【正文】 ???????????????????????????? 8 獲取 “換刀位置 ”寄存器中刀具數(shù)據(jù) ??????????????? 12 機(jī)械手刀庫的換刀 ?????????? ??????????? 13 刀套標(biāo)簽和實(shí)際刀具的對(duì)應(yīng)關(guān)系 ???????????????? 14 第 四 章、換刀子程序的調(diào)用?????????????????? 16 概述 ???????????????????????????? 16 換刀子程序 ???????????????????????? 16 第 五 章、液壓控制 ????????????????????? 17 概述 ???????????????????????????? 17 加工中心部分液壓系統(tǒng) ???????????????????? 17 系統(tǒng)特點(diǎn) ?????????????????????????? 21 第 六 章、結(jié) 束語?????????????????????? ? 22 參考文獻(xiàn) ?????????????????????????? 23 加工中心刀具庫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 之電氣控制 四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 5 頁 第一章 前言 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程 回顧數(shù)控技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了兩個(gè)階段，六代的發(fā)展歷程。 本設(shè)計(jì)采用 PLC 對(duì)刀具庫系統(tǒng)的自動(dòng)控制，自動(dòng)換刀裝置在隨機(jī)換刀時(shí)只識(shí)別刀具不識(shí)別刀套，因此可以把刀具編號(hào)，并且按順序?qū)⒌毒卟迦氲稁熘袑?duì)應(yīng)號(hào)和刀套上。它能實(shí)現(xiàn)三軸或三軸以上的聯(lián)動(dòng)控制，以保證刀具進(jìn)行復(fù)雜表面的加工。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展世界先進(jìn)制造技術(shù)的興起和不斷成熟，而對(duì)作為現(xiàn)代制造業(yè)非常重要的加工中心提出了更高的要求，超高速切削、超精密加工等技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)加工中心的各種組成部分提出了更高的性能指標(biāo)。由數(shù)控系統(tǒng)的 PLC 設(shè)定刀號(hào)，使刀具號(hào)和刀庫中的刀套地址對(duì)應(yīng)的記在 PLC 上，一經(jīng)設(shè)定，機(jī)床在以后的使用中，不論刀具在哪個(gè)刀套上 PLC 始終記憶著它的蹤跡。第一個(gè)階段叫做 NC階段，經(jīng)歷了電子管、晶體管、和小規(guī)模集成電路三代。但第五代數(shù)控系統(tǒng)以及以前各代都是一種專用封閉的系統(tǒng)，而第六代 —— 開放式數(shù)控系統(tǒng)將代表著數(shù)控系統(tǒng)的未來發(fā)展方向，將在現(xiàn)代制造業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 帶有刀具自動(dòng)交換裝置、能一次集中完成多種工序加工的數(shù)控加工設(shè)備。 鉆、鏜、 銑、車等單功能數(shù)控機(jī)床只能分別完成鉆、鏜、銑、車等作業(yè)，而在機(jī)械制造工業(yè)中，大部分零件都是需要多任務(wù)序加工的。 我國數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展概況 在對(duì)內(nèi)搞活，對(duì)外開放的方針指引下，于 1980 年開始引進(jìn)日本就有 70年代末期水平的微處理器數(shù)控系統(tǒng)和直流伺服拖動(dòng)技術(shù)。我國的數(shù)控系統(tǒng)分為三種類型，經(jīng)濟(jì)型、普及型、和高級(jí)型。新開發(fā)的國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品大部分達(dá)到國際 80年代中期水平，部分達(dá)到 90年代水平，在技術(shù)上也有所 突破，如高速主軸制造技術(shù)、快速進(jìn)給、快速換刀、柔性制造、快速成型制造技術(shù)等為下一代國產(chǎn)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。刀具自動(dòng)交換系統(tǒng)由刀庫、刀具交換裝置、刀具傳送裝置、刀具編碼裝置、識(shí)刀器等五個(gè)部分組成。 ②轉(zhuǎn)塔式刀庫，又分傾斜式和水平式。 ⑥直線式刀庫。因此從使用角度來看，刀庫的存儲(chǔ)量一般為 20~40把較為合適，多的可達(dá) 60把刀，超過 60把刀的很少。換刀機(jī)械手種類繁多，可以說每個(gè)廠家都推出自己的機(jī)械手，基本上換刀裝置按交換方式又分為兩類。這種換刀方式的換刀時(shí)間長，另外刀庫設(shè)置在工作臺(tái)上，減少了工作臺(tái)的有效使用面積。雙臂機(jī)械手進(jìn)行一次換刀循環(huán)的基本 動(dòng)作為：抓刀 (手臂旋轉(zhuǎn)或伸出，同時(shí)抓住主軸和刀庫里的刀具 )；拔刀 (主軸松開，機(jī)械手同時(shí)將主軸和刀庫中的刀具拔出 )；換刀 (手臂轉(zhuǎn) 180176。 、運(yùn)刀裝置 當(dāng)?shù)稁烊萘枯^大、布置得離機(jī)床較遠(yuǎn)時(shí)，就需要安排兩只機(jī)械手來完成新舊刀的交換動(dòng)作，一只靠近刀庫 ，稱為后機(jī)械手，完成拔新刀、插舊刀的動(dòng)作；一只靠近主軸，稱為前機(jī)械手，完成拔舊刀、插新刀的動(dòng)作。此設(shè)計(jì)無此動(dòng)作。采用這種選刀方式不需要識(shí)刀器，刀庫結(jié)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)裝置都非常簡單，每次換刀時(shí)控制刀庫轉(zhuǎn)位一次即可。然后根據(jù)刀座的編碼選取刀具。加工時(shí)根據(jù)程序?qū)ふ宜枰牡毒摺５毒呔幋a：在每一把刀具的尾部都用編碼環(huán)編上自己的號(hào)碼。這種編碼現(xiàn)已獲廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)采用刀具編碼形式。電氣驅(qū)動(dòng)可以將伺服 半閉環(huán)系統(tǒng)用作驅(qū)動(dòng)刀庫的轉(zhuǎn)動(dòng) ,也可采用系統(tǒng)的 PLC 直接發(fā)出運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)來帶動(dòng)刀庫旋轉(zhuǎn)。液動(dòng)結(jié)構(gòu)的刀庫往往采用機(jī)電結(jié)合式的銷定位方式。帶刀庫的自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床主軸箱和轉(zhuǎn)塔主軸頭相比較，由于主軸箱內(nèi)只有一個(gè)主軸，所以主軸部件有足夠的剛度，因而能夠滿足各種精密加工的要求。換刀之前，刀庫 2將待換刀具送到換刀位置，之后把帶有刀具 5的刀套 4向下翻轉(zhuǎn) 90度，使之與主軸軸線平行；在機(jī)床切屑加工過程中，機(jī)械手的手臂 1 與主軸中心換刀位置的刀具中心線的連線成 75 度，該位置為機(jī)械手的原始位置。 現(xiàn)在先解釋幾個(gè)關(guān)鍵詞 刀具 指具體實(shí)施切削工件的工具，每把刀具可予以編號(hào)，選刀時(shí)直接指定刀具號(hào)。帶動(dòng)刀套運(yùn)動(dòng)。 M 0 0 1K 0 1K 0 2K 0 3R2 9 5 0R2 9 6 0R2 9 5 3設(shè)定換刀參數(shù)設(shè)定刀庫總刀具數(shù)設(shè)定屏幕顯示刀具方式 圖 刀庫及換刀參數(shù)的設(shè)定 加工中心刀具庫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 之電氣控制 四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 13 頁 刀庫及換刀參數(shù)的設(shè)置 在使用專用換刀指令時(shí)，文件寄存器 R2950R3639已被規(guī)定用于換刀指令特殊的用途， 必須通過 PLC 程序加以適當(dāng)?shù)脑O(shè)置 PLC 程序 。 如圖 “ 換刀位置 ” 是刀庫上的一固定位置，只有在這個(gè)位置上的刀具才可能被換至主軸上。 “ 選定刀號(hào) ” —— 是主加工程序中，用 T指令選取的刀號(hào)。 如在 R500內(nèi)指定一個(gè)文件寄存器的地址號(hào) ――513 ，則文件寄存器 R513用以設(shè)置刀盤旋轉(zhuǎn)的相關(guān)參數(shù)，如刀盤從 “0” 或 “1” 開始計(jì)數(shù)，是否就近選刀等。 旋轉(zhuǎn)指令的前期設(shè)置示 （ 例如圖 ） 。由就近選刀指令發(fā)出。 “ 選擇刀號(hào) ” 由 R36中的數(shù)據(jù)表示，這是 NC中已經(jīng)規(guī)定了的。 機(jī)械手刀庫的換刀 機(jī)械手刀庫與斗笠式刀庫的最大區(qū)別在于，斗笠式刀庫的刀套號(hào)始終于刀具號(hào)相對(duì)應(yīng)。因此在 PLC程序中處理稍顯復(fù)雜些，換刀指令有一條專用于主軸換刀（如圖 ）。 如果驅(qū) 動(dòng)主軸換刀指令，則環(huán)行刀具排列就不是順序的，而是隨機(jī)排列。 PLC程序處理 如圖 。刀盤每旋轉(zhuǎn)一次，房間里的客人就整體順時(shí)針或逆時(shí)針移動(dòng)一次。 將其數(shù)值賦予指針R2965，在顯示屏上可觀察到 MG刀套對(duì)應(yīng)的實(shí)際刀具。而且可以在屏幕上觀察到刀具的變化，對(duì)于機(jī)械手刀庫尤為適用。本加工中心采用了固定的換刀點(diǎn)位置，每個(gè)運(yùn)動(dòng)部件只有移到這個(gè)位置才能進(jìn)行換刀動(dòng)作。其特點(diǎn)是采用計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)加工，同時(shí)可根據(jù)不同加工工件的加工要求編制加工程序，而實(shí)現(xiàn)多種工件的自動(dòng)加工。 圖 液壓系統(tǒng)原理圖 1234567 1 Y ATP12118109加工中心刀具庫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 之電氣控制 四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 22 頁 工作原理 開動(dòng)機(jī)床，電磁鐵 1YA 通電，限壓式變壓泵 1 向蓄能器 10 充油，當(dāng)充油壓力升到變量泵的極限壓力時(shí)，泵的理論輸出流量為零，從而減少功率損耗；各液壓缸和馬達(dá)所需流量有蓄能器和泵共同供給，系統(tǒng)主油路壓力在蓄能器作用下維持在 5~6Mpa。 圖 刀庫鏈定位、刀庫移動(dòng)、 松刀 TP52562 4 Y A552 2 Y A 2 3 Y A刀庫移動(dòng)54刀庫鏈定位 松刀5962582 5 Y A573 0 Y A加工中心刀具庫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 之電氣控制 四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 23 頁 刀庫移動(dòng) 電磁鐵 22YA通電，換向閥 53 左位接入系統(tǒng)，刀庫正向移動(dòng)， 其油路為 進(jìn)油路 ： 蓄能器 10→截止閥 9變量泵 1→單量閥 2〕 →換向閥 7→節(jié)流閥 52→換向閥 53→刀庫移動(dòng)馬達(dá)進(jìn)油口； 回油路：刀庫移 動(dòng)馬達(dá)出