摘要：随着工业日新月异的发展，先进精密的加工设备也日渐加大需求，五面体加工中心对复杂多面精度要求高的零部件加工特别有效，因此制造此类设备是大势所趋。

     关键词：五面体加工中心；输入输出接口；程序控制

     安装底面外5 个面加工，兼有立式加工中心和卧式加工中心功能，加工过程中可保证工件位置公差，尺寸一致性较好。五面体加工中心结构复杂，电气控制系统采用FANUC 0i Mate-D 数控系统，控制线路及运行程序要求缜密、细致。

     1 、机床通断电控制

     机床动作全部需要数控系统发出指令，带动小电流的继电器动作，继电器再带动电流大，电压高的接触器或电磁阀动作，而接触器就可以通电使电机运转。在这些动作之前，必须使数控系统通电并一切就绪。空气开关即电源开关可控制整个机床通电，同时也具有短路、严重过载及欠压等多种保护功能。钥匙开关则可切断控制回路电源，而且位于操作站，不仅方便数控系统调试过程中，需断电的情况，而且在需紧急断电时可及时控制（空气开关都装在电器配电柜上，离操作站5 m 以外）。急停开关则可在突发情况需要紧急停车时可使机床在不断电的状态下所有动作全部停止。通电正常后需启动机床液压系统，检查压力是否正常，启动润滑泵站及中心润滑站，同样检查压力。最后检查气源压力是否正常。一切就绪无报警后通电结束，机床可进入工作状态。

     2 、输入输出接口的设计

     机床要执行各个动作，需要有按键输入，而且大部分动作都要反馈给系统是否到位的信号，系统即会根据收到的信号对下一动作发出指令，还有的输入信号是机床异常的报警信号，所以对于每个输入的信号都是至关重要的，在编辑程序之前需认真仔细归纳，首先将面板上倍率开关定义在20 开头的X 地址，而反馈信号则定义在3 开头的X 地址，除急停一些特殊信号要求有固定地址外，其他是可以根据实际情况调整的，该机床定义的输入信号共有70 个。具体信号如下。（前面数字代表序号，X代表地址，括号内为注释）。

     1-X20.0 （进给倍率A），2- X20.1 （进给倍率B），3-X20.2 （进给倍率C） , 4-X20.3 （进给倍率D） , 5-X20.4 （进给倍率E） , 6-X20.5 （进给倍率奇偶校验位），7-X20.6 （主轴倍率A），8-X20.7（主轴倍率B），9-X21.0 （主轴倍率C），10-X21.1（主轴倍率D），11-X21.2 （主轴倍率奇偶校验位），12-X21.4 （程序保护选择开关），13-X21.7 （手摇X轴），14-X22.0 （手摇Y 轴），15-X22.1 （手摇Z轴），16-X22.2 （手摇急停），17-X22.3 （手摇×1），18-X22.4 （手摇×10），19-X22.5 （手摇×100），20-X3.0 （翻转油缸缩回信号），21-X3.1 （翻转油缸伸出信号），22-X3.2 （换刀油缸缩回信号），23-X3.3（换刀油缸伸出信号），24-X3.4 （拔刀油缸缩回信号），25-X3.5 （拔刀油缸伸出信号），26-X3.6 （平移油缸缩回信号），27-X3.7 （平移油缸伸出信号），28-X8.0 （摇摆油缸缩回信号），29-X8.1 （摇摆油缸伸出信号），30-X8.2 （刀库数刀信号），31-X8.3（刀库数刀信号刀库确认信号），32-X8.4 （NC 急停），33-X8.6 （刀库原点信号），34-X8.7 （卸刀油缸缩回信号），35-X9.0 （X 轴回零），36-X9.1 （Y轴回零），37-X9.2 （Z 轴回零），38-X9.4 （定位油缸伸出信号），39-X9.5 （定位油缸中间信号），40-X9.6 （定位油缸缩回信号），41-X9.7 （平移油缸安全互锁），42-X5.0 （主油泵站断路器反馈），43-X5.1 （X 轴正向限位），44-X5.2 （Y 轴正向限位），45-X5.3 （Y 轴正向限位），46-X5.4 （液压站平移油缸压力继电器），47-X5.5 （Y 轴负向限位），48-X5.6 （Z 轴正向限位），49-X5.7 （Z 轴负向限位），50-X6.0 （床身润滑站压力继电器），51-X6.2 （导轨润滑液位开关），52-X6.3 （液压站铣头分度夹压力继电器），53-X6.4 （主轴油冷断路器反馈），54-X6.5 （冷却液泵站断路器反馈），55-X6.6 （润滑电机断路器反馈），56-X6.7 （排屑器断路器反馈），57-X7.0 （ZF 箱换挡高速），58-X7.1 （ZF 箱换挡低速），59-X7.2 （ZF 箱换挡空档），60-X7.3 （铣头分度接近开关夹），61-X7.4 （铣头分度接近开关松），62-X7.5 （分度复位零位开关），63-X7.6 （铣头立式卸刀接近开关夹），64-X7.7 （铣头立式卸刀接近开关松），65-X10.2 （刀库卸刀脚踏开关），66-X10.6 （液压站压力不足），67-X10.7 （油冷机组故障报警），68-X10.7 （抽水泵液位开关左抽水泵），69-X11.1 （抽水泵液位开关右抽水泵），70-X11.2 （气动压力开关）。

     输出接口会直接带动继电器动作，从而控制接触器、电磁阀等，接触器吸合会使电机等运转，实现机床加工的动作。该机床输出口共有44 个，带动的执行元件也有40 多个，可见该机床的动作复杂繁琐。输出接口图同输入相似，输入口用X 表示，输出口则用Y 表示，当然代表的意思也不同，这里就不一一列出。

     3 、机床动作程序的编制

    机床的输入输出口确定好后，最重要的工作就是梯形图程序的编制，程序中涉及各个动作及和其他动作的互锁，稍有不慎将会导致机床误动作损坏机械部件。因此首先需要分解各个动作，先将各个动作正常程序编写，比如润滑泵、冷却泵、油冷机组、机床各轴的动作、主轴分度、主轴拉刀卸刀等动作，下一步就针对每个动作细化也就是要加保护，比如主轴分度时主轴不可运转，气压要足够，各进给轴也不可移动，不可换刀等。由于程序较复杂，程序中除了使用上述归纳的X、Y 口外还使用了R、F、G 等中继进行转换。程序中还分一级程序，二级程序和子程序，一级程序主要是急停等需要优先处理的机床动作，大部分程序位于二级程序，子程序则是有加工需要时主程序调用使用，这样比较清晰明了，而且程序在运行过程中不断扫描，主程序越短扫描周期越短，系统判断处理越快。比如换刀子程序，正常加工子程序不进行扫描，当需要换刀时，程序进行判断进入子程序，执行换刀动作，该动作结束后自动调回主程序。

     3.1 立式换刀过程程序编制简述

     首先“平移刀库”，译码M41，R604.1 得电，输出Y2.1，当X3.7 输入后，平移刀库到位，进行下一步。每一步都是先译码，使中间继电器得电，从而输出Y，当有检测到位信号X 输入时，该动作停止，执行下一动作，具体清晰动作如下。平移刀库（M41，R604.1，Y2.1，X3.7）→拔刀伸出（M42，R604.2，Y2.4，X3.5）→平移主轴（M40，R604.0，Y2.0，X3.6）→拔刀缩回（M43，R604.3，Y2.5，X3.4）→摇摆缩回（M47，R604.7，Y2.3， X8.0）→平移刀库（M41， R604.1， Y2.1，X3.7）→翻转伸出（M48， R605.0， Y3.4，X3.1）→五面头移到换刀点→平移主轴（M40，R604.0，Y2.0， X3.6）→立式松刀（M53， R605.5， Y4.7，X7.7）→拔刀伸出（M42， R604.2， Y2.4， X3.5）→换刀缩回（M45，R604.5，Y2.7，X3.2）→拔刀缩回（M43， R604.3， Y2.5， X3.4） →立式紧刀（M54，R605.6，Y4.6，X7.6）→平移刀库（M41，R604.1，Y2.1，X3.7）→五面头移开→翻转缩回（M49，R605.1，Y3.5，X3.0）→平移主轴（M40，R604.0，Y2.0，X3.6）→摇摆伸出（M46，R604.6，Y2.2， X8.1）→拔刀伸出（M42， R604.2， Y2.4，X3.5）→平移刀库（M41， R604.1， Y2.1， X3.7）→拔刀缩回（M43，R604.3，Y2.5，X3.4）→平移主轴（M40， R604.0， Y2.0， X3.6） →拔刀伸出（M42，R604.2，Y2.4，X3.5）→换刀伸出M44，R604.4，Y2.6，X3.3）→拔刀缩回（M43，R604.3，Y2.5，X3.4）。

     立式换刀过程在程序中是个子程序，只有把每个子程序上的动作如上分解，确保每段程序准确，程序运用正常，整个机床动作就会准确无误[1-2]。

     4 、结论

     该机床已生产制造调试成功，运行可靠，加工效率高，可保证工件位置公差，尺寸一致性好，用户反馈使用效果良好。