畢業(yè)論文《刀庫控制系統(tǒng)設計》 .doc

第I頁附錄1刀庫的主要電氣連接圖是CAD圖，上傳不起、所以就對不起了朋友些要是想要可以加我小號QQ：731936696第II頁目錄第1章緒論.111刀庫系統(tǒng)的發(fā)展趨勢.11.1.1高效能的產(chǎn)品.11.1.2輕量化、低成本的產(chǎn)品.11.2刀庫系統(tǒng)的發(fā)展方向.21.2.1精密和簡易的兩極化并存.21.2.2常規(guī)刀庫的高速化、輕量化.2第2章加工中心刀庫的機械結構.32.1ATC刀具自動換刀裝置.32.1.1刀具自動換刀裝置的基本要求.32.1.2刀具的選擇方式.32.2刀庫.42.2.1刀庫的類型.42.2.2刀庫的容量.62.2.3刀庫結構.62.2.4刀庫的轉(zhuǎn)位.8第3章刀庫的工作過程及控制系統(tǒng)設計.103.1斗笠式自動換刀裝置.103.1.1自動換刀動作原理.103.1.2自動換刀指令格式.113.2斗笠式刀庫的PMC控制要求.113.3與刀庫相關的電氣連接.113.3.1主軸準?？刂菩盘朞RCMA（G70.6）/ORARA（F45.7）.123.3.2宏程序所用的系統(tǒng)變量.123.3.3宏程序調(diào)用及刀庫相關系統(tǒng)參數(shù).133.3.4換刀宏程序.143.3.5PMC控制程序.15第4章自動換刀系統(tǒng)的PLC的應用.22第III頁4.1刀庫選刀方式.224.2PLC實現(xiàn)隨機換刀.224.2.1ATC的組成和刀庫數(shù)據(jù)表.224.2.2刀具的識別.2342.3刀庫數(shù)據(jù)表的修改.24第4章自動換刀系統(tǒng)的常見故障及排除.264.1刀庫及換刀機械手的維護要點.264.2刀庫的故障.264.2.1刀庫亂刀故障.264.2.2換刀過程中出現(xiàn)撞刀故障.274.2.3換刀過程出現(xiàn)掉刀故障.274.2.4自動換刀過程沒有完成故障.28總結.29致謝.30參考文獻.31附錄1刀庫的主要電氣連接圖.32第1頁第1章緒論11刀庫系統(tǒng)的發(fā)展趨勢近年來刀庫的發(fā)展儼然已超越其為配備的角色，在特有的技術領域中發(fā)展出符合工具機高精度、高效能、高可靠度及多任務復合等概念產(chǎn)品，多樣化產(chǎn)品，左右工具機在生產(chǎn)效能及產(chǎn)品精度的表現(xiàn)。刀庫的容量、布局，針對不同的工具機，形式也有所不同，根據(jù)刀庫的容量、外型和取刀方式可概分為斗笠式刀庫、圓盤式刀庫、鏈條式刀庫。其發(fā)展趨勢為1.1.1高效能的產(chǎn)品發(fā)展符合高荷重、高容量、高速化概念之刀庫產(chǎn)品。1.1.2輕量化、低成本的產(chǎn)品發(fā)展符合重量輕、成本低概念之刀庫產(chǎn)品。在此概念基礎下，刀庫產(chǎn)品之發(fā)展現(xiàn)況為（1）超重刀具負荷之刀庫的發(fā)展：發(fā)展出刀鏈系統(tǒng)能承載重量70kg以上之超重刀具，擁有強力鎖刀裝置之穩(wěn)固刀鏈架構，可防止重型刀具于運轉(zhuǎn)中墜落。（2）高效率且定位精確的驅(qū)動及選刀系統(tǒng)的發(fā)展：發(fā)展出高精度系統(tǒng)配置日系高質(zhì)量、高定位梢度之伺服電動機及減速機，以符合選刀迅速、換刀精確的主要性能需求。（3）多型式刀具容載刀庫的發(fā)展：發(fā)展出同時可容納多種型式刀具（如ISO50及ISO60）的刀鏈系統(tǒng)，也被視為是必須時常變換使用多種主軸之加工中心的必備裝置。（4）不同型式刀其及任意點之換刀系統(tǒng)的發(fā)展：可以同時夾取不同型式刀具如ISO50及ISO60，因應需求必須有不同的刀具。為了縮短換刀時間，多點式或任意點式之換刀系統(tǒng)是有必要的。（5）輕量化、低成本架構之刀庫的發(fā)展：發(fā)展出輕量化之塑鋼射出刀套架構，整體重量較傳統(tǒng)刀庫減輕100kg以上，成本大幅降低之刀庫。（6）大型及高容量刀庫的發(fā)展：在機床多功能之趨勢演化下，大量的刀具被使用在同一臺機床上，刀庫之架構必須兼顧換刀效率及儲刀效能，多變的刀庫型體（可容納120/180/200把以上刀具）及多樣精密之換刀系統(tǒng)（如各種立式、臥式、立臥單點及多點式換刀系統(tǒng)），是其主要之特色。第2頁1.2刀庫系統(tǒng)的發(fā)展方向刀庫系統(tǒng)作為自動化加工過程中所需的儲刀及換刀需求的一種裝置，為數(shù)控機床縮短機床非切削時間，降低勞動強度提供了必要條件，是數(shù)控機床的重要功能部件，必將向以下幾個方向發(fā)展。1.2.1精密和簡易的兩極化并存一方面隨著主機的“單機多任務復合化”發(fā)展，刀庫也必將向容量大、結構精、速度快、效率高的方向發(fā)展，以適應主機的高轉(zhuǎn)速、高精度和強力切削的機械特性。此類刀庫大部分為臥式刀庫，有下面幾個特點：（1）可遠距離傳輸。（2）換刀時可同步打刀，縮短換刀時間。（3）大容量且可擴充。（4）高效且精準的驅(qū)動和選刀系統(tǒng)（5）控制系統(tǒng)復雜。（6）刀具重量大。比如，適合五軸聯(lián)動的立臥轉(zhuǎn)換伺服刀庫。而另一方面刀庫僅作為單純的儲刀倉功能存在，主軸主動抓刀的“固定地址換刀”刀庫也是發(fā)展的方向之一，此時刀庫好比數(shù)控系統(tǒng)的一個控制軸，僅有旋轉(zhuǎn)定位功能，如立車刀庫、轉(zhuǎn)盤刀庫等。1.2.2常規(guī)刀庫的高速化、輕量化尤其以40盤式刀庫為代表，換刀速度和刀庫重量已經(jīng)成為衡量刀庫性能的主要參數(shù)之一，比如，吉輔40盤式刀庫的換刀速度1.1s，重量已經(jīng)降到295kg。1.2.3低碳、環(huán)保、智能、安全在選材上更環(huán)保，在制作過程中減少消耗、使用過程智能、安全等也是刀庫發(fā)展的方向之一。第3頁第2章加工中心刀庫的機械結構2.1ATC刀具自動換刀裝置為進一步提高數(shù)控機床的加工效率實現(xiàn)一次裝夾即可完成多道工序或全部工序加工的方向的發(fā)展需求，必須有自動換刀裝置，以便選用不同刀具，完成不同工序的加工工藝。2.1.1刀具自動換刀裝置的基本要求為完成對工件的多工序加工而設置的存儲及更換刀具的裝置稱為自動換刀裝置。自動換刀裝置應當滿足的基本要求為：刀具換刀時間短且換刀可靠。刀具重復定位精度高。足夠的刀具儲存量。刀庫占地面積小。2.1.2刀具的選擇方式按數(shù)控裝置的刀具選擇指令，從刀庫中將所需要的刀具轉(zhuǎn)換到取刀位置，稱為自動選刀。在刀庫中，選擇刀具通常采用兩種方法。（1）順序選刀在加工之前，將加工零件所需刀具按照工藝要求集資插入刀庫的刀套中，順序不能不差錯，加工時按順序調(diào)刀稱為順序選刀。加工不同的工件時必須重新調(diào)整刀庫中的刀具順序，因而操作十分繁瑣，而且加工同一工件中各工序的刀具不能重復使用。這樣就會增加刀具的數(shù)量，而且由于刀具的尺寸誤差也容易造成加工精度的不穩(wěn)定。其優(yōu)點是刀庫的驅(qū)動和控制都比較簡單。因此這種方式適合加工指較大、工件品種數(shù)量較少的中小型自動換刀數(shù)按機床。（2）任選刀具這種方法根據(jù)程序指令的要求任意選擇所需要的刀具，刀具在刀庫中不必按照工件的加工順序排列，可以任意存放。每把刀具都編上代碼，自動換刀時，刀庫旋轉(zhuǎn)，每間刀具都經(jīng)過“刀具識別裝置”接受識別。當某把刀具的代碼與數(shù)控指令的代碼相符合時，該把刀具被選中，刀庫將刀具送到換刀位置，等待機械手來抓取。任意選擇刀具法的優(yōu)點是刀庫中刀具的排列順序與工件加工順序無關，第4頁相同的刀甚至可重復使用。因此，刀具數(shù)量比順序選刀的刀具可以少一些，刀庫也相應的小一些。2.2刀庫刀庫是自動換刀裝置的主要部件，其容量、布局以及具體結構對數(shù)控機床的設計有很大的影響。刀庫中的刀具的定位機構是用來保證要倒換的每一把刀具或刀套都能準確地停在換刀位置上。采用電動機或液壓系統(tǒng)為刀庫轉(zhuǎn)動提供動力。根據(jù)刀庫所需要的容量和取刀的方式，可以將刀庫設計成多種形式。2.2.1刀庫的類型刀庫的功能是儲存加工工序所需要的各種刀具，并按程序指令把將要用的刀具準確地送到換刀位置，并接受從主軸送來的已用刀具。刀庫的儲存量一般在8-64把范圍內(nèi)，多的可達100-200把。（1）鼓（盤）式刀庫在盤式刀庫結構中，刀具可以沿主軸軸向、徑向、斜向安放，刀具軸向安裝的結構最為緊湊。但為了換刀時刀具與主軸同向，有的刀庫中的刀具需在換刀位置作90翻轉(zhuǎn)。在刀庫容量較大時，為在存取方便的同時保持結構緊湊，可采取彈倉式結構，目前大量的刀庫安裝在機床立柱的頂面或側(cè)面。在刀庫