【正文】 .................................15 四工位刀架的機(jī)械結(jié)構(gòu) ......................................................17 四工位刀架控制電路的組成 ..................................................19第四章 刀架 PLC 程序及有關(guān)參數(shù)設(shè)置 ................................21 刀架的 PLC 程序 .....................................................21 西門(mén)子 802S 數(shù)控車(chē)床的 PLC 程序如下 ...................................24第五章 結(jié)論 ...........................................................31參考文獻(xiàn): .....................................................32致 謝 ........................................................33德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文0第一章 緒論 課題的研究背景數(shù)字程序控制機(jī)床一般簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)控機(jī)床。簽名： 　 　　　　　　　　　　　　　　 　 年 　　月 　　日德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文0摘 要數(shù)控刀架是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。本課題研究了西門(mén)子802S數(shù)控車(chē)床刀架控制設(shè)計(jì)。它是由數(shù)控裝置或計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的一種高效能自動(dòng)化機(jī)床，它綜合應(yīng)用了自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密測(cè)量技術(shù)、液壓氣動(dòng)等技術(shù)。從另一角度來(lái)看，企業(yè)資源計(jì)劃如果僅僅局限于業(yè)務(wù)管理部門(mén)(人、財(cái)、物、產(chǎn)、供、銷(xiāo))或設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)等企業(yè)上層的信息化是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，車(chē)間最底層的加工設(shè)備——數(shù)控機(jī)床不能夠連成網(wǎng)絡(luò)或信息化，就必然成為制造業(yè)信息化的制約瓶頸。西門(mén)子 802S 數(shù)控系統(tǒng)還有非常豐富的人機(jī)對(duì)話(huà)中文界面，用戶(hù)所需要的操作可以在中文的菜單上找到，并按相應(yīng)的按鍵以實(shí)現(xiàn)操作者的要求。數(shù)控刀架分類(lèi)。高檔數(shù)控刀架包括伺服刀架和動(dòng)力刀架。市場(chǎng)顯示，同等水平的數(shù)控機(jī)床，韓國(guó)的價(jià)格幾乎與我國(guó)的價(jià)格持平，出現(xiàn)這一現(xiàn)象與我們主機(jī)廠大量從國(guó)外采購(gòu)數(shù)控機(jī)床所需的功能部件有很大關(guān)系。我國(guó)各大機(jī)床主機(jī)廠均依靠進(jìn)口此類(lèi)產(chǎn)品與主機(jī)配套。刀庫(kù)換刀機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)同樣是由帶抱閘的三相異步電機(jī)作動(dòng)力源，通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，把電機(jī)產(chǎn)生的勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為機(jī)械手的規(guī)律性前進(jìn)、停止以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。為今后從事本專(zhuān)業(yè)的工作運(yùn)用打下基礎(chǔ)，使自己能很快的融入社會(huì)。此外需繪制西門(mén)子802S數(shù)控車(chē)床的電氣原理圖、接線(xiàn)圖、設(shè)計(jì)刀架控制電路；有關(guān)機(jī)床的參數(shù)、四工位刀架結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，都可以在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行實(shí)物測(cè)繪，參照設(shè)計(jì)。由于采用了計(jì)算機(jī)，使 CNC 裝置的性能提高，促使 CNC 系統(tǒng)迅速發(fā)展。 CNC 裝置中還有 I/O 處理、顯示及診斷功能。多微處理器結(jié)構(gòu)的 CNC 裝置大都采用模塊化結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)備要求選用功能模塊構(gòu)成 CNC 系統(tǒng)。變頻器通過(guò)電流的高低來(lái)控制主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速，指令值模擬量作為差分信號(hào)輸出。主軸電機(jī)的正反轉(zhuǎn)由 KA2，KA3 的常開(kāi)觸點(diǎn)的動(dòng)作決定。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，它是以機(jī)械為運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備,電動(dòng)機(jī)為控制對(duì)象,以控制器為核心,以電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機(jī)構(gòu),在自動(dòng)控制理論的指導(dǎo)下組成的電氣傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。電流控制采用先進(jìn)的雙極性等角度恒力矩技術(shù)，每秒兩萬(wàn)次的斬波頻率。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種特殊的電動(dòng)機(jī)，其跟隨步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)給定的輸入脈沖按節(jié)拍一步一步的轉(zhuǎn)動(dòng)。反轉(zhuǎn)信號(hào)的保持時(shí)間由機(jī)床參數(shù)設(shè)定在點(diǎn)動(dòng)方式下按下手動(dòng)換刀鍵，一直按到刀架轉(zhuǎn)到所要位置刀架正轉(zhuǎn)信號(hào)有效，有效信號(hào)一直保持的按鍵松開(kāi)當(dāng)手動(dòng)換刀鍵一松開(kāi) 刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)自動(dòng)生成，并按機(jī)床參數(shù)中設(shè)定的時(shí)間保持有效在手動(dòng)方式下短促按下手動(dòng)換刀鍵 刀架正轉(zhuǎn)信號(hào)有效，該信號(hào)保持到一個(gè)想鄰的刀位，然后自動(dòng)按機(jī)床參數(shù)設(shè)定的鎖緊時(shí)間產(chǎn)生并保持刀架反轉(zhuǎn)信號(hào) 輸入輸出 PLC 轉(zhuǎn)接口輸入輸出裝置是連接 PLC 變頻器等重要部件。按裝刀數(shù)來(lái)分常見(jiàn)的有四工位電動(dòng)刀架和六工位電動(dòng)刀架等。換刀基于西門(mén)子 802S 數(shù)控車(chē)床的刀架控制設(shè)計(jì)15時(shí)方刀架的動(dòng)作順序是：刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位和刀架夾緊。A、B 型回轉(zhuǎn)刀盤(pán)的外切刀可使用 25mm*150mm 標(biāo)準(zhǔn)刀具和刀桿截面為 25mm*25mm 的可調(diào)工具，C 型可用尺寸為 20mm*20mm*125mm 的標(biāo)準(zhǔn)刀具。 四工位刀架的組成西門(mén)子 802S 數(shù)控車(chē)床的電動(dòng)四工位刀架采用的電機(jī)是三相異步電機(jī)，功率 90W，轉(zhuǎn)速 1300r/min。電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，定位插銷(xiāo)被插銷(xiāo)上方的彈簧拉起，回轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，插銷(xiāo)被彈簧入預(yù)定位槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)刀架的預(yù)定位，精確定位采用多齒盤(pán)結(jié)構(gòu)，利用其表面精度高、硬度高的梯形齒結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚙合以達(dá)到精確定位。刀架體 7 內(nèi)孔與刀架中心軸外圓是滑配合，在轉(zhuǎn)位換刀時(shí)，中心軸固定不動(dòng)，蝸輪絲杠環(huán)繞中心軸旋轉(zhuǎn)。這種刀架在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床及普通車(chē)床的數(shù)控化改造中得到廣泛的應(yīng)用。在子程序開(kāi)始時(shí)，當(dāng)前所有的數(shù)值都要初始化。下列情況下退出換刀程序：急停有效時(shí)；程序測(cè)試有效時(shí)；找刀時(shí)間超出時(shí)；刀架電機(jī)過(guò)載時(shí)?；谖鏖T(mén)子 802S 數(shù)控車(chē)床的刀架控制設(shè)計(jì)29網(wǎng)絡(luò) 7. 在自動(dòng)或手動(dòng)輸入模式下?lián)Q刀。自定義指示燈 LED4 為換刀狀態(tài)指示。完成了測(cè)繪四工位刀架的結(jié)構(gòu)剖示圖和接線(xiàn)圖。首先，最需要感謝的人是我的指導(dǎo)老師王玉梅老師。 德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文34參考文獻(xiàn):[1] 楊克沖主編 .數(shù)控機(jī)床電氣控制[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，1992[2] 李善術(shù)主編 .數(shù)控機(jī)床及其應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022[3] 畢承恩主編 .現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995[4] 西門(mén)子 802S 簡(jiǎn)明調(diào)試手冊(cè)[Z]. 機(jī)床生產(chǎn)廠商文獻(xiàn) 2022[5] 王潤(rùn)孝主編 .機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1989[6] 數(shù)控教育網(wǎng)[J]. 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CAD/CAM 與制造業(yè)信息化，.202206[9] 史榮生. 蘇東海. 基于 DSP 下的伺服刀架控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，202208[10] 林巨廣,鄭彩霞.,[J]. 組 合機(jī)床與自動(dòng)化加 ,1基于西門(mén)子 802S 數(shù)控車(chē)床的刀架控制設(shè)計(jì)35致 謝本論文從 10 月份開(kāi)題以來(lái)，到目前為止已經(jīng)有 2 個(gè)月的時(shí)間了，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，雖然沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，但是在王老師的指導(dǎo)下和同學(xué)們的鼓勵(lì)、幫助下，相互奮勉，最終圓滿(mǎn)的完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。反轉(zhuǎn)信號(hào)的保持時(shí)間由機(jī)床參數(shù)設(shè)定在點(diǎn)動(dòng)方式下按下手動(dòng)換刀鍵，一直按到刀架轉(zhuǎn)到所要位置刀架正轉(zhuǎn)信號(hào)有效，有效信號(hào)一直保持的按鍵松開(kāi)當(dāng)手動(dòng)換刀鍵一松開(kāi) 刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)自動(dòng)生成，并按機(jī)床參數(shù)中設(shè)定的時(shí)間保持有效在手動(dòng)方式下短促按下手動(dòng)換刀鍵 刀架正轉(zhuǎn)信號(hào)有效，該信號(hào)保持到一個(gè)想鄰的刀位，然后自動(dòng)按機(jī)床參數(shù)設(shè)定的鎖緊時(shí)間產(chǎn)生并保持刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文32基于西門(mén)子 802S 數(shù)控車(chē)床的刀架控制設(shè)計(jì)33第五章 結(jié)論本文對(duì)西門(mén)子 802S 數(shù)控車(chē)床刀架控制的設(shè)計(jì)做了如下一些工作：完成了測(cè)繪西門(mén)子 802S 數(shù)控車(chē)床的電氣原理圖、接線(xiàn)圖。刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)，反轉(zhuǎn)延時(shí)計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，反轉(zhuǎn)延時(shí)到，反轉(zhuǎn)鎖緊過(guò)程結(jié)束，整個(gè)換刀過(guò)程結(jié)束。設(shè)置手動(dòng)換刀使能，在手動(dòng)換刀使能有效時(shí)，按下手動(dòng)換刀鍵，刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)，禁止進(jìn)給。刀架刀位數(shù)為 4 時(shí)，若1刀位信號(hào)有效，則當(dāng)前刀號(hào)等于 1；若 2刀位信號(hào)有效，則當(dāng)前刀號(hào)等于 2；若 3刀位信號(hào)有效，則當(dāng)前刀號(hào)等于 3；若 4刀位信號(hào)有效，則當(dāng)前刀號(hào)等于 4；在刀架停頓狀態(tài)下，若刀架位置為零，則出現(xiàn)無(wú)刀架定位信號(hào)報(bào)警，并退出換刀程序。 如果刀架有鎖緊到位信號(hào)，應(yīng)該將信號(hào)連接到 ，如果沒(méi)有到位信號(hào)則應(yīng)該將 屏蔽掉。譯碼裝置由發(fā)信體 1電刷 114 組成，電刷 13 負(fù)責(zé)發(fā)信，電刷 14 負(fù)責(zé)位置判斷。下面介紹以下該刀架的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作過(guò)程：當(dāng)換刀指令發(fā)出后，小型電動(dòng)機(jī) 1 起動(dòng)正轉(zhuǎn)，通過(guò)平鍵套筒聯(lián)軸器 2 使蝸桿軸 3 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)蝸輪 4 轉(zhuǎn)動(dòng)。反靠機(jī)構(gòu)使卜帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，由于它必須在刀架正轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)卡死，反轉(zhuǎn)時(shí)半卡死，因此該反靠槽的兩個(gè)側(cè)面一個(gè)設(shè)計(jì)成垂直面，另一個(gè)設(shè)計(jì)成傾斜面。該刀架采用端齒盤(pán)作為分度定位元件，刀架轉(zhuǎn)位由三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部帶有制動(dòng)機(jī)構(gòu)，刀位由二進(jìn)制絕對(duì)編碼起器識(shí)別，并可雙向轉(zhuǎn)位和任意刀位就近選刀。如果定位、壓緊動(dòng)作正常，刀架會(huì)發(fā)出信號(hào)表示已完成換刀過(guò)程，可進(jìn)行切削加工。這種換刀方式迅速、省時(shí)、有利于提高機(jī)床的生產(chǎn)效率。尤其是在加工幾何形狀較復(fù)雜的零件時(shí)，除了控制系統(tǒng)能提供相應(yīng)的控制算法，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出相應(yīng)的控制指令外，很重要的一點(diǎn)是數(shù)控機(jī)床須配備易于控制的電動(dòng)刀架，以便一次裝夾所需各種刀具，靈活，方便地完成各種幾何形狀的加工。表 22 刀架信號(hào)表，I0.5 刀位檢測(cè)信號(hào) 鎖緊到位檢測(cè)信號(hào)零件程序中的 T 碼輸入信號(hào)機(jī)床控制面板上的手動(dòng)換刀鍵刀架正轉(zhuǎn)（）輸出信號(hào)刀架反轉(zhuǎn)（）表 23 刀架邏輯控制表 條 件 結(jié) 果基于西門(mén)子 802S 數(shù)控車(chē)床的刀架控制設(shè)計(jì)11自動(dòng)方式下當(dāng)零件程序中的程遍刀碼 T不等于刀架實(shí)際刀位刀架正轉(zhuǎn)有效。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移的電磁機(jī)械裝置。根據(jù)數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)，大都是在低速進(jìn)行重切削，即在低速時(shí)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)要有大的轉(zhuǎn)