【正文】 供了豐富的二次開發(fā)功能。機(jī)床制造廠家通過標(biāo)準(zhǔn)的 S7 語言進(jìn)行 PLC 編程，來完成機(jī)床的邏輯控制。并通過參數(shù)的設(shè)置，就可以使機(jī)床運(yùn)行達(dá)到最佳的基于西門子 802S 數(shù)控車床的刀架控制設(shè)計(jì)1效果，以及適應(yīng)各種不同的配置的需要。西門子 802S 數(shù)控系統(tǒng)還有非常豐富的人機(jī)對(duì)話中文界面，用戶所需要的操作可以在中文的菜單上找到，并按相應(yīng)的按鍵以實(shí)現(xiàn)操作者的要求。802S 豐富的中文界面可以使用戶在幾天之內(nèi)就能掌握機(jī)床的操作，這樣就可以節(jié)約了用戶大量的學(xué)習(xí)和消化的時(shí)間。在操作編程的工作中，最為突出的是 802S 的所有報(bào)警文本均可以用中文來編寫。在 802S的編程指令系統(tǒng)中，除了具備新穎的參數(shù)編程和輪廓編程外，還具有實(shí)用的循環(huán)子程序，有了這些強(qiáng)有力的編輯功能，使西門子 802S 的編程十分方便和靈活。 課題的來源及意義數(shù)控刀架是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，在我國被命名為機(jī)床附件，在國外被定義為機(jī)床功能件。隨著數(shù)控機(jī)床的飛速發(fā)展，機(jī)床設(shè)計(jì)已由傳統(tǒng)的統(tǒng)籌設(shè)計(jì)發(fā)展到模塊化設(shè)計(jì)，即按照機(jī)床的功能化分模塊，因此這些功能部件的性能已成為整機(jī)性能的決定因素。數(shù)控刀架作為數(shù)控車床的動(dòng)作執(zhí)行部件，其基本結(jié)構(gòu)包括：驅(qū)動(dòng)裝置、分度裝置、預(yù)定位裝置、松開、鎖緊裝置、精定位裝置、發(fā)信裝置、裝刀裝置。數(shù)控刀架的換刀動(dòng)作如下：系統(tǒng)發(fā)出指令—齒盤松開—刀架旋轉(zhuǎn)分度—到達(dá)目標(biāo)工位并發(fā)信號(hào)給系統(tǒng)—齒盤鎖緊精定位—系統(tǒng)確認(rèn)后進(jìn)行切削。數(shù)控刀架分類。目前，行業(yè)上應(yīng)用的數(shù)控刀架按照與主機(jī)配套場合主要有分為如下高、中、低三個(gè)檔次。低檔數(shù)控刀架主要有沈陽精誠數(shù)控生產(chǎn)的系列電動(dòng)數(shù)控立式刀架，系列臥式刀架。該種刀架結(jié)構(gòu)簡單，容易設(shè)計(jì)、制造。采用三相力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)，三聯(lián)齒定位，矩形螺紋鎖緊，配套在我國簡易型數(shù)控車床，受我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展的影響，是我國的特色產(chǎn)品，已經(jīng)形成規(guī)?；a(chǎn)。中檔數(shù)控刀架主要有沈陽精誠數(shù)控生產(chǎn)的系列電動(dòng)刀架、系列電動(dòng)刀架、系列液壓刀架。該檔次刀架，可雙向選刀，剛性好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)制造加工設(shè)備要求高。此類刀架在我國初具規(guī)模，但國外產(chǎn)品對(duì)我國市場沖擊較大。高檔數(shù)控刀架包括伺服刀架和動(dòng)力刀架。此類刀架，我國起步較晚，還處在研究階段，但還沒有形成商品化。數(shù)控刀架的發(fā)展。數(shù)控刀架作為功能性部件配套于機(jī)床主機(jī)，但它集機(jī)械、電氣于一體，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，數(shù)控刀架的研究開發(fā)是機(jī)械、電氣、電子、材料等多學(xué)科知識(shí)的綜合。當(dāng)今，數(shù)控伺服刀架、動(dòng)力刀架等功能部件己成為衡量數(shù)控機(jī)床水平的重要標(biāo)志。它們的價(jià)格也是構(gòu)成數(shù)控機(jī)床整機(jī)價(jià)格的主要成分，粗略計(jì)算數(shù)控機(jī)床數(shù)控刀架等功能部件價(jià)格已占整機(jī)成本構(gòu)成的左右。目前，我國的功能部件生產(chǎn)發(fā)展緩慢，品種少，產(chǎn)業(yè)化程度低，不能滿足市場要求，不得不依賴進(jìn)口。由于功能部件進(jìn)口價(jià)格昂貴，造成數(shù)控機(jī)床整機(jī)價(jià)格不斷上升，我國生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床幾乎失去了競爭優(yōu)勢(shì)。市場顯示，同等水平的數(shù)控機(jī)床，韓國的價(jià)格幾乎與我國的價(jià)格持平，出現(xiàn)這一現(xiàn)象與我們主機(jī)廠大量從國外采購數(shù)控機(jī)床所需的功能部件有很大關(guān)系。我國機(jī)床工具行業(yè)的專家、學(xué)者、企業(yè)家都已看到了功能部件產(chǎn)業(yè)的巨大發(fā)展前景。許多企業(yè)也已瞄準(zhǔn)了這個(gè)市場，通過引進(jìn)技術(shù)、德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文2合作生產(chǎn)或自主開發(fā)，初步形成了一批功能部件專業(yè)生產(chǎn)廠家。當(dāng)前國內(nèi)高水平、高質(zhì)量的數(shù)控機(jī)床和加工中心還不能完全滿足國內(nèi)市場需求，這和與之配套的高水平的功能部件發(fā)展滯后有關(guān)，有些功能部件性能上與國際著名廠家的產(chǎn)品還有一些差距。我國己加入世貿(mào)組織，境外功能部件產(chǎn)品對(duì)我國市場的沖擊將更加厲害。可以說，沒有高水平功能部件生產(chǎn)能力的大幅提高，將嚴(yán)重影響我國機(jī)床行業(yè)的快速發(fā)展。伺服刀架控制器是伺服刀架和動(dòng)力刀架的技術(shù)核心。高檔刀架采用伺服電機(jī)作驅(qū)動(dòng)源，實(shí)現(xiàn)位置、速度的雙閉環(huán)控制，具有結(jié)構(gòu)簡單，容易加工制造、維護(hù)、精度高，轉(zhuǎn)位快等特點(diǎn)。我國各大機(jī)床主機(jī)廠均依靠進(jìn)口此類產(chǎn)品與主機(jī)配套。很明顯，伺服刀架的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，而我國目前還沒有針對(duì)數(shù)控刀架的專業(yè)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品，這大大的制約了我國高檔刀架發(fā)展，是我國的伺服刀架的研制處于停滯狀態(tài)，因此，伺服刀架的控制器即伺服刀架的伺服電機(jī)控制是高檔數(shù)控刀架的關(guān)鍵技術(shù)。刀庫包括刀套旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及換刀機(jī)械手，刀庫外形為圓盤形，內(nèi)部裝有一個(gè)分度盤。刀庫的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由帶抱閘的三相異步電機(jī)作動(dòng)力源。三相電源通過交流接觸器提供給電動(dòng)機(jī)，此時(shí)抱閘打開，刀庫運(yùn)轉(zhuǎn)，切斷三相電源則抱閘閉鎖，刀庫立刻停止運(yùn)轉(zhuǎn)。通過分度盤的運(yùn)動(dòng)及相關(guān)檢測(cè)元件組的邏輯組合，可使每個(gè)刀套準(zhǔn)確停在換刀位置。刀套停在換刀位置后，由氣缸控制刀套處于水平或垂直狀態(tài)，以方便機(jī)械手換刀。刀套分度臺(tái)可以順時(shí)針或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，從而可以在最短的時(shí)間內(nèi)搜索到所要更換的刀具。刀庫換刀機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)同樣是由帶抱閘的三相異步電機(jī)作動(dòng)力源，通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，把電機(jī)產(chǎn)生的勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為機(jī)械手的規(guī)律性前進(jìn)、停止以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。齒輪傳動(dòng)裝置配有微動(dòng)開關(guān)組。這個(gè)開關(guān)組包括3組微動(dòng)凸輪和3個(gè)接近開關(guān)，每組微動(dòng)凸輪上裝有3個(gè)微動(dòng)凸輪。該微動(dòng)開關(guān)組用于控制機(jī)械手夾住刀具、機(jī)械手把刀具從主軸和刀套內(nèi)取出、機(jī)械手處于原始位置等。該刀庫的旋轉(zhuǎn)刀套及機(jī)械手的減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)都內(nèi)置了一個(gè)扭矩限制器，以防止內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)損壞。通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我將對(duì)西門子 802S 數(shù)控車床有個(gè)更深的認(rèn)識(shí)，還有使自己各方面的能力都有所提高（自學(xué)能力、動(dòng)手能力、語言表達(dá)能力、文字表達(dá)能力、解決實(shí)際問題的能力） 。對(duì)西門子 802S 數(shù)控車床的認(rèn)識(shí)，可以為我以后學(xué)習(xí)各類數(shù)控機(jī)床有個(gè)好的基礎(chǔ)。同樣刀架的 PLC 程序能應(yīng)用和設(shè)計(jì)，再要應(yīng)用和設(shè)計(jì)刀庫的 PLC 程序就容易了。為今后從事本專業(yè)的工作運(yùn)用打下基礎(chǔ)，使自己能很快的融入社會(huì)。 本課題的內(nèi)容（1）測(cè)繪西門子802S數(shù)控車床的電氣原理圖、接線圖；在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行實(shí)物測(cè)繪，同時(shí)查閱其相關(guān)資料進(jìn)行西門子802S數(shù)控車床的電氣原理圖、接線圖的繪制。西門子802S數(shù)控系統(tǒng)有主軸、進(jìn)給、ECU單元、冷卻、潤滑、刀架等輔助裝置組成?；谖鏖T子 802S 數(shù)控車床的刀架控制設(shè)計(jì)3（2）設(shè)計(jì)刀架控制系統(tǒng)；在原有西門子802S數(shù)控車床的刀架控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究。（3）有關(guān)機(jī)床參數(shù)、四工位刀架結(jié)構(gòu)；在實(shí)驗(yàn)室里查閱有關(guān)機(jī)床的參數(shù)，以及四工位刀架的結(jié)構(gòu)原理圖。（4）有關(guān)PLC程序設(shè)計(jì)；在原有西門子802S數(shù)控車床PLC程序的基礎(chǔ)上，加以改進(jìn)和完善。（5）撰寫有關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書；本設(shè)計(jì)中重點(diǎn)和難點(diǎn)就是對(duì)西門子802S數(shù)控車床刀架控制設(shè)計(jì)和PLC程序的調(diào)試,需要對(duì)刀架的結(jié)構(gòu)非常了解，清楚刀架上的傳感器信號(hào)的輸入輸出。其研究途徑可根據(jù)西門子802S數(shù)控車床中原有的PLC程序，了解刀架PLC程序的整個(gè)換刀過程，然后根據(jù)實(shí)際刀架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行刀架PLC程序調(diào)試。此外需繪制西門子802S數(shù)控車床的電氣原理圖、接線圖、設(shè)計(jì)刀架控制電路；有關(guān)機(jī)床的參數(shù)、四工位刀架結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，都可以在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行實(shí)物測(cè)繪，參照設(shè)計(jì)。德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文4第二章 西門子 802S 數(shù)控車床基本組成西門子 802S 數(shù)控系統(tǒng)電氣主要組成部分有， CNC 系統(tǒng)（包括 ECU） 、主軸驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)（包括伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)） 、輔助裝置（包括刀架控制系統(tǒng)、潤滑、冷卻控制系統(tǒng)）及 PLC 輸入輸出轉(zhuǎn)接口,機(jī)械結(jié)構(gòu)部分主要有，機(jī)床床身、導(dǎo)軌、工作臺(tái)、刀架等。 （其中刀架在第 3 章有具體介紹） CNC 系統(tǒng)計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（Computer Numerical Control）簡稱 CNC 系統(tǒng)，是一種用計(jì)算機(jī)通過執(zhí)行其存儲(chǔ)器內(nèi)的程序來實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能，并配有接口電路和伺服驅(qū)動(dòng)裝置的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床在 CNC 系統(tǒng)的控制下，自動(dòng)地按給定的加工程序加工出工件。所以計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)是一種計(jì)算機(jī)在內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)。CNC 系統(tǒng)是一種位置控制系統(tǒng)。其控制過程是根據(jù)輸入的信息（加工程序） ，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、插補(bǔ)運(yùn)算、獲得理想的運(yùn)動(dòng)軌跡信息，然后輸出到執(zhí)行部件，加工出所需要的工件。CNC 系統(tǒng)的核心是 CNC 裝置。由于采用了計(jì)算機(jī)，使 CNC 裝置的性能提高，促使 CNC 系統(tǒng)迅速發(fā)展。CNC 裝置的工作流程主要分為輸入、譯碼、刀具補(bǔ)償、進(jìn)給速度處理、插補(bǔ)和位置控制。輸入的任務(wù)是把加工程序、控制參數(shù)和補(bǔ)償數(shù)據(jù)輸入到 CNC 裝置中去，輸入的方法有紙帶閱讀機(jī)輸入、鍵盤輸入、磁帶和磁盤輸入以及通信方式輸入。CNC 的工作方式一般有兩種，一種是邊輸入邊加工，即在前一個(gè)程序段在加工時(shí)，輸入后一個(gè)程序段的內(nèi)容；另一種是一次性的將整個(gè)工件加工程序輸入到 CNC 裝置的內(nèi)部存儲(chǔ)器中，加工時(shí)再把程序段從存儲(chǔ)器中一個(gè)一個(gè)的調(diào)出來進(jìn)行處理。 隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和表面安裝技術(shù)的發(fā)展，CNC 系統(tǒng)硬件塊及安裝方式不斷改進(jìn)。從 CNC 系統(tǒng)的總體安裝結(jié)構(gòu)看，有整體式結(jié)構(gòu)和分體式結(jié)構(gòu)兩種。從 CNC 系統(tǒng)使用的 CPU 及結(jié)構(gòu)來分，CNC 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)一般分為單 CPU 和多 CPU 結(jié)構(gòu)兩大類。初期的 CNC 系統(tǒng)和現(xiàn)在的一些經(jīng)濟(jì)型 CNC 系統(tǒng)采用單 CPU 結(jié)構(gòu)，而多 CPU 結(jié)構(gòu)可以滿足數(shù)控機(jī)床高進(jìn)速度、高加工精度和許多復(fù)雜功能的要求，也適應(yīng)于并入 FMS 和 CIMS 運(yùn)行的需要，從而得到了迅速的發(fā)展，它反映了當(dāng)今數(shù)控系統(tǒng)的新水平。 CNC 裝置中還有 I/O 處理、顯示及診斷功能。 I/O 處理主要用來對(duì) CNC 裝置與機(jī)床之間的強(qiáng)電信號(hào)處理。顯示的主要任務(wù)是為操作者提供方便，有工件程序的顯示、參數(shù)顯示、刀具位置顯示、機(jī)床狀態(tài)顯示、報(bào)警顯示以及運(yùn)動(dòng)軌跡的靜態(tài)圖形顯示。診斷功能是現(xiàn)代 CNC 裝置必備的，可以自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行診斷顯示出故障出現(xiàn)范圍。CNC 數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)有靈活性、模塊化、可靠性、易于實(shí)現(xiàn)多功能程序控制、使用維修方便、具有通信功能。在多微處理器中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上的 CPU 構(gòu)成處理部件。各處理部件之間通過一組公用地址和數(shù)據(jù)總線進(jìn)行連接。每個(gè) CPU 都可