【正文】 ............................................................................14 步進電機 ……………………… ..........................................................................15 PLC………… .………… ......................................................................................16 PLC 的概述 …… ........................................................................................16 PLC 的主要功能及特點 ............................................................................16 3 程序編制 ................................................................................................................................18 斗笠式刀庫控制流程圖 ........… .............................................................................18 PLC 接線圖 ……… .................................................................................................19 沈陽工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 V 梯形圖 ………… .....................................................................................................20 工作過程 ……………….........................................................................................25 總結(jié) ……..................................................................................................... ..............................29 致謝 ……........................................................................................................................... ........30 參考文獻 ...................................................................................................................................31 第 1 頁 1 緒論 自動換刀系統(tǒng)產(chǎn)品化的意義 自動換刀系統(tǒng)是數(shù)控機床的重要組成部分。并 且綜合刀庫換刀的基本工作步驟，編制成自動選刀的程序。 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會意見： 成 績： 機自 專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會 主任委員 （簽字） 沈陽工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 III 摘 要 本設(shè)計是斗笠式 BT 40 16 刀庫。 設(shè)計（論文）題目： 自動換刀系統(tǒng) 設(shè)計（論文）說明書共 27 頁，設(shè)計圖紙 4 張。分析了機械部分、氣壓回路部分、電器部分的結(jié)構(gòu)及功能。 通過輸入的預(yù)選刀號和讀取的當前刀號自動判斷換刀路徑，控制電機旋轉(zhuǎn)方向，節(jié)省換刀時間。自動換刀系統(tǒng)本身及相關(guān)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，又會對整機的成本造價產(chǎn)生直接影響。 1967 年出現(xiàn)了 FMS(柔性制造系統(tǒng) )。在這種模式中，機床主軸常采用空心的帶有長拉桿、碟形彈 簧組的結(jié)構(gòu)形式，由液壓或氣動裝置提供動力，實現(xiàn)夾緊放松刀柄的動作。在現(xiàn)代數(shù)控機床上亦有采用彈簧夾頭作為刀具的夾持元件，但機床的主軸結(jié)構(gòu)、驅(qū)動方式仍然采用與上述錐柄刀具完全相同的結(jié)構(gòu)形式。 自動換刀系統(tǒng)產(chǎn)品化的技術(shù)問題 為了更好地簡化數(shù)控機床主軸結(jié)構(gòu)，盡可能地減小換刀機構(gòu)對機床主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計帶來的影響，采用彈簧夾頭這一理想的刀具夾持元件，在機床主軸的設(shè)計上除了軸端制作出與彈簧夾頭聯(lián)結(jié)的專用結(jié)構(gòu)外，機床主軸結(jié)構(gòu)完全可以根據(jù)其優(yōu)化要求來確定，從而可最大限度地提高機床主軸的工作性能。 2. 研究確定彈簧夾頭與機床主軸頭部可靠聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)方案 彈簧夾頭與主軸采用軸頭聯(lián)結(jié)，這種聯(lián)結(jié)方式完全不影響機床主軸自身的優(yōu)化設(shè)計。機械手應(yīng)具備足夠的轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩還必須恒定 (可調(diào) )。同時 包括刀庫的驅(qū)動、定位機構(gòu)、刀具編碼方式的研究。研究的 最終目標是，期望能夠形成一種結(jié)構(gòu)緊湊、工作穩(wěn)定可靠、造價低廉、可供不同類型數(shù)控機床選型配套的智能型高性能自動換刀系統(tǒng)系列產(chǎn)品。低造價高性能的加工中心將會被中小廠廣泛接收，這樣必將給自動換刀系統(tǒng)生產(chǎn)廠商和加工中心制造廠商帶來巨大的經(jīng)濟效益 。由于帶自動換刀扎的數(shù)控機床主要是在多品種、單件小批生產(chǎn)時使用，因而應(yīng)根據(jù)廣泛的工藝統(tǒng)計。如銑削加工，約占整個工作量的90%是僅用四種銑刀加工的。 本設(shè)計采用 BT40 16T 刀庫，可以滿足 80%以上的加工需要。 刀盤 刀座 彈簧夾 圖 彈簧夾式夾刀機構(gòu) 、 刀盤轉(zhuǎn)動、定位裝置 本刀庫刀盤驅(qū)動采用步進電機帶動槽輪機構(gòu)（如圖 ）。當圓銷 2 在另一邊離開徑向槽時，鎖止弧又被卡住，槽輪又靜止不動。 、 刀庫滑動導(dǎo)軌 采用雙平行導(dǎo)軌，承受力平均，刀庫移動順暢，平穩(wěn)。外泄漏不會像液壓傳動那樣嚴重污染環(huán)境。 缺點： 1） 由于空氣具有可壓縮性，因此工作速度穩(wěn)定性稍差。 4） 氣動裝置中的氣信號傳遞速度在聲速以內(nèi)比電子及光速慢，因此，氣動控制系統(tǒng)不宜用于元件級數(shù)過多的復(fù)雜回路。 額定排氣量 3/minm 額定排氣壓力 1MP 電動機功率 額定轉(zhuǎn)速 840r/min 氣缸數(shù)氣缸直徑 2 90mm 壓氣機儲氣罐容積 3m 總重： 158kg 外形尺寸： LWH=1250 510 928 生產(chǎn)廠：北京小型壓縮機廠 、 氣壓回路圖 第 11 頁 圖 氣壓回路圖 圖中 1 為空氣壓縮機，其中包括馬達、氣泵、單向閥、儲氣罐。5 壓力表， 6 空氣油霧氣， 7 安全閥過載保護裝置， 8 三位五通電磁閥， 9 氣缸。 采用這種選刀方式，則變成人員為工件編制加工程序時，不但要指出每一工序所需使用的刀具，而且還需要列出該刀具將要插入的刀庫刀座編碼，這樣，加工時才能靠刀座編碼識別裝置選出所需要的刀具，因此編制程序教復(fù)雜。 與刀具編碼選刀方式相比，刀座編碼的識別裝置比較簡單， 其位置安排也較靈活。 刀座編碼的方法一般是根據(jù)二進制編碼原理編碼的。在多環(huán)鏈式、行星 式，彈簧夾式等一類的刀庫中，由于刀座在刀庫中是分組排列的，故也可以采用分組式編碼。步進電機的運行要有一電子裝置進行驅(qū)動 , 這種裝置就是步進電機驅(qū)動器 , 它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進電機的角位移 , 或者說 : 控制系統(tǒng)每發(fā)一個脈沖信號 , 通過驅(qū)動器就使步進電機旋轉(zhuǎn)一步距角。低頻振蕩是步進電機（尤其是反應(yīng)式電機）的固有特性，而細分是消除它的唯一途徑，如果您的步進電機有時要在共振區(qū)工作（如走圓?。x 擇細分驅(qū)動器是唯一的選擇。 步進電機驅(qū)動器分為：混合式、反應(yīng)式。 、 步進電機驅(qū)動器的連接表 端子標記 功能 說明 CP 步進脈 沖信號輸入端 光耦開通沿有效，最小脈沖 10 s? CW/CCW 方向控制信號輸入端 光耦關(guān)斷時為正轉(zhuǎn)，接通時為反轉(zhuǎn) COM 信號公共端 CP， CW/CCW，內(nèi)部光耦的公共地 A A 相頭輸出 A` A 相尾輸出 B B 相頭輸出 B` B 相尾輸出 C C 相頭輸出 C` C 相尾輸出 AC220V 電源輸入 額定電壓 AC220V， 10A 第 14 頁 90BYG3502控制器圖 步進電機的硬件連接 、 步進電機 步進電機有步距角（涉及到相數(shù)）、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。目前市場上步進電機的步距角一般有 度 / 度（五相電機）、 度 / 度（二、四相電機）、 度 /3 度 （三相電機）等。直接起動時（一般由低速）時二種負載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負載，恒速運行進只要考慮摩擦負載。 、 PLC 的主要功能及特點 功能： 1） 條