

发出，而插销动作需严格按照时序控制），其时间不能

ＢＳＶ—Ｎ／２５系列刀架配套难的问题作为出发点，使用

有延迟，从检测到选通信号开始到插销伸出动作过程

８０５１系列单片机，开发出一种低价位且容易与ＢＳＶ一

必须确保在Ｏ．１ ｓ内完成，否则将换到下一个刀位，产

Ｎ／２５刀架配套使用的刀架控制器。使用该控制器作

生换刀位置错误。

为中间控制接口，实现中低挡数控系统对高挡ＢＳＶ—

Ｎ／２５系列刀架控制。

１

ＢＳＶ—Ｎ／２５系列刀架简介

１．１

ＢＳＶ－Ｎ／２５系列刀架结构

ＢＳＶ—Ｎ／２５系列刀架的电气结构如图ｌ所示。其

中：①三相异步电动机３，控制该电动机正反转，可实

现正向或反向换刀；②电动机过热保护开关４，正常情

况下，此开关闭合，如果电动机过热，此开关断开；③电

动机抱闸控制继电器５，当接通２４ Ｖ直流电源时，电

动机抱闸，断开２４ Ｖ直流电源时，松闸；④电磁插销控

制继电器１，刀架到位时接通２４ Ｖ电源，插销伸出，断

电插销缩回；⑤插销到位检测传感器２，当插销到位

时，该检测信号为“１”；⑥刀架到位锁紧枪测传感器７，

当刀架到位锁紧时，该锁紧检测信号为“ｌ”；⑦刀架位

置偏码器（绝对型）６，将刀架刀位号按４位二进制编

码。该编码器还有“ｓｔｒｏｂｅ”和“奇偶检验”信号输出。

１一电磁插销控制继电器；２一插销到位检测传感器；３一＝三相异步
电动机；４一电动机过热保护开天；５一电动机抱闸控制继电器；６
一刀架位置编码器；７一刀架到位锁紧检测传感器。

图１

ＢＳＶ—Ｎ／２５系列刀架的电气结构示意图

１．２

ＢＳＶ—Ｎ／２５刀架换刀时序

ＢＳＶ—Ｎ／２５系列刀架换刀时序如图２所示。第一

部分给出的是从位置１到２顺时针旋转换刀时序，第

二部分给出的是从位置２到１２按逆时针旋转换刀时

序。ＢＳＶ－Ｎ／２５系列刀架换刀时序要求如下：

（１）要求控制刀架能就近（选）换刀。

（２）刀架接到数控装置发出的换刀命令后，首先

检查插销是否缩回。插销缩回后，松闸、起动三相异步

电动机控制该电动机正反转，实现正向或反向换刀。

当到达目标刀位的前一个刀位时，若检测到选通信号

・

３２

１一电动机正、反转控制信弓；３一电动机抱闸拄制信号；４一电磁捕销

控制信号；５一插销到｛盘检测信号；６一划佗锁紧信号；７一位置编码。

图２

ＢＳＶ—Ｎ／２５系列刀架换刀时序

（３）检测到插销到位检测信号（ＢＦＩＮ）后，换刀电

动机停止，延时５０ ｍｓ后，换刀电动机反转。

（４）检测到刀位锁紧检测信号（ＣＦＩＮ）后，换刀电

动机停止，延时２００ ｍｓ后，缩回插销，换刀结束。

１．３刀架就近（选）换刀

图３是刀架动作示意图。刀架容量为１２把刀，刀

具号与刀座号一一对应，刀架顺时针旋转为正向旋转；

逆时针为反向旋转。在加工

运行中，刀架沿最短路径旋

转，使目标刀具趋近换刀位

置。在到达目标位置前一刀

座位置时，插销伸出，直到插

销到位时，电动机停转延时

一个规定时间，接着电动机

反向旋转，锁紧刀架。刀架

锁紧后电动机停止并抱闸，

图３刀架动作示意图

发出缩回插销命令。插销缩回后，换刀过程结束。

２

刀架控制器硬件电路设计

根据ＢＳＶ－Ｎ／２５系列刀架与数控系统ＰＬＣ接口

简单，操作方便的要求，设计出刀架控制器的原理框图

如图４所示。

图４中，刀架控制器与数控装置通过ＰＬＣ（Ｉ／Ｏ）接

口相连，数控装置发出的刀号（ＣＤ０～ＣＤ３）和控制信

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