采用simmens802d系統(tǒng)的ck5116數(shù)控立車刀架控制設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-02-04 12:51本頁面
【導(dǎo)讀】數(shù)控刀架是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。本課題研究了西門子802D數(shù)控車床。分析了數(shù)控機(jī)床的基本組成、刀架控制系統(tǒng)的硬件組成和刀架。PLC程序及機(jī)床的有關(guān)參數(shù)。本文中所做的主要工作如下：設(shè)計(jì)西門子802D數(shù)?？剀嚧驳碾姎庠韴D、接線圖。對(duì)刀架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的了解，清楚刀架上。設(shè)計(jì)了刀架的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖和控制電路圖。潛以及國防工業(yè)的各個(gè)部門，加工批量少、精度要求高、形狀復(fù)雜的零件很多。不經(jīng)濟(jì)、不合理，一般機(jī)床又不能加工。開車與停車、冷卻液的自動(dòng)供給等等，以及刀具相對(duì)于工件之間的位移。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益普遍運(yùn)用，互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入車間只是時(shí)間問題，這。將是數(shù)字化制造的主要標(biāo)志。為制造業(yè)信息化的制約瓶頸。信息流在車間的底層之間及底層與上層之間通信暢通無阻。西門子802S數(shù)控系統(tǒng)采用32位微處理器，集成式PLC，分離式小尺寸。到同類產(chǎn)品同類問題有很大的幫助。西門子802S數(shù)控系統(tǒng)為工程技術(shù)人員提供。了豐富的二次開發(fā)功能。
【正文】 是刀具布置和機(jī)床調(diào)整都較方便，可以根據(jù) 具體工件的車削工藝要求，任意組合各種不同用途的刀具在一把刀完成車削任務(wù)后，橫向滑板只要按程序沿 X 軸向移動(dòng)預(yù)先設(shè)定的距離后，第二把刀就到達(dá)加工位置，這樣就完成了機(jī)床的換刀動(dòng)作。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。數(shù)控車床方刀架經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床方刀架是在普通車床四方刀架的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種自動(dòng)換刀裝置，其功能和普通四方刀架一樣：有四個(gè)刀位，能裝夾四把不同的刀具，方刀架回轉(zhuǎn) 90`時(shí)，刀具變換一個(gè)刀位，但方刀架的回轉(zhuǎn)和刀位號(hào)的選擇是由加工程序指令控制的。換刀時(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。完成上述動(dòng)作要求，有相應(yīng)的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。般轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)刀架轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)刀架適用與盤類零件加工。在加工軸類零件時(shí)，可以換用四方回轉(zhuǎn)刀架。由于兩者底部安裝尺寸相同，更換刀架十分方便?；剞D(zhuǎn)刀架動(dòng)作根據(jù)數(shù)控指令進(jìn)行，由液壓系統(tǒng)通過電磁換向閥進(jìn)行控制，其動(dòng)作過程分為如下四個(gè)步驟：刀架抬起，刀架轉(zhuǎn)位、刀架壓緊，轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位。如果定位、壓緊動(dòng)作正常，刀架會(huì)發(fā)出信號(hào)表示已完成換刀過程，可進(jìn)行切削加工。 18 b）盤形自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架 盤形自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架根據(jù)刀位又可分為 A 型、 B 型和 C 型，其中 A 型和 B 型刀架可配置 12把刀 具， C 型可配置 8把刀具。 A、 B 型回轉(zhuǎn)刀盤的外切刀可使用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。鏜刀桿直徑最大為 32mm。該種刀架更換和對(duì)刀十分方便。刀位選擇由刷形選擇器進(jìn)行，松開、夾緊位置檢測(cè)由微動(dòng)開關(guān)控制。整個(gè)刀架控制是一個(gè)純電氣系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單。 c）車削中心的動(dòng)力刀架 車削中心的動(dòng)力刀架的刀盤上可以安裝各種非動(dòng)力輔助刀夾（車刀夾、鏜刀夾、彈簧刀夾、莫氏刀柄），夾持刀具進(jìn)行加工，還可安裝動(dòng)力刀夾進(jìn)行主動(dòng)切削， 配合主機(jī)完成車、銑、鉆、鏜等各種復(fù)雜工序，實(shí)現(xiàn)加工程序自動(dòng)化、高效化。該刀架采用端齒盤作為分度定位元件，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。動(dòng)力刀具由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過同步齒形帶、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪、端面齒離合器將動(dòng)力傳遞到動(dòng)力刀夾，再通過刀夾內(nèi)部的齒輪傳動(dòng)，刀具回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)切削。 數(shù)控機(jī)床刀架應(yīng)滿足的要求與分析 a）滿足工藝過程所提出的要求。機(jī)床依靠刀具和工件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成工件表面，而工件的表面形狀和表面位置的不同 ，要求刀架能夠布置足夠多的刀具，而且能夠方便而正確地加工各工件表面， 為了實(shí)現(xiàn)在工件的一次安裝中完成多工序加工，所以要求刀架可以方便地轉(zhuǎn)位。 b）在刀架以要能牢固地安裝刀具，在刀架上安裝刀具進(jìn)還應(yīng)能精確地調(diào)整刀具的位置，采用自動(dòng)交換刀具時(shí)，應(yīng)能保證刀具交換前后都能處于正確位置。以保證刀具和工件間準(zhǔn)確的相對(duì)位置。刀架的運(yùn)動(dòng)精度將直接反映到加工工件的幾何形狀精度和表面粗糙度上，為此，刀架的運(yùn)動(dòng)軌跡必須準(zhǔn)確，運(yùn)動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)，刀架運(yùn)轉(zhuǎn)的終點(diǎn)到位應(yīng)準(zhǔn)確。面且這種精度保持性要好，以便長期保持刀具的正確位置。 c）刀架應(yīng)具有足夠的剛度。由于刀具的類型、尺寸各異，重量相差很大，刀具在自動(dòng)轉(zhuǎn)換過程中方向變換較復(fù)雜，而且有些刀架還直接承受切削力?？紤] 19 到采用新型刀具材料和先進(jìn)的切削用量，所以刀架必須具有足夠的剛度，以使切削過程和換刀過程平穩(wěn)。 d）可靠性高。由于刀架在機(jī)床工作過程中，使用次數(shù)很多，而且使用頻率也高，所以必須充分重視它的可靠性。 e）刀架是為了提高機(jī)床自動(dòng)化而出現(xiàn)的，因而它的換刀時(shí)間應(yīng)盡可能縮短，以利于提高生產(chǎn)率。目前自動(dòng)換刀裝置的換刀時(shí)間在 — 6秒之間不等。而且還在進(jìn)一步縮短 。 f）操作方便和安全。刀架是工人經(jīng)常操作的機(jī)床部件之一，因此它的操作是否方便和安全，往往是評(píng)價(jià)刀架設(shè)計(jì)好壞的指標(biāo)。刀架上應(yīng)便于工人裝刀和調(diào)刀，切屑流出方向不能朝向工人，而且操作調(diào)整刀架的手柄（或手輪）要省力，應(yīng)盡量設(shè)置在便于操作的地方。 刀架的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 我們?cè)O(shè)計(jì)主過程，本著以下幾條設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： a）創(chuàng)造性的利用所需要的物理性能和控制； b）預(yù)測(cè)意外載荷； c）創(chuàng)造有利的載荷條件； d）提高合理的應(yīng)力分布和剛度面； e）辨別功 能載荷及其意義； f）重量盡量輕； g）應(yīng)用基本公式求相稱尺寸和最佳尺寸； h）根據(jù)性能組合選擇材料； i）在儲(chǔ)備零件與整體零件之間進(jìn)行選擇； g）進(jìn)行功能設(shè)計(jì)以適應(yīng)制造工藝和降低成本的要求。 刀架主回路設(shè)計(jì) 20 圖 3 刀架主回路電路 刀架控制回路設(shè)計(jì) 西門子 802D 數(shù)控車床采用的電動(dòng)刀架的電氣控制分強(qiáng)電和弱電兩部分，強(qiáng)電部分由三相電源驅(qū)動(dòng)三相交流異步電動(dòng)機(jī)正、反向旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)刀架的松開、轉(zhuǎn)位、鎖緊等動(dòng)作；弱電部分主要由位置傳感器 —— 發(fā)訊盤采用霍兒傳感器發(fā)訊。該電動(dòng)刀架的電動(dòng)機(jī)采用三相異步電機(jī)。 21 圖 4 刀架控制回路 刀架輸入輸出設(shè)計(jì) 22 輸入輸出回路設(shè)計(jì)圖 5 PLC 程序設(shè)計(jì) 輸入信號(hào)說明： LAP 可控制每個(gè)刀位均有反饋信號(hào)的刀架。 到 作為刀架反饋信號(hào)。如果是四工位的刀架，應(yīng)該利用 PLC 參數(shù)將 ， 屏蔽掉。如果刀架有鎖緊到位信號(hào)，應(yīng)該將信號(hào)連接到 ，如果沒有到位信號(hào)則應(yīng)該將 屏蔽掉。 23 表 2 I/O配置表 24 圖 6 六工位 PLC程序設(shè)計(jì)圖 可編程控制器作為新一代的工業(yè)控制裝置 ,具有開發(fā)柔性好 ,接線簡單 ,安裝方便 ,抗干擾性強(qiáng)等眾多優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過初步估算 ,六工位組合機(jī)床從裝夾工位到完成全部工位的加工大概需要 2116min,比傳統(tǒng)的控制方式節(jié)省了大量的時(shí)間 ,可以顯著地提高生產(chǎn)效率。同時(shí) ,由于 PLC 的高可靠性 ,輸入 /輸出部分具有信號(hào)指示 ,這不僅可以 大大減少使電氣故障次數(shù) ,而且還能給準(zhǔn)確判斷電器故障的發(fā)生部位 ,節(jié)省了檢修的時(shí)間。 25 26 參考文獻(xiàn) 1 龔仲華 .數(shù)控技術(shù) .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 .2021:3247 2 成大先 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 .2021 3 陳志平 .數(shù)控機(jī)床機(jī)械裝調(diào)技術(shù) .北京：理工大學(xué)出版社 .2021 4 龔仲華，楊紅霞 .機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng) .北京：人民郵電出版社 .2021 5 張永康 .金屬切削原理與刀 具 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 .2021:2544 27
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