【正文】 老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，都給予我悉心的指導(dǎo)和幫助。第二部分是數(shù)控刀架的電氣方面知識(shí)。 （ 1）手動(dòng)換刀：首先把模式選擇打到手動(dòng)（ JOG） 模式，在按輔助功能模塊上的刀庫(kù)手動(dòng)按鍵進(jìn)行換刀。刀架電氣控制部分如圖 23 所示。 回轉(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工時(shí)切削抗力和減少刀架在切削力作用下的位移變形，提高加工精度。 1）刀架電氣控制組成部分包括電源、變壓器、整流電路、 CNC、 PLC輸入 /輸出板、接觸器和中間繼電器。由于不同廠商生產(chǎn)的刀架，反轉(zhuǎn)鎖緊的時(shí)間可能不同，因此刀架的鎖緊時(shí)間在PLC 應(yīng)用程序中是一個(gè)可變的值。 這種道具只能單方向換刀，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)換刀，反轉(zhuǎn)鎖緊。利用霍爾元件做成的開(kāi)關(guān)，叫做霍爾開(kāi)關(guān)。其優(yōu)點(diǎn)是不與被測(cè)電路發(fā)生電接觸，不影響被測(cè)電路，不消耗被測(cè)電源的功率，特別適合于大電流傳感。通過(guò) PLC 的數(shù)字輸出，控制直流繼電器，繼電器再驅(qū)動(dòng)交流接觸器接通三相交流電源，使刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。傳統(tǒng)的車床例如 CA6140 的刀架上只能裝一把刀，換刀的速度慢，換刀后還須重新對(duì)刀，并且精度不高， 生產(chǎn)效率低，不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，因此有必要對(duì)機(jī)床的換刀裝置進(jìn)行改進(jìn)，數(shù)控車床上使用的自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架是一種最簡(jiǎn)單的換刀裝置，自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架是在一定的空間范圍內(nèi)，能執(zhí)行自動(dòng)松開(kāi)、轉(zhuǎn)位、精密定位等一系列動(dòng)作的一種機(jī)構(gòu)。 畢業(yè) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 課題名稱 ： FANUC數(shù)控車床刀架控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 二級(jí)院（系） 專 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 起訖時(shí)間 ： 2021 年 2 月 13 日～ 2021 年 4 月 6 日 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) i FANUC 數(shù)控車床的刀架控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 數(shù)控車床今后將向中高檔發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用動(dòng)力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種。 根據(jù)加工對(duì)象不同，有四方刀架、六角刀架和八（或更多）工位的圓盤式軸向裝刀刀架等多種形式。 2）當(dāng) PLC 應(yīng)用程序由數(shù)控系統(tǒng)的信號(hào)接口或從機(jī)床控制面板得到換刀指令后，控制刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，同時(shí)通過(guò) PLC 的數(shù)字輸入監(jiān)控刀架的實(shí)際位置。 若把霍爾元件置于電場(chǎng)強(qiáng)度為 E、磁場(chǎng)強(qiáng)度為 H 的電磁場(chǎng)中，則在該元件中將產(chǎn)生電流 I，元件上同時(shí)產(chǎn)生的霍爾電位差與電場(chǎng)強(qiáng)度 E 成正比，如果再測(cè)出該電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，則電磁場(chǎng)的功率密度瞬時(shí)值 P可由 P=EH確定。當(dāng)磁性物件移近霍爾開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)檢測(cè)面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開(kāi)關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識(shí)別附近有磁性物體存在，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通 或斷。刀架反轉(zhuǎn)鎖緊時(shí)刀架電動(dòng)機(jī)實(shí)際上是一種堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的時(shí)間不能太長(zhǎng)，否則可能導(dǎo)致刀架電動(dòng)機(jī)的損壞。刀架鎖緊所需的時(shí)間，應(yīng)該以刀架生產(chǎn)廠商的技術(shù)指標(biāo)為準(zhǔn)。 2）刀架電氣控制通電過(guò)程：電源 斷路器（ QF1） 斷路器（ QF2） 變壓器 整流電路 接觸器 （ KM KM2） 刀架正反轉(zhuǎn)。由于車削加工精度在很多程度上取決于刀尖位置，對(duì)于數(shù)控車床來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中刀架部要進(jìn)行人工調(diào)整，因此更有必要選擇可靠的定 位方案和合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位之后具有更高的重復(fù)定位精度，一般為 ~。圖中的 a 是刀架控制的強(qiáng)電部分，主要是控制刀架電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，來(lái)控制刀架的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；圖 b 是刀架控制的交流控制回路，主要是控制兩個(gè)交流接觸器的導(dǎo)通和關(guān)閉來(lái)實(shí)現(xiàn) a 中的強(qiáng)電控制；圖 c 部分是刀架控制的繼電器控制回路及 PLC 的輸入及輸出回路，整個(gè)過(guò)程的控制最終是由這個(gè)模塊來(lái)完成的 四工位刀架 PLC 梯形圖與原理運(yùn)用 PLC 的概述 可編程控制器 (Programmable Controller)是 計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。短促按一次換一個(gè)刀位，長(zhǎng)按則連續(xù)換刀。第三 部分闡述了刀架的 PLC 控制，刀架的換刀模式有兩種，一種是手動(dòng)換刀，一種是通過(guò) T 指令進(jìn)行自動(dòng)換刀。可以說(shuō)，沒(méi)有老師的悉心指導(dǎo)和幫助，我是不可能順利完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的。 首先 ,我要感謝的是我的指導(dǎo)老師張偉中。第一部分主要 是 課題的背景、意義、設(shè)計(jì)內(nèi)容。 刀架的操作 刀架換刀有兩種模式，一種是手動(dòng)換刀，一種是通過(guò) T指令進(jìn)行自動(dòng)換刀。在分析之前，我們首先了解刀架控制的電氣部分。回轉(zhuǎn)刀架上分別安裝四把、六把或更多刀具，并按照數(shù)控裝置的指令換刀。 刀架電氣控制圖如圖 23所示。 刀架鎖緊是，刀架電動(dòng)機(jī)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以刀架的鎖緊時(shí)間不能太長(zhǎng)。刀架采用三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，刀位檢測(cè)采用霍爾元件。 在數(shù)控機(jī)床上常用到的是霍爾接近開(kāi)光： 霍爾元件是一種磁敏元件。利用這一原理可以設(shè)計(jì)制成霍爾電流傳感器。 （ 4） PLC 程序設(shè)計(jì) 1）刀架電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)由 PLC數(shù)字輸出控制。 自動(dòng)換刀的形式主要有回轉(zhuǎn)刀架換刀、主軸頭轉(zhuǎn)位換刀和帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)。預(yù)計(jì)近年來(lái)對(duì)數(shù)控刀架需求量將大大增加。 本課題的研究意義 （ 1）掌握了刀架的控制原理，熟悉了刀架的工作過(guò)程。如果刀架的實(shí)際位置已處于指令位置， PLC 應(yīng)用程序控制刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)鎖緊，并啟動(dòng)延時(shí)控制。 利用這種方法可以構(gòu)成霍爾功率傳感器。這種接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)對(duì)象必須是磁性物體。刀架上每一個(gè)刀位都配備一個(gè)霍爾元件 ，如四浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 工位刀架，需要配備 4 個(gè)霍爾元件。考慮鎖緊時(shí)間的可變性，可以使用 PLC 參數(shù)定義刀架的鎖緊時(shí)間。 3）刀架電氣控制信號(hào)傳遞過(guò)程：外加信號(hào) 整流電路 CNCPLC輸入 CNCPLC輸出 中間繼電器（ KA KA9） 刀架正反轉(zhuǎn)。 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 回轉(zhuǎn)刀架按其工作原理不同可分為機(jī)械螺母升降轉(zhuǎn)位、十字槽輪轉(zhuǎn)位、凸臺(tái)棘爪式、電磁式及液壓式等多種工作方式。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器 (Programmable Logic Controller)，簡(jiǎn)稱 PLC，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。 （ 2）自動(dòng)換刀：首先把模式選擇打到手動(dòng)輸入模式，在按下 MDI 單元功能鍵 PROG 輸入所需的目標(biāo)刀號(hào)（如 T0202） ，按功能鍵 EOB，接著按功能鍵 INSERT,最后按操作面板上的綠色的循環(huán)啟動(dòng)鍵，即能找到所需的目標(biāo)刀位。（ 1） 手動(dòng)換刀：首先將模式選擇打到手動(dòng)（ JOG）模式，再按輔助功能模塊上的刀庫(kù)手動(dòng)按鍵進(jìn)行換刀。另外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的部分，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中也存在著很多不明白的地方。 本 論文的結(jié)構(gòu)大致分為三部分。使用中也常將這些 “ 軟繼電器 ” 稱為編程元件。另外為了保證換刀能夠正確進(jìn)行，系統(tǒng)一般還要設(shè)置一些相應(yīng)的 系統(tǒng)參數(shù)來(lái)對(duì)換刀過(guò)程進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)加工對(duì)象不同，有四方刀架、六角刀架和八（或更多）工位的圓盤式軸向裝刀刀架等多種形式。同樣，換刀的監(jiān)控時(shí)間可以通過(guò) PLC 參