【正文】 感謝在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間和我密切合作的同學(xué)，和曾經(jīng)在各個(gè)方面給予過我?guī)椭幕锇閭?，在此，我再一次真誠地向幫助過我的老師和同學(xué)表示感謝！參考文獻(xiàn)[ 1 ] 鄒慧君. 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M] . 上海:上海科技出版社,～20[ 2 ] 鄒慧君. 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] . 北京:高等教育出版社,1995. 17～20[ 3 ] 畢承恩,等. 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床(上冊(cè)) [M] . 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1993. 115～206[ 4 ] 王繼正. CNC 銑床與切削中心[M] . 臺(tái)灣:全華科技圖書公司發(fā)行,1991. 76～86[ 5 ] 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)(3) [M] . 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1986. 23～34[ 6 ] 廉元國,張永洪. 加工中心設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M] . 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995. 176～189[ 7 ] 王科社. 張懷存. 加工中心ATC 凸輪式與液壓式的比較[J ] .組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),1995 , (9) . 63～82[ 8 ] 孫凡國,鄒慧君. 基于實(shí)例的機(jī)構(gòu)創(chuàng)新理論與方法的研究,[J ] . 機(jī)械與電子,1996 ,(2) .[ 9 ] 何立民. 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International Jounral of Ma2chine Tool amp。比如理論上只要一部機(jī)器各個(gè)機(jī)構(gòu)或者部件滿足所需的運(yùn)動(dòng)要求和力學(xué)性能，那么這樣的設(shè)計(jì)方案就是可行的。自動(dòng)換刀的換刀取存是整個(gè)設(shè)計(jì)過程中困擾我的問題。關(guān)于盤式刀庫的自動(dòng)換刀。這就需要在液壓傳動(dòng)回路設(shè)計(jì)上下功夫，由于液壓部分不是我們?cè)O(shè)計(jì)所要研究的，所以不做簡(jiǎn)述。液壓泵是液壓系統(tǒng)中提供一定流量和壓力的液壓油原動(dòng)力，它是每個(gè)液壓系統(tǒng)不可缺少的核心元件，合理的選擇液壓泵對(duì)也降低液壓系統(tǒng)溫度、提高性能、提高效率、改善環(huán)境十分重要。當(dāng)復(fù)位按鈕按下后，1送VW012，發(fā)出1換刀命令。然后看設(shè)定值VW12是否等于現(xiàn)值VW10，等于，；不等于的話，然后返回差值VW14是否小于等于2，反復(fù)循環(huán)。換刀控制部件包括：換刀固定循環(huán)和換刀PLC子程序,以及液壓缸的液壓原理圖。z軸進(jìn)入換刀位置，主軸準(zhǔn)停，刀庫進(jìn)入換刀位置。Z軸進(jìn)入換刀準(zhǔn)備位置。第四章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC 實(shí)現(xiàn)隨機(jī)換刀 在隨機(jī)換刀控制中，換刀的位置是隨機(jī)的，刀具選擇指令與刀套編號(hào)無關(guān)，是隨機(jī)變動(dòng)的，指令僅以刀具自身的直接編號(hào)為目標(biāo)。同一個(gè)子程序可以在不同的地方多次調(diào)用。與梯形圖相比，他能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算，編寫的程序非常簡(jiǎn)潔和緊湊。線圈通常代表邏輯輸出結(jié)果，用來控制外部的指示燈、交流接觸器和內(nèi)部的標(biāo)志位等。5） 結(jié)構(gòu)文本（Structured Text，ST）。用立即I/O指令來改寫輸出點(diǎn)時(shí)，相應(yīng)的輸出過程映像寄存器的值被更新。3. 通信處理在處理通信請(qǐng)求階段，CPU處理通信接口和智能模塊接收到的信息，例如讀取智能模塊的信息并放在緩沖區(qū)，子適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⑿畔魉徒o通信請(qǐng)求方。在讀取輸入階段，PLC把所有外部電路把所有外部數(shù)字量輸入電路的0/1狀態(tài)讀入輸入過程的映像寄存器。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫做指令編輯器。準(zhǔn)備下一次選刀,如圖h所示。機(jī)械手拔刀待主軸上自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)松開刀具后，機(jī)械手下降，同時(shí)拔出主軸上和刀庫上的刀具，如圖d所示。機(jī)械手將刀具從刀庫中取出送至機(jī)床主軸上，然后將用過的舊刀送回刀庫。 夾抓類型根據(jù)爪刀柄在換刀機(jī)構(gòu)刀臂上的夾持方式可分為固定爪、活動(dòng)爪、單夾爪、雙夾爪、彈簧爪、動(dòng)力爪等類。 機(jī)械手1. 機(jī)械手的功能機(jī)械手是執(zhí)行刀庫和主軸之間換刀動(dòng)作的裝置。在梯形圖中根據(jù)指令的T瑪進(jìn)行運(yùn)算比較厚輸出角度和速度指令到考庫伺服驅(qū)動(dòng)刀庫伺服電機(jī)。刀具編碼或到套編碼需要在刀具或到套上安裝用于識(shí)別的編碼條，一般都是根據(jù)二進(jìn)制編碼的原理進(jìn)行編碼。驅(qū)動(dòng)裝置則是使刀庫和機(jī)械手實(shí)現(xiàn)其功能的裝置，一般由步進(jìn)電機(jī)或液壓（或氣液機(jī)構(gòu)）或凸輪機(jī)構(gòu)組成。 ATC的作用加工中心與一般數(shù)控機(jī)床的顯著區(qū)別是具有對(duì)零件進(jìn)行多工序加工的能力，即能在一次裝夾中自動(dòng)完成銑、鏜、擴(kuò)、攻螺紋和內(nèi)槽加工等，其之所以有這種加工能力就是因?yàn)樗幸惶鬃詣?dòng)換刀裝置。 雙臂回轉(zhuǎn)式機(jī)械手這種機(jī)械手的兩臂各有一個(gè)卡爪，可同時(shí)抓取刀庫及主軸上的刀具，在回轉(zhuǎn)180176。為增加刀庫空間利用率，可采用雙環(huán)或多環(huán)排列刀具的形式，但圓盤直徑增大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就增加，選刀時(shí)間也較長。僅增加鏈條長度即可增加刀具數(shù)，可以不增加圓周速度，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不像盤式刀庫增加的那樣大。為了確保刀套準(zhǔn)確地停在換刀位置上，需要采取如下措施：（1）定位盤準(zhǔn)停方式，由液壓缸推動(dòng)的定位銷插入定位盤的定位槽內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)刀套的準(zhǔn)停，或采取定位塊進(jìn)行快速定位。這種傳動(dòng)方式，不僅在鏈?zhǔn)降稁熘胁捎茫谄渌问降牡稁靷鲃?dòng)中，也多采用。另外，還常需要清潔刀柄及刀孔、刀座的裝置，因而結(jié)構(gòu)復(fù)雜，換刀時(shí)間一般也比較長。由于在換刀過程中刀具需要在多個(gè)部件之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，所以各部件的動(dòng)作必需準(zhǔn)確協(xié)調(diào)。本文對(duì)數(shù)控機(jī)床自動(dòng)換刀裝置進(jìn)行研究，不僅提升數(shù)控機(jī)床的工作效率，而且通過對(duì)其結(jié)構(gòu)的研究，使得在可行的范圍內(nèi)降低整機(jī)的成為可能，對(duì)實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)意義。大型PLC采用功能很強(qiáng)的微處理器和大容量存儲(chǔ)器，將邏輯控制，模擬量控制，數(shù)字運(yùn)算和通訊功能緊密結(jié)合在一起。2 性能的提高。4. 數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代的PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（包括整數(shù)運(yùn)算、浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、字邏輯運(yùn)算，以及求反、求補(bǔ)、循環(huán)和移位等）、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。 可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域PLC已經(jīng)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在很多的工業(yè)部門，隨著其性能的價(jià)格比的不斷提高，PLC的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，主要有一下幾個(gè)方面：1. 數(shù)字量邏輯控制PLC用“與”、“或”、“非”等邏輯控制指令來實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)和電路的串、并聯(lián)，代替繼電器進(jìn)行組合邏輯控制、定時(shí)控制欲順序邏輯控制。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和小型交流接觸器。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原理而設(shè)計(jì)。高可靠性：一般數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于數(shù)控設(shè)備的可靠性在一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。在第二階段從日本、德、美、西班牙先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從美、日、德等引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作，合資生產(chǎn)，解決了可靠性、穩(wěn)定性問題，數(shù)控機(jī)床開始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。1958年美國Kamp。機(jī)械手完成刀庫里的刀（新刀）與主軸上的刀（舊刀）的交換工作。s capacity is so big and the distance of tool position is more far away the principal axis, there need the tool exchanging unitto implement the changeover work between the principal axis and tool magazine. The framework of this function include the robot, tools rotation station and changeover control the use of hydraulic transmission, made hydraulic transmission to more stable and accurate. this design topic is based on the PLC machining center tool change control system design. Through the analysis of the knife of the automatic tool changing process, so that the cutter in machining center can be matched with the tool changing manipulator needs in NC program under the control of flexible implementation tool changing process every time new knife only needs to input the corresponding tool change signal can be. The analysis and control on the basis of the requirements, designs the corresponding control procedure. The control program includes: establish the library image, recording request tool number, the rotation of the turntable direction judgment and to determine the turntable is reversed, to send pulses to control the cutter disc to rotate in place, lights and tool change indicator display parts, good program structure, readability is strong, operation efficiency is high,which can meet the practical requirements.Key words: MC , ATC，tool magazine，PLC，tool exchange at random?Hydraulic transmission緒 論 國內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的發(fā)展情況隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，帶有自動(dòng)換刀系統(tǒng)的加工中心在現(xiàn)代制造起著愈來愈重要的作用，他能縮短產(chǎn)品的制造周期，提高產(chǎn)品的加工精度，適合柔性加工。自動(dòng)換刀裝置應(yīng)當(dāng)滿足換刀時(shí)間短、刀具存儲(chǔ)量足夠、刀具的安置空間小以及安全可靠等基本要求。加工中心的關(guān)鍵在于CNC 對(duì)刀庫的自動(dòng)選刀和刀庫、機(jī)械手與主軸間的自動(dòng)換刀,加工中心出現(xiàn)故障80%都在上述方面本課題就是針對(duì)現(xiàn)有的自動(dòng)換刀裝置進(jìn)一步減少換刀時(shí)間,利用PLC 對(duì)刀庫的選刀控制和刀庫、機(jī)械手與主軸間的自動(dòng)換刀控制以及刀庫精確定位。自動(dòng)換刀系統(tǒng)一般由刀庫，機(jī)械手和驅(qū)動(dòng)裝置組成。由于數(shù)控加工中心的刀庫容量、換刀可靠性及換刀速度直接影響到加工中心的效率，而自動(dòng)換刀就是進(jìn)一步壓縮非切削時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件。T公司研制出帶ATC（自動(dòng)刀具交換裝置）的加工中心。在20余年間，數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓(xùn)額一批設(shè)計(jì)、制造使用和維護(hù)的人才；通過合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床，使設(shè)計(jì)、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距；通過利用國外先進(jìn)零部件，數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行