畢業(yè)設(shè)計(jì)-plc自動(dòng)換刀電氣控制的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-01-08 20:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 加工精度穩(wěn)定、產(chǎn)品成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)。為了進(jìn)一步發(fā)揮這些優(yōu)點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床遂向“工序集中”，即一臺(tái)數(shù)控機(jī)床在一次裝夾零件后能完成多任務(wù)序加工的數(shù)控機(jī)床(即加工中心)方面發(fā)展。帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)首先把加工過程中需要使用的全部刀具分別安裝在標(biāo)準(zhǔn)刀柄上，在機(jī)外進(jìn)行尺寸預(yù)調(diào)整后，按一定的方式放入刀庫 中去。換刀時(shí)先在刀庫中進(jìn)行選刀，并由刀具交換裝置從刀庫和主軸上取出刀具，在進(jìn)行交換刀具之后，將新刀具裝入主軸，把舊刀具放回刀庫。存放刀具的刀庫具有較大的容量，它既可以安裝在主軸箱的側(cè)面或上方，也可作為單獨(dú)部件安裝到機(jī)床以外，并由搬運(yùn)裝置運(yùn)送刀具與轉(zhuǎn)塔主軸頭相比較，由于帶刀庫的自動(dòng)換刀裝置數(shù)控機(jī)床主軸箱內(nèi)只有一個(gè)主軸，設(shè)計(jì)主軸部件就有可能充分增強(qiáng)它的剛度，因而能滿足精密加工的要求。另外，刀庫可以存放數(shù)量很大的刀具，因而能夠進(jìn)行復(fù)雜零件的多工序加工，這樣就明顯提高了機(jī)床的適應(yīng)性和加工效率。所以帶刀庫的自動(dòng)換刀裝置特別適用于數(shù)控鉆床、數(shù)控銑床和數(shù)控鏜床。加工中心分兩大部分：數(shù)控機(jī)床和刀具自動(dòng)交換裝置。刀具自動(dòng)交換裝置應(yīng)能滿足以下幾個(gè)方面的要求： ①換刀時(shí)間短； ②刀具重復(fù)定位精度高； ③識(shí)刀、選刀可靠，換刀動(dòng)作簡(jiǎn)單；④ 刀庫容量合理，占地面積小，并能與主機(jī)配合，使機(jī)床外觀完整； ⑤刀具裝卸、調(diào)整、維護(hù)方便。 本課題應(yīng)解決的主要問題主要問題是:①完成電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，I/O配置和PLC的選型。②自動(dòng)換刀程序的設(shè)計(jì)。③根據(jù)本課題的動(dòng)作要求來完成設(shè)計(jì)。第2章 設(shè)計(jì)內(nèi)容和過程 加工中心刀具庫換刀方式本設(shè)計(jì)的加工中心的換刀方式是隨機(jī)存取換刀控制，在其中，還刀的位置是隨機(jī)的，刀具選擇（CNC 來的代碼）指令與刀套號(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)。這種換刀方式在新刀取出后，刀庫不需轉(zhuǎn)動(dòng)，立即隨機(jī)存入原先使用的刀具，即換刀、存刀一次完成，縮短了換刀時(shí)間。 數(shù)控裝置譯T指令代碼刀號(hào)檢索刀號(hào)符合判別刀庫回轉(zhuǎn)指令回轉(zhuǎn)指令位置信號(hào)反饋刀庫 T功能處理圖數(shù)控系統(tǒng)送出T代碼指令給PLC，PLC經(jīng)譯碼后在數(shù)據(jù)表中檢索，找到T代碼指令的新刀號(hào)所在的數(shù)據(jù)表地址，并與現(xiàn)行刀號(hào)比較，如果不符，則將刀庫回轉(zhuǎn)控制信號(hào)送刀庫控制系統(tǒng)，直接定位新刀號(hào)位置，刀庫停止回轉(zhuǎn)，并準(zhǔn)備換刀。 分析控制要求繪制自動(dòng)換刀程序流程圖 分析控制要求根據(jù)加工要求，自動(dòng)將指定的刀具轉(zhuǎn)至換刀位置；刀庫盤上共有20把刀具供選擇；為提高換刀效率，要求換刀時(shí)按最小旋轉(zhuǎn)角（≤180176。）轉(zhuǎn)動(dòng)；為提高定位精度，當(dāng)指定刀具號(hào)轉(zhuǎn)至離取刀口兩個(gè)刀具位置時(shí)減速。若設(shè)定值為15，現(xiàn)值為3，則153=12＞10，置正轉(zhuǎn)標(biāo)志；若設(shè)定值為6，現(xiàn)值為3，則63=3＜10，置反轉(zhuǎn)標(biāo)志；若設(shè)定值為1，現(xiàn)值為3，則13=2，2+20=18＞10，置正轉(zhuǎn)標(biāo)志。由于18＞10，經(jīng)小于半數(shù)處理：2018=2＜10，置減速標(biāo)志。數(shù)控系統(tǒng)送出T代碼指令給PLC，經(jīng)PLC譯碼后在數(shù)據(jù)表中檢索，找到T代碼指定的新刀號(hào)所在的數(shù)據(jù)表地址，換刀起動(dòng)，并設(shè)定新刀號(hào)內(nèi)存。用設(shè)定刀號(hào)值VW12減去當(dāng)前刀號(hào)值VW10，得到的差值VW14內(nèi)存，若差值VW14為負(fù)值，取補(bǔ)后內(nèi)存，若差值大于刀庫存刀號(hào)的一半10，若小于10，；設(shè)正轉(zhuǎn)輸出標(biāo)志后使差值VW14小于一半（也就是20減差值VW14，然后差值VW14內(nèi)存）；若差值VW14小于或等于2。，當(dāng)前刀號(hào)加，當(dāng)前值VW10內(nèi)存，若當(dāng)前值VW10等于0，1號(hào)刀作為當(dāng)前值VW10內(nèi)存；若當(dāng)前值VW10不等于0，用差值VW14減1，差值VW14內(nèi)存；，當(dāng)前號(hào)減，當(dāng)前值VW10內(nèi)存，若當(dāng)前值VW10等于0，20號(hào)刀作為當(dāng)前值VW10內(nèi)存，若當(dāng)前值VW10不等于0，則用差值VW14減1，差值VW14內(nèi)存。然后看設(shè)定值VW12是否等于現(xiàn)值VW10，等于，；不等于的話，，，，然后返回到差值VW14是否小于等于2，反復(fù)循環(huán)。 根據(jù)控制要求繪制程序流程圖根據(jù)控制要求及系統(tǒng)的動(dòng)作要求。Y起 動(dòng) 換 刀換刀號(hào) → 換刀號(hào)設(shè)定內(nèi)存設(shè)定值減當(dāng)前值 → 差值內(nèi)存差值為負(fù)值負(fù)值取補(bǔ)→差值內(nèi)存差值大于10（一半）？設(shè)正轉(zhuǎn)輸出標(biāo)志設(shè)反轉(zhuǎn)輸出標(biāo)志使差值小于一半（20減差值→差值內(nèi)存）NNY① 程序流程圖YNYNNNYYN停車標(biāo)志有效?Y正轉(zhuǎn)標(biāo)志有效 輸出正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)標(biāo)志有效 輸出反轉(zhuǎn)減速標(biāo)志有效 輸出減速停車結(jié)束N設(shè)停車標(biāo)志設(shè)定值等于現(xiàn)值?差值減1→差值內(nèi)存1→當(dāng)前值內(nèi)存20→當(dāng)前值內(nèi)存當(dāng)前值=0?當(dāng)前號(hào)減→當(dāng)前值內(nèi)存當(dāng)前值=0?當(dāng)前號(hào)加→當(dāng)前值內(nèi)存是正轉(zhuǎn)?檢測(cè)刀具設(shè)減速標(biāo)志差值=2？①續(xù) 輸入/輸出配置電氣控制系統(tǒng)的PLC的輸入/。 輸入/輸出及內(nèi)部繼電器地址分配序號(hào)輸 入輸 出數(shù) 據(jù)內(nèi) 部 繼 電 器12345678—刀具檢測(cè)—復(fù)位按鈕—正轉(zhuǎn)—反轉(zhuǎn)—減速—停車VW10—現(xiàn)值VW12—設(shè)定值VW14—差值—軟件換刀命令—起動(dòng)微分—復(fù)位微分—正轉(zhuǎn)標(biāo)志—反轉(zhuǎn)標(biāo)志—減速標(biāo)志—刀具檢測(cè)微分—停止信號(hào) PLC的選型 根據(jù)控制要求一般要考慮以下幾方面： （1）I/O點(diǎn)數(shù)的估算 合理的選擇I/O點(diǎn)數(shù)既可使系統(tǒng)滿足控制要求，又可使系統(tǒng)總投資最低。PLC的I/O點(diǎn)數(shù)和種類應(yīng)根據(jù)被控對(duì)象所需控制的模擬量、開關(guān)量等I/O設(shè)備情況來確定，一般一個(gè)I/O器件要占用一個(gè)I/O點(diǎn)?？紤]今后的調(diào)整和擴(kuò)充，一般應(yīng)在估計(jì)的點(diǎn)數(shù)上加上20%30%的備用量。 （2）用戶存儲(chǔ)容量的估算 PLC容量應(yīng)滿足用戶要求，PLC用戶所需存儲(chǔ)容量一般與開關(guān)量I/O點(diǎn)數(shù)、模擬量I/O點(diǎn)數(shù)以及用戶程序的編寫質(zhì)量有關(guān)。 （3）結(jié)構(gòu)、功能
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