【導(dǎo)讀】機(jī)床的發(fā)展與應(yīng)用,大大降低了零件加工的輔助時(shí)間,極大的提高了生產(chǎn)率。新、更先進(jìn)的制造設(shè)備即加工中心。加工中心帶有刀庫和自動(dòng)換刀裝置,能對(duì)工件按預(yù)定程。序進(jìn)行多工序加工的高度自動(dòng)化的多功能的數(shù)字控制機(jī)床。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。利用PLC控制液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu),使液壓傳動(dòng)更加穩(wěn)定和精確。本設(shè)計(jì)的題目是基于PLC加工中心刀庫換刀控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。刀過程每次換新刀只需輸入相應(yīng)換刀號(hào)信號(hào)即可。在分析控制要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出相應(yīng)控?？勺x性強(qiáng)、運(yùn)行效率高，能很好地滿足實(shí)用要求。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。刀庫，機(jī)械手和驅(qū)動(dòng)裝置組成。刀庫容量可大可小，其裝刀數(shù)在20—180把之間。當(dāng)?shù)稁烊萘看髸r(shí)，常遠(yuǎn)離主抽配置且整體移動(dòng)不易，這就需要在主軸和刀庫之間配。完成此功能的機(jī)構(gòu)包括送刀臂、擺

　　

【正文】 。 Z 軸返回到換刀準(zhǔn)備位置。還刀的基本過程： Z 軸進(jìn)入換刀準(zhǔn)備位置。 z 軸進(jìn)入換刀位置，主軸準(zhǔn)停， 刀庫進(jìn)入換刀位置。 主軸松刀。 z 軸返回到換刀準(zhǔn)備為位置。 主軸緊刀。換刀控制的基本約定： 盤式刀庫采用固定刀位，即刀具號(hào)就是刀庫位置號(hào)。 就近尋找目標(biāo)刀具。 程序測(cè)試時(shí)要求：刀庫無換刀動(dòng)作。編程的刀具應(yīng)生效，以便系統(tǒng)檢測(cè)加上刀具參數(shù)后有無超出軟限位，記錄進(jìn)入程序測(cè)試時(shí)，主軸上的刀具號(hào)，在程序測(cè)試結(jié)束后的第一次換刀時(shí)，恢復(fù)原主軸的刀具號(hào)。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。 數(shù) 控 裝 置 刀 庫 回 轉(zhuǎn) 指 令 刀 號(hào) 復(fù) 合 判 斷 刀 具 檢 索 譯 T 指 令 代 碼 刀 庫 回轉(zhuǎn)控制 位置反饋 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 31 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 10 刀具供選；為提高換刀效率，要求換刀時(shí)按最小旋轉(zhuǎn)角（小于等于 180176。）轉(zhuǎn)動(dòng)：為提高定位精度，當(dāng)指定刀具號(hào)轉(zhuǎn)至離取刀具號(hào)位置時(shí)減速。若設(shè)定值為 8，現(xiàn)值為 2，則 82=65，置正轉(zhuǎn)標(biāo)志；若設(shè)定值為 4，現(xiàn) 值為 2，則 42=25，則置反轉(zhuǎn)標(biāo)志；若定之為 1，現(xiàn)值為 2,則 12=1， 1+10=95置正轉(zhuǎn)標(biāo)志；由于 95，經(jīng)小于半數(shù)處理： 109=1，置減速標(biāo)志。 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)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 代碼指定到新刀號(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)定值 VW12 減去當(dāng)前值 VW10，得到差值 VW14 內(nèi)存，若 VW14 為負(fù)值，取補(bǔ)后內(nèi)存，若差值大于當(dāng)前刀號(hào)的一半 5，則設(shè)正轉(zhuǎn)輸出標(biāo)志 ，若小于 5，設(shè)反轉(zhuǎn)輸出標(biāo)志 ；設(shè)正轉(zhuǎn)輸出標(biāo)志后使差值 VW14 小于一半（也 就是 10 減去差值 VW14，然后差值 VW14 內(nèi)存）。若差值 VW14 小于或等于 2，設(shè)減速標(biāo)志 。然后進(jìn)行刀具檢測(cè) ，若是正轉(zhuǎn) ，當(dāng)前刀號(hào)加，當(dāng)前值 VW10 內(nèi)存，若當(dāng)值 VW10 等于 0，一號(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；若不是正轉(zhuǎn) ，當(dāng)前號(hào)減，當(dāng)前值 VW10 內(nèi)存，若當(dāng)前值 VW10 等于 ,10 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，則停車標(biāo)志 有效，停車結(jié)束 ；不等于的話，停車標(biāo)志 無效，正傳標(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 ，然后返回差值 VW14是否小于等于 2，反復(fù)循環(huán)，直至停車標(biāo)志 有效，停車 有效。 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 32 動(dòng)作要求 1）跟具加工的要求，刀庫應(yīng)該能夠自動(dòng)地將指定刀具轉(zhuǎn)至目標(biāo)換刀位置。 2）刀庫盤上共有 10 把刀。 3）為提高換刀效率，要求換刀時(shí)按最小旋轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動(dòng)。 4）為提高換刀效率，當(dāng)指定刀具號(hào)轉(zhuǎn)至距取到位置相差兩個(gè)刀號(hào)位置時(shí)，刀庫要減速。 2. 輸入 /輸出及內(nèi)部繼電器地址分配 利用西門子 S7200 可編程控制器對(duì)自動(dòng)選刀和刀庫運(yùn)動(dòng)定位進(jìn)行控制，其輸入 /輸出及內(nèi)部繼電器地址見表 42. 序號(hào) 輸入 輸出 數(shù)據(jù) 內(nèi)部繼電器 1 2 3 4 5 6 7 — 刀具檢測(cè) — 復(fù)位按鈕 — 正轉(zhuǎn) — 反轉(zhuǎn) — 減速 — 停車 VW010— 現(xiàn)值 VW012— 設(shè)定值 VW014— 差值 — 換刀指令 — 啟動(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 — 停止信號(hào) 表 43 PLC 輸入 /輸出及內(nèi)部繼電器地址分配 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 33 設(shè)減速標(biāo)志 檢測(cè)刀具 是正轉(zhuǎn) ? 當(dāng)前刀號(hào)加 1 當(dāng)前刀號(hào)減 1 當(dāng)前值 =0? 當(dāng)前值 =21? 20當(dāng)前內(nèi)存 1當(dāng)前值內(nèi)存 差 值減 1?差值內(nèi)存 N N N Y N N Y N Y N Y Y Y 設(shè)定值 =現(xiàn)值 設(shè)停車標(biāo)志 停車有效 ? 正傳有效 輸出正傳 停車 反轉(zhuǎn)有效 輸出反轉(zhuǎn) 設(shè)正傳輸出標(biāo)志 使差值小于一半 差值 =2 啟動(dòng)換刀 換刀號(hào)設(shè)定值減當(dāng)前值 差值為負(fù) 負(fù)值取補(bǔ) ?差值內(nèi)存 差值大于 10 設(shè)反轉(zhuǎn)輸出標(biāo)志 Y 圖 43 自動(dòng)換刀 PLC 流程圖 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 34 硬件接線圖 圖 44 PLC 硬件接線圖 正轉(zhuǎn)K 反轉(zhuǎn) 減速 停車 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 35 梯形圖 PLC 接受數(shù)控系統(tǒng)的 T 指令，經(jīng)譯碼后將設(shè)定值送 VW012，并發(fā)出刀庫回轉(zhuǎn)指令脈沖。當(dāng)復(fù)位按鈕按下后， 1送 VW012，發(fā)出 1換刀命令。自動(dòng)換刀定位控制的梯形圖如圖43 所示 P P MOV_W EN ENO IN OUT VW12 +1 SUB_I EN ENO IN1 IN2 OUT VW12 VW10 VW14 ADD_I EN ENO IN1 IN2 OUT +10 VW14 VW14 VW14 1 +0 VW14 = 1 +5 SUB_I EN ENO IN1 IN2 OUT +20 VW14 VW14 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 36 VW10 ==1 VW12 VW10 ==1 +11 VW14 =1 +2 VW14 1 +5 P TNC_W EN ENO IN OUT VW10 VW10 MOV_W EN ENO IN OUT VW10 +10 VW10 ==1 +0 MOV_W EN ENO IN OUT VW10 +1 DEC_W EN ENO IN OUT VW14 VW14 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 37 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 38 第五章 液壓傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì) 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn) 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)包括控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的速度控制回路，控制液壓整個(gè)系統(tǒng)的 壓力控制回路，控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的換向回路。對(duì)于功能強(qiáng)大的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由好幾個(gè)功能不同的回路組成，這些個(gè)回路共同完成機(jī)械的各種運(yùn)動(dòng)及控制功能。液壓控制系統(tǒng)控制的每一個(gè)運(yùn)動(dòng)過程都是按順序?qū)崿F(xiàn)的，工作部件主要是液壓缸、馬達(dá)等，它們都是按照預(yù)定的順序?qū)崿F(xiàn)的。由各種開關(guān)提供控制信號(hào)，這些個(gè)信號(hào)通過 PLC 轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇 液壓傳動(dòng)技術(shù)已成為工業(yè)機(jī)械，工業(yè)建筑及國(guó)防尖端產(chǎn)品不可缺少的重要技術(shù)。而其向自動(dòng)化、高效率、高精度方向的發(fā)展，是不斷提高它與電傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。但是在現(xiàn)液壓傳動(dòng)中，能 量損失較大 ,使得液壓系統(tǒng)溫度升高，影響液壓元件使用壽命和系統(tǒng)工作的可靠性，所以首先應(yīng)該考慮提高效率。 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。所以選擇液壓泵就必須根據(jù)主機(jī)的工況、功率大小和系統(tǒng)對(duì)工作性能的要求。液壓泵的選擇時(shí)泵的定量不能過大，這樣可降低能耗，然后按系統(tǒng)所要求的壓力、流量的大小選擇其型號(hào)規(guī)格，特別注意其定量泵不能過大，這樣可以降低能耗。 液壓傳動(dòng)回路設(shè)計(jì) 功能復(fù)雜的 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)有多個(gè)不同功能的基本液壓回路組成，這些個(gè)回路組成的傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)備所需的各種運(yùn)動(dòng)及控制功能。通過對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作過程和特點(diǎn)進(jìn)行分析，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)控制的任何一個(gè)過程幾乎都是按照順序不走進(jìn)行的。在液壓傳動(dòng)中，由于能量損耗較大，使得液壓傳動(dòng)效率低。而液壓系統(tǒng)的這些能量損耗都變成了熱量，是系統(tǒng)的溫度升高，影響液壓元件的正常工作。這就需要在液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)中必須考慮如何提高效 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 39 率。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。 1 油箱 ,2 濾油器 , , , , 1 12 單向閥 ? 圖 液壓系統(tǒng)回路圖 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院（論文） 40 總 結(jié) 光陰荏苒，轉(zhuǎn)眼間四年的大學(xué)就要結(jié)束了。作為畢業(yè)之前的最后一次練兵，也為了把所有的知識(shí)串聯(lián)起來。我們進(jìn)行了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。為我們的大學(xué)生活畫上一個(gè)圓滿的額句號(hào)，也為我們即將開始的工作提供了很好的練兵機(jī)會(huì)、 加工中心刀庫的設(shè)計(jì)，是在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新。提高精度、效率和自動(dòng)化程度，降低經(jīng)濟(jì)成本，節(jié)約工裝費(fèi)用，也減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。因此，它特別適合對(duì)國(guó) 內(nèi)現(xiàn)有的加工中心的改造。 本次設(shè)計(jì)的題目是加工中心自動(dòng)換刀裝置的設(shè)計(jì)。關(guān)于盤式刀庫的自動(dòng)換刀。剛拿到題目對(duì)于刀庫換刀不是很了解，通過查閱資料對(duì)于自動(dòng)換刀有了初步的了解。自動(dòng)刀庫作為加工中心的重要部分應(yīng)用廣泛。設(shè)計(jì)主要針對(duì)自動(dòng)換刀 PLC 的程序設(shè)計(jì)，程序由功能指令編寫更加簡(jiǎn)單。其中用到的傳送指令，運(yùn)算指令等功能指令是這次實(shí)習(xí)的主要內(nèi)容。要正確分析控制要求，繪制程序控制流程圖，寫出 I\O 分配表，并進(jìn)行 PLC 電氣控制的元器件選型，還要畫出電氣原理圖。最后分析調(diào)試程序。課程設(shè)計(jì)是讓我對(duì)于課題不斷深入了解，進(jìn)行 自主的學(xué)習(xí)掌握知識(shí)。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。在自己冥思苦想而不得法，后來去學(xué)校圖書館查找有關(guān)書籍。給了我很大的啟發(fā)，在以后的日子里循序漸進(jìn)抽絲剝繭的慢慢完成程序。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我有如下幾方面的感觸： 首先，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)中，通過自己的努力和請(qǐng)教老師和同學(xué)，我收獲很大，不但比較系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了以前所學(xué)習(xí)的所有關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì) ,機(jī)械原理，機(jī)械制圖以及相關(guān)制圖軟件操作的知識(shí)而且加深了對(duì)以前那些枯燥公式的理解。 其次，以前我總是以為我什么東西都懂了，但到了實(shí)際設(shè)計(jì)過程中才發(fā)現(xiàn)自己是那么的膚 淺，所以設(shè)計(jì)過程中我逐漸克服了自己眼高手低的缺點(diǎn)。通過此次實(shí)習(xí)，把自己所學(xué)習(xí)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中解決實(shí)際生產(chǎn)中的問題，增強(qiáng)了我的理論聯(lián)系實(shí)際的觀念，提高了自己理論聯(lián)系實(shí)際的能力。理論是對(duì)實(shí)際操作的一個(gè)提煉和升華，是一個(gè)被理想化了的實(shí)際操作的模型，將實(shí)際操作簡(jiǎn)單化了。而實(shí)際操作卻是比理論更復(fù)雜的，因?yàn)樵趯?shí)際操作過程中會(huì)遇到許許多多人為因素和社會(huì)因素。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