【正文】 以首先應該考慮提高效率。功能復雜的液壓傳動系統(tǒng)有多個不同功能的基本液壓回路組成，這些個回路組成的傳動系統(tǒng)實現(xiàn)了機械設(shè)備所需的各種運動及控制功能。這就需要在液壓傳動設(shè)計中必須考慮如何提高效率。我們進行了這次畢業(yè)設(shè)計。 本次設(shè)計的題目是加工中心自動換刀裝置的設(shè)計。設(shè)計主要針對自動換刀PLC的程序設(shè)計，程序由功能指令編寫更加簡單。課程設(shè)計是讓我對于課題不斷深入了解，進行自主的學習掌握知識。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我有如下幾方面的感觸：首先，在這次畢業(yè)設(shè)計實習中，通過自己的努力和請教老師和同學，我收獲很大，不但比較系統(tǒng)的復習了以前所學習的所有關(guān)于機械設(shè)計,機械原理，機械制圖以及相關(guān)制圖軟件操作的知識而且加深了對以前那些枯燥公式的理解。而實際操作卻是比理論更復雜的，因為在實際操作過程中會遇到許許多多人為因素和社會因素。致 謝在本次論文設(shè)計過程中，對該論文從選題、構(gòu)思到最后定稿的各個環(huán)節(jié)給予我細心指引與教導，使我得以最終完成畢業(yè)論文設(shè)計。同時，本篇畢業(yè)論文的寫作也得到了許多同學的熱情幫助。Annals of the CIRP，2001，50(1):251～28443 東華理工大學長江學院（論文）目 錄摘 要 2Abstract 3緒 論 4 國內(nèi)外數(shù)控機床的發(fā)展情況 4 4 數(shù)控機床發(fā)展趨勢 5 可編程控制技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展狀況 6 可編程控制器的特點 6 可編程控制器的應用領(lǐng)域 8 可編程邏輯控制器的發(fā)展趨勢 9. 課題的研究意義 10第二章 機械手的自動換刀裝置研究 11 自動換刀系統(tǒng)研究 11 刀庫介紹 11 鏈式刀庫 12 盤式刀庫 14 換刀機械手介紹 15 單臂單爪回轉(zhuǎn)式機械手 15 單臂雙爪回轉(zhuǎn)式機械手 16 雙臂回轉(zhuǎn)式機械手 16 雙機械手 17 雙臂往復交叉式機械手 18 雙臂端面夾緊式機械手 19 20 ATC的作用 20 ATC的組成 20 刀庫 20 機械手 22 夾抓類型 22 刀柄 22 23第三章 可編程序控制器介紹 25 PLC的基本概念與基本結(jié)構(gòu) 25 PLC的基本概念 25 PLC的基本結(jié)構(gòu) 25 PLC的工作原理 26 PLC的編程語言與程序結(jié)構(gòu) 28 PLC編程語言的國際標準 28 PLC的程序結(jié)構(gòu) 30第四章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 31 PLC 實現(xiàn)隨機換刀 31 東華理工大學長江學院（論文） 刀庫換刀定位控制 31 換刀過程 31 32 PLC硬件接線圖 35 36第五章 液壓傳動部分的設(shè)計 39 39 39 39總結(jié) 41致 謝 42參考文獻 43 東華理工大學長江學院（論文）。 Manufacture 1999 , (39) :273～295.[ 18] , . A pneumatic2mechanicallinkage mechanism for toolhandling for an N. C. machine [A] .Proceedings of the Sixth World Congress on Theory of Machinesand Mechenisms[C] . 1983.[19 ] RIVINE，AGAPIOUJ，[J]這四年中我還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助。但是在實際生產(chǎn)中情況卻遠要復雜得多。通過此次實習，把自己所學習的知識運用到實際中解決實際生產(chǎn)中的問題，增強了我的理論聯(lián)系實際的觀念，提高了自己理論聯(lián)系實際的能力。在自己冥思苦想而不得法，后來去學校圖書館查找有關(guān)書籍。要正確分析控制要求，繪制程序控制流程圖，寫出I\O分配表，并進行PLC電氣控制的元器件選型，還要畫出電氣原理圖。剛拿到題目對于刀庫換刀不是很了解，通過查閱資料對于自動換刀有了初步的了解。提高精度、效率和自動化程度，降低經(jīng)濟成本，節(jié)約工裝費用，也減輕了工人勞動強度。 液壓系統(tǒng)回路圖 1 油箱,2 濾油器,112 單向閥? 總結(jié) 光陰荏苒，轉(zhuǎn)眼間四年的大學就要結(jié)束了。在液壓傳動中，由于能量損耗較大，使得液壓傳動效率低。所以選擇液壓泵就必須根據(jù)主機的工況、功率大小和系統(tǒng)對工作性能的要求。液壓傳動技術(shù)已成為工業(yè)機械，工業(yè)建筑及國防尖端產(chǎn)品不可缺少的重要技術(shù)。自動換刀定位控制的梯形圖如圖43所示PPMOV_WEN ENOIN OUTVW12+1SUB_IEN ENOIN1IN2 OUTVW12VW10VW14ADD_IEN ENOIN1IN2 OUT+10VW14VW14VW14 1+0 VW14= 1+5SUB_IEN ENOIN1IN2 OUT+20VW14VW14VW10==1VW12VW10==1+11VW14 =1+2VW14 1+5PTNC_WEN ENOIN OUTVW10VW10MOV_WEN ENOIN OUTVW10+10VW10==1+0MOV_WEN ENOIN OUTVW10+1DEC_WEN ENOIN OUTVW14VW14第五章 液壓傳動部分的設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)包括控制執(zhí)行元件運動速度的速度控制回路，控制液壓整個系統(tǒng)的壓力控制回路，控制執(zhí)行元件運動的換向回路。2. 輸入/輸出及內(nèi)部繼電器地址分配利用西門子S7200可編程控制器對自動選刀和刀庫運動定位進行控制，其輸入/輸出及內(nèi)部繼電器地址見表42.序號輸入輸出數(shù)據(jù)內(nèi)部繼電器1234567—刀具檢測—復位按鈕—正轉(zhuǎn)—反轉(zhuǎn)—減速—停車VW010—現(xiàn)值VW012—設(shè)定值VW014—差值—換刀指令—啟動微分—復位微分—正轉(zhuǎn)標志—反轉(zhuǎn)標志—減速標志—停止信號表43 PLC輸入/輸出及內(nèi)部繼電器地址分配圖43 自動換刀PLC流程圖設(shè)減速標志檢測刀具是正轉(zhuǎn)?當前刀號加1當前刀號減1當前值=0?當前值=21?20當前內(nèi)存1當前值內(nèi)存差值減1224。1）跟具加工的要求，刀庫應該能夠自動地將指定刀具轉(zhuǎn)至目標換刀位置。用設(shè)定值VW12減去當前值VW10，得到差值VW14內(nèi)存，若VW14為負值，取補后內(nèi)存，若差值大于當前刀號的一半5，若小于5，；設(shè)正轉(zhuǎn)輸出標志后使差值VW14小于一半（也就是10減去差值VW14，然后差值VW14內(nèi)存）。根據(jù)加工要求，自動將指定的刀具轉(zhuǎn)至換刀位置；刀庫盤上共有10刀具供選；為提高換刀效率，要求換刀時按最小旋轉(zhuǎn)角（小于等于180176。就近尋找目標刀具。主軸松刀。刀庫回到原始位置。刀庫進入換刀位置。還刀是主軸上有刀具，將主軸刀具還回刀庫中對應的位置。這種換刀方式在新刀取出后，刀具不需轉(zhuǎn)動，可立即隨機存入原先使用的刀具，即換刀、存刀一次完成，縮短了換刀時間。而是在中斷事件發(fā)生時由操作系統(tǒng)調(diào)用。使用子程序可以簡化程序代碼和減少掃描周期時間。STEP7Micro/WINde 程序編輯器窗口下部的標簽用來選擇不同的程序。 PLC的程序結(jié)構(gòu)以西門子S7200為例，S7200 CPU的控制程序由主程序、子程序和中斷程序組成。圖32 梯形圖與語句表 圖33 功能模塊4. 語句表PLC的指令是一種與微機的匯編語言中的指令相似的助記符表達式，由指令組成指令表或語句表程序。功能塊用來表示定時器、計數(shù)器或者數(shù)學運算器等指令。梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖相似，具有直觀易懂的優(yōu)點，很容易被工廠熟悉繼電器的技術(shù)人員掌握，特別適用于數(shù)字量邏輯控制，有時候梯形圖稱為電路或程序。標準中有兩種圖形語言——梯形圖和功能模塊圖，還有兩種文字語言——指令表和結(jié)構(gòu)文本，可以認為順序功能圖是一種結(jié)構(gòu)塊控制程序流程圖。2） 梯形圖（Ladder Diagram，LD）。 PLC的編程語言與程序結(jié)構(gòu) PLC編程語言的國際標準IEC（國際電工委員會）通于1994年5月公布了PLC標準（IEC61131），它由以下5部分組成：通用信息、設(shè)備與測試要求、編程語言、用戶指南和通信。當CPU的操作模式從RUN變?yōu)镾TOP是，數(shù)字量輸出位置為系統(tǒng)塊中的輸出表定義的狀態(tài)，或保持當時的狀態(tài)，默認的設(shè)置是將所有的數(shù)字量輸出清零。4. CPU自診斷測試自診斷測試包括定期檢查CPU模塊的操作和擴展和擴展模塊的狀態(tài)是否正常，將監(jiān)控定時器復位，以及完成一些別的內(nèi)部的工作。在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入過程映像寄存器的狀態(tài)也不會隨之改變，輸入信號變化了的狀態(tài)只能在下一個周期的讀取階段被讀入。外界的輸入電路閉合時，對應地輸入過程映像寄存器為1狀態(tài)，梯形圖中對應的輸入點的敞開觸電接通，常閉觸點斷開。 PLC的工作原理PLC通電后，需要對硬件和軟件作一些初始化工作。它的體積小，價格便宜，一般用來給小型PLC編程，或用于現(xiàn)場調(diào)試和維護。在PLC控制系統(tǒng)中，CPU模塊相當于人的心臟和大腦，它不斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲器用來儲存程序和數(shù)據(jù)。圖211 換刀過程示意圖第三章 可編程序控制器介紹 PLC的基本概念與基本結(jié)構(gòu) PLC的基本概念國際電工委員會在1985年的PLC標準草案第3稿中，對PLC作了如下定義：可編程序控制器是一種數(shù)字操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計。如圖g所示,待主軸上自動夾緊機構(gòu)夾緊刀具后，機械手順時針轉(zhuǎn)75176。刀具位置交換如圖e所示，機械手逆時針轉(zhuǎn)180176。機械手轉(zhuǎn)75176。其動作過程簡述如下（結(jié)合如下?lián)Q刀過程示意圖43）：刀套下轉(zhuǎn)90176。另外還必須考慮換刀機械手尺寸的要求和主軸上拉緊刀柄的拉釘尺寸要求。固定爪是指刀臂夾持部能吻合刀柄V形槽的半圓形部分，半圓形夾持部的一端或兩端有彈簧扣，即所謂單夾爪、雙夾爪：由兩個可張開的夾指所組成即活動爪，其夾緊力由彈簧產(chǎn)生的即彈簧爪，通常以直徑方式抓刀松刀；由液壓缸等動力議案控制其張合的為動力爪。（2）機械手由交流異步電動機帶動凸輪機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，整個換刀過程機械手僅在主軸送/拉到是啟動/停止3次，整個換刀動作連貫穩(wěn)定，運行可靠，換刀時間一般在2s左右。2. 機械手的機械動作機械動作一般包含：拐臂旋轉(zhuǎn)、手臂伸縮、手臂180度旋轉(zhuǎn)、抓手的松緊。但使用一段時間后可能胡因為油質(zhì)、油壓、油溫及環(huán)境因素的變化而影響運動速度和準確性。刀庫的容量、旋轉(zhuǎn)速度、加/減速時間等均可在系統(tǒng)參數(shù)中設(shè)定，此種方式不受外界因素影響定位準確、可靠但成本較高。這樣刀具就可以任意取出并送回。刀具編碼選刀方式采用了一種特殊的刀柄結(jié)構(gòu)，并對每把刀具編碼。每次換刀時，刀庫順序轉(zhuǎn)動一個刀座位置，并取出所需要的刀具，已經(jīng)使用過的刀具可以放回原來的刀座內(nèi)，也可以順序放入下一個刀座內(nèi)。 ATC的組成 刀庫