【正文】 最后，衷心地感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位老師 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 參考文獻(xiàn) [1]李繼中 .盤式刀庫加工中心自 動(dòng)換刀系統(tǒng)控制 .機(jī)械設(shè)計(jì)與制造， 2020 [2]黃澤正 .加工中心自動(dòng)換刀裝置的設(shè)計(jì) .機(jī)械工程與自動(dòng)化， 2020 [3]曹秋霞 .小型立式加工中心圓盤式刀庫的設(shè)計(jì) .機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新， 2020 [4]廖常初 .PLC 基礎(chǔ)及應(yīng)用 . 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020 [5]湯自春 .PLC 原理及應(yīng)用技術(shù) . 高等教育出版社 ,2020 。在此向幫我的所有人表示由衷的感謝，感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過程中提供熱情幫助。只有發(fā)現(xiàn)問題面對(duì)問題才有可能解決問題，以后自己在這些方面一定要努力學(xué)習(xí)去克服。在自己冥思苦想而不得法，后來有老師給我的幫助。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)。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。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單。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。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 總 結(jié) 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)。 本設(shè)計(jì)主要是小型加工中心，所以在刀庫選擇上選用了盤式刀庫，刀庫容量 設(shè)置 在八把刀，減小了刀庫體積，縮短了換刀過程中刀庫旋轉(zhuǎn)時(shí)間。 PLC 接線圖 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 節(jié)點(diǎn)類型 節(jié)點(diǎn)名稱 節(jié)點(diǎn)作用 輸 入 X001 機(jī)械手位置檢測 X002 機(jī)械手位置檢測 X003 機(jī)械手位置檢測 X004 機(jī)械手位置檢測 X005 機(jī)械手位置檢測 X006 機(jī)械手位置檢測 X0011 刀具號(hào)選擇 X0012 刀具號(hào)選擇 X0013 刀具號(hào)選擇 X0014 刀具號(hào)選擇 X0015 刀具號(hào)選擇 X0016 刀具號(hào)選擇 輸 出 Y000 刀具到位指示 Y001 刀盤旋轉(zhuǎn)指示 Y002 刀盤順轉(zhuǎn) Y003 刀盤逆轉(zhuǎn) Y004 換刀閃爍 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 梯形圖 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 系統(tǒng)改進(jìn) 在加工中心上使用的刀庫主要有兩種，一種盤式刀庫，一種是鏈?zhǔn)降稁?。在這個(gè)過程中，需要應(yīng)用 PLC 完成自動(dòng)控制，主要包括接收信號(hào)、計(jì)算目標(biāo)地址、確定刀庫回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)角度等，在刀庫刀具的安裝位置上裝有傳感器，刀庫回轉(zhuǎn)經(jīng)過時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)至 PLC，來確定是否到達(dá)目的位置。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 3— 2 所示。 刀庫的夾刀機(jī)構(gòu) 刀庫的夾刀機(jī)構(gòu)，即刀庫夾爪，既起著刀套作用 ，又起著手爪作用。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 圖 3— 1 刀庫轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu) 2— 齒輪； 3— 蝸桿； 4— 蝸輪； 5— 壓蓋； 6— 套； 7— 螺母 刀庫的最大轉(zhuǎn)角為 ?180 ，根據(jù)所換刀具的位置決定正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)、由控制系統(tǒng)自動(dòng)判別，以使 找刀路徑最短。壓蓋 5 內(nèi)孔螺紋與套 6 相配合，轉(zhuǎn)動(dòng)套 6 即可調(diào)整蝸桿的軸向位置，也就調(diào)整了蝸輪副的間隙。 刀庫的 轉(zhuǎn)位 刀庫的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)通過消隙齒輪 2 帶動(dòng)蝸桿 3，通過蝸輪 4 使刀庫轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖 3— 1 所示。如果從完成工件的全部加工所需的刀具數(shù)目統(tǒng)計(jì)，所得結(jié)果是 80%的工件（中等尺寸，復(fù)雜程度一般） 完成全部加工任務(wù)所需的刀具數(shù)在四十種一下，所以一般的中、小型立式加工中心配有 6～ 12 把刀具的刀庫就能夠滿足 70%～ 95%的工件加工需要。例如，立式加工中心的主要工藝為鉆、銑。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 刀庫的設(shè)計(jì) 本章將具體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中有關(guān)刀庫 部分 的具體 內(nèi)容 ，包括刀庫的容量、轉(zhuǎn)位 、刀具夾緊機(jī)構(gòu)。清除了由于識(shí)別裝置的移動(dòng)性和可靠性所帶來的選刀失誤，大大提高了選刀精度并簡化了控制裝置。 隨機(jī)選刀方式主要是由控制軟件完成選刀，根據(jù)指令要求任意選擇所需刀具。沒把刀具均編上代碼，自動(dòng)換到時(shí)，刀庫旋轉(zhuǎn)，沒把刀具都要經(jīng)過“刀具識(shí)別器”接受識(shí)別。這樣就必須增加刀庫的容量和刀具的數(shù)量，降低了刀庫和刀具的利用率。 順序選刀方式是將刀具按加工工序順序依次放入刀庫的每一個(gè)刀座中。 自動(dòng)選刀 方式方案確定 目前刀具選擇一般有四種控制方式：刀套編碼方式、順序選刀方式、刀具編碼方式以及隨機(jī)選刀方式。 單片機(jī)： 單片機(jī)控制器 使用方便 ；可靠性高，可工作到 10^6 ~10^7 小時(shí)無故障； 處理功能強(qiáng)，速度快 、 低電壓 、 低功耗 、 控制功能強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。 （ a） （ b） （ c） 圖 2— 3 經(jīng)過對(duì)上述兩種刀庫形式的比較，以及結(jié)合的實(shí)際情 況，在本設(shè)計(jì)中采用盤式刀庫這種結(jié)構(gòu)。這種盤式刀庫結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用較多，適用于刀庫容量較小的情況。在刀 庫容量較大時(shí)，也有安裝在單獨(dú)的地基上的，以隔離刀庫轉(zhuǎn)動(dòng)造成的振動(dòng)。在刀庫容量較大時(shí)，為在存取 方便的同時(shí)保持結(jié)構(gòu)緊湊，可采取彈倉式結(jié)構(gòu)，但是較其他形式復(fù)雜。 盤式刀庫結(jié)構(gòu)中，刀具可以沿主軸徑向、軸向、斜向安放，如圖 2— 3（ a）、（ b）、（ c）。一般適用于刀具數(shù)在 30～ 120 把的刀庫。消除反向間隙方法有以下幾種：電氣系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)償方式，在鏈輪軸上安裝編碼器，單頭雙導(dǎo)程蝸桿傳動(dòng)方式，使刀套單方向運(yùn)行、單方向定位以及使刀套雙向運(yùn)行、單向定位方式等。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 （ 2） 鏈?zhǔn)降稁煲x用節(jié)距精確度較高的套筒滾子鏈和鏈輪，而且在把套筒裝在鏈條上時(shí)，要用專用夾具來定位，以保證刀套節(jié)距一致。刀位盤上的每個(gè)定位槽（或定位孔）， 對(duì)應(yīng)于一個(gè)相應(yīng)的刀套，而且定位槽（或定位孔）的節(jié)距要一致。因此，刀套的準(zhǔn)停問題將是影響換刀動(dòng)作可靠性的重要因素之一。刀庫回零時(shí)，只能從一個(gè)方向回零，至于是順時(shí)針回轉(zhuǎn)回零，還是逆時(shí)針回轉(zhuǎn)回零，可由機(jī)電設(shè)計(jì)人員商定?；亓阕矇K可以裝在鏈條的任意位置上，而回零開關(guān)則安裝在便于調(diào) 整的位置上。 導(dǎo)向輪（張緊輪）回零撞塊 回零開關(guān)（左右可移動(dòng)） 導(dǎo)向輪主動(dòng)鏈輪鏈條刀套圖 2— 2 方形鏈?zhǔn)降稁焓疽鈭D 導(dǎo)向輪一般做成光輪，圓周表面硬化處理。主動(dòng)鏈輪由伺服電動(dòng)機(jī)通過蝸輪減速裝置驅(qū)動(dòng)（根據(jù)需要，還可以經(jīng)過齒輪副傳動(dòng)）。 由于這種自動(dòng)換刀裝置是用于多工序零件 加 工，換刀頻繁，如果每一次的“自動(dòng)換刀過程時(shí)間”稍長一點(diǎn)，多次換刀所積累的結(jié)果就會(huì)相當(dāng)可觀，就不能顯著提高生產(chǎn)效率，因此，在設(shè)計(jì)條件允許的情況下，應(yīng)盡可能縮短“自動(dòng)換刀過程