基于plc自動換刀系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書(文件)
【正文】 元件列表..................................................17 PLC的I/O地址的分配..............................................18 PLC程序梯形圖....................................................18........................................................19四、心得體會..........................................................20五、參考文獻(xiàn)..........................................................21一、摘 要隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動和伺服驅(qū)動刀庫方向發(fā)展。在本設(shè)計(jì)中，刀庫橫移裝置的設(shè)計(jì)利用的是氣壓傳動機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)刀庫的橫移運(yùn)動；而刀庫分度裝置的設(shè)計(jì)利用的是槽輪機(jī)構(gòu)對刀盤進(jìn)行分度。從數(shù)字控制技術(shù)特點(diǎn)看．由于效控機(jī)床采用了伺服電機(jī)，應(yīng)用數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對機(jī)床執(zhí)行部件工作順序和運(yùn)動位移的直接控制，傳統(tǒng)機(jī)床的變速箱結(jié)構(gòu)被取消或部分取消了，因而機(jī)械結(jié)構(gòu)也大大簡化了。氣缸類型為雙作用氣缸，氣壓缸固定安裝在刀庫介面支架上，活塞桿則與刀庫固定連接。其工作原理如下：刀盤與錐齒輪同軸固定連接，電動機(jī)通過聯(lián)軸器與錐齒輪固定連接，這樣就可以通過錐齒輪機(jī)構(gòu)的傳動來實(shí)現(xiàn)刀盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，完成選刀工作。φ150（臨空刀狀態(tài)) 刀庫容量的確定在確定刀庫容量時(shí)，要進(jìn)行大量的分析調(diào)查，同時(shí)要考慮工藝需要及使用場合。因此，刀庫容量應(yīng)在經(jīng)濟(jì)合理的條件下，力圖將一組類似的零件所需的全部刀具裝入刀庫，以縮短每次裝刀所需的裝調(diào)時(shí)間。選刀的過程，就是使刀庫輪轂滿足一個周向間歇運(yùn)動，也就是分度盤在分度過程中，轉(zhuǎn)位開始與轉(zhuǎn)位結(jié)束位置上的瞬時(shí)角速度ω=0。設(shè)電機(jī)負(fù)載時(shí)，法蘭盤上的滾子以ω1的角速度轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n1，此時(shí)分度盤以ω3的角速度轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n3；而電機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)以n2=，在滾子撥動分度盤一次的一個周期內(nèi)的分度時(shí)間為t1，間歇時(shí)間為t2。60／(360176。在直角三角形PQO中，根據(jù)正切函數(shù)，φ3=arctanλsinφ1／(1λcosφ1) ，式中λ=R1／a=sinφ3。傳動裝置總效率為：η =η22η3η4η5η6 =0. 992=得出電動機(jī)輸出功率：Pd=≈（2）所需的驅(qū)動功率 刀盤的轉(zhuǎn)速為n1 = 178 r／min均角速度： ω=2πn／60 ，t1 = 18176。選用750r/min同步轉(zhuǎn)速電機(jī)，則電機(jī)重量大、價(jià)格昂貴；1000r/min,1500r/min電機(jī)從重量、價(jià)格及傳動比等方面考慮，選用TY90S4型電動機(jī)。39。／180176。小齒輪上的轉(zhuǎn)矩:T1===105N176。（9）驗(yàn)算輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度σF1===[σF1]=129Mpa, σF1＜[σF1]，故安全。 驅(qū)動力校核 向左推力P = d2pη =632 = 467N 向右拉力Q =（D2d2）pη=394N 估計(jì)刀庫總重量M=70Kg，則橫向往復(fù)運(yùn)動所需的驅(qū)動力 F =μMg =7010N=70N其中，μ是導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，；g是重力加速度，取10N／Kg。根據(jù)負(fù)載和工作臺及零部件的重量較小，所以選用的電機(jī)的功率較小，可選用普通的直流電機(jī)，結(jié)合絲杠的轉(zhuǎn)矩可選擇所需的電機(jī)。實(shí)物圖如下圖8所示： 結(jié)構(gòu)件圖如圖9所示：工作臺的相關(guān)參數(shù)設(shè)定為：材料：灰鑄鐵 HT200，密度ρ=長度╳寬度╳厚度：50╳60╳10+50╳35╳10╳2=30000+35000=65000mm3工作臺質(zhì)量：m=ρV=╳65000╳106= G=工作臺最大載荷：F=15N 根據(jù)給定的有效行程，畫出工作臺簡圖。本設(shè)計(jì)導(dǎo)軌材料應(yīng)選用HT200，它具有較好的耐磨性，灰鑄鐵密度為ρ=。參照設(shè)計(jì)要求發(fā)現(xiàn)，滑動螺旋和滾動螺旋均可滿足要求。 Fx——負(fù)載移動阻力； Fz= m2g。(3)預(yù)設(shè)滾動絲桿基本參數(shù) 螺紋公稱直徑——d0=10㎜ ； 導(dǎo)程——Ph=㎜； 鋼球直徑——Dw=。KF轉(zhuǎn)速系數(shù)Kn=（）1/3,其中n是絲桿轉(zhuǎn)速； 短行程系數(shù)KL=。 Fm=其中fc：與滾珠絲桿副滾道的幾何形狀制造精度和材料有關(guān)的系數(shù)一圈螺紋滾道內(nèi)的鋼球數(shù)量Z=лd0/Dw； 鋼球滾到便面在接觸點(diǎn)處的公法線與螺紋軸線的垂直線間的夾角a=45 o 由上可知：Ca大于Ca′（7）基本靜載荷Coa′計(jì)算 Coa′=KF（8）驅(qū)動轉(zhuǎn)矩TT=(F* d0/2)tan（λ+ρ′）=*5* tan（λ+ρ′）=*mm當(dāng)量摩擦角——ρ′； 由旋動運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動時(shí)tanρ′=三、PLC控制硬件設(shè)計(jì) PLC簡介可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。設(shè)當(dāng)前的刀號為m號刀，這時(shí)T指令要求換n號刀，如果m與n不相等則PLC通過比較選擇近的路線進(jìn)行換刀；2）如果m與n相等則不換刀； PLC型號的選擇兼顧系統(tǒng)中應(yīng)用到的能信功能，在眾多市面上的PLC產(chǎn)品中FX系列可編程控制器是當(dāng)今國內(nèi)外最新，最具特色、最具代表性的微型PLC。本系統(tǒng)選用直流輸出方式。本控制系統(tǒng)還要求有自動和手動控制之分，所以還要選擇一個轉(zhuǎn)換開關(guān)LA1822X3二位轉(zhuǎn)換開關(guān)一個。PLC繼電器輸出時(shí)，每一個輸出點(diǎn)為2A，輸出點(diǎn)控制為5點(diǎn)，所以選額定電流為3A，型號為RC1—10的熔斷器。輸出為直流感性負(fù)載時(shí)，需在負(fù)載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管或齊納二極管加以抑制。為避免此類故障的發(fā)生，要注意以下幾點(diǎn)： a. 系統(tǒng)應(yīng)正確、良好地接地； b. 低電壓信號電纜與高壓電動力電纜應(yīng)獨(dú)立走線； c. 將PLC上24VDC傳感電源的負(fù)端接地； d. I/O分配時(shí)輸入輸出模塊各應(yīng)可能相對集中地安排，防止輸出信號對輸入信號的干擾，并做到便于布線； e. 當(dāng)對輸入信號檢測頻率要求不高時(shí)，可以將輸入點(diǎn)的輸入信號濾波時(shí)間延長； 系統(tǒng)控制元件列表自動換刀系統(tǒng)控制元件列表如下： 系統(tǒng)控制元件表序號
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