學(xué)生姓名：王樂基于PLC的加工中心刀庫(kù)換刀控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：薛東彬?qū)I(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化11目錄加工中心刀庫(kù)換刀控制系統(tǒng)選題背景及意義

研究?jī)?nèi)容加工中心刀庫(kù)換刀系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案一二三

結(jié)論四22一、選題背景及意義

選題背景

隨著機(jī)械加工業(yè)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模也越來越大，現(xiàn)在加工中心逐漸成為機(jī)械加工業(yè)中最主要的設(shè)備，它加工范圍廣，使用量大。近年來在品種、性能、功能方面有很大的發(fā)展。然而中國(guó)的數(shù)控機(jī)床的許多重要部件，特別數(shù)控系統(tǒng)要依靠國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的支撐，還處于從仿制到自行開發(fā)的階段，日本等很多國(guó)家的數(shù)控機(jī)床的發(fā)展水平走在了我國(guó)前面。

現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)課題的提出理論證明在當(dāng)今機(jī)械工業(yè)中，產(chǎn)品不斷向個(gè)性化、精密化、小批量發(fā)展，世界對(duì)MC的市場(chǎng)需求不斷增多特別是在要求柔性、大批高效生產(chǎn)的汽車工業(yè)、單件、快速生產(chǎn)的航空、模具工業(yè)以至IT高精尖工業(yè)中，MC已逐漸成為重要的高效性機(jī)種。針對(duì)市場(chǎng)的需求，選擇設(shè)計(jì)加工中心的刀庫(kù)控制是符合市場(chǎng)的需求的；plc控制具有明顯的優(yōu)越性，它使用時(shí)間長(zhǎng)，自動(dòng)化水平高，安全性能好，它是最可靠，使用和靈用的方式一、選題背景及意義

意義

采用加工中心制造，調(diào)試和維修一體化，為加工制造的可靠運(yùn)行提供了保證，可以省去大量的時(shí)間和費(fèi)用，從而使企業(yè)更有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。并且隨著人口老齡化提前到來，近來在東南沿海還出現(xiàn)了大量的缺工現(xiàn)象，迫切要求我們提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平，將加工中心應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，減輕產(chǎn)業(yè)工人大量重復(fù)勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。二、研究?jī)?nèi)容

在加工中心刀庫(kù)換刀的控制中其控制量多、邏輯性強(qiáng)、隨機(jī)性大是其主要特點(diǎn)，對(duì)于PLC控制設(shè)計(jì)來說，加工中心刀庫(kù)控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性和典型性，應(yīng)用表明，PLC的簡(jiǎn)潔、快捷在自動(dòng)換刀裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。設(shè)計(jì)和研究的內(nèi)容主要包括以下幾點(diǎn)：1.加工中心中刀庫(kù)和機(jī)械手的研究；2.加工中心選刀方式和PLC實(shí)現(xiàn)的隨機(jī)選刀的方法；3.基于PLC刀庫(kù)控制系統(tǒng)的隨機(jī)換刀程序設(shè)計(jì)三、加工中心刀庫(kù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案建立映像輸入換刀號(hào)對(duì)應(yīng)刀座號(hào)比較刀座號(hào)刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)束1、工作原理當(dāng)前刀座號(hào)2、加工中心自動(dòng)換刀裝置的主要類型

刀庫(kù)是存儲(chǔ)刀具的裝置，常見的刀庫(kù)主要有以下幾種形式；（1)盤式刀庫(kù)（2）轉(zhuǎn)塔式刀庫(kù)（3）鏈?zhǔn)降稁?kù)3、刀具的選擇方式

（1)固定換刀

固定換刀是在刀具不多的情況采用，換刀時(shí)候，先返還刀具，然后取用刀具。刀具號(hào)和刀套號(hào)是固定的，不需刀具檢索，取用后返還到原來的刀套上。

（2)隨機(jī)換刀

當(dāng)自動(dòng)換刀時(shí)，刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)，刀具都經(jīng)過“刀具識(shí)別器”接受識(shí)別，因而刀具可在不同工序中使用，換下的刀具不必放回原刀座，刀庫(kù)的容量可以相應(yīng)減少。

4、PLC接線圖他們的電源開關(guān)設(shè)為SB，10個(gè)按鈕分別為SB0，SB1，SB2，SB3，SB4，SB5，SB6，SB7，SB8，SB9，用它們的組合來確定20把刀的刀具號(hào)。輸出的元件脈沖控制信號(hào)是由Y1端口發(fā)出，外接燈泡，當(dāng)有脈沖發(fā)出時(shí)，所接燈泡閃爍，觀察期閃爍次數(shù)確定脈沖個(gè)數(shù)，以計(jì)算刀盤轉(zhuǎn)過步數(shù)，Y2口接刀盤順轉(zhuǎn)指示燈，當(dāng)?shù)侗P選擇順轉(zhuǎn)時(shí)，指示燈亮，轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)束，自動(dòng)熄滅。Y3口接逆轉(zhuǎn)指示燈，當(dāng)?shù)侗P逆轉(zhuǎn)時(shí)，此指示燈亮，轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)束，自動(dòng)熄滅。Y4接到位指示燈，當(dāng)所需刀號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)到換刀位置時(shí)，順轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)指示燈熄滅，到位指示燈亮1秒后自動(dòng)熄滅，Y5為換刀指示燈，當(dāng)?shù)轿恢甘緹粝鐣r(shí)換刀指示燈亮，5秒后自動(dòng)熄滅。當(dāng)換刀指示燈熄滅后，直到有下一次換刀指令輸入，否則，整個(gè)刀盤不轉(zhuǎn)動(dòng)，所以指示燈也不再亮。四、結(jié)論

本設(shè)計(jì)加工中心的刀庫(kù)為盤式刀庫(kù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制較復(fù)雜。設(shè)計(jì)后的機(jī)床刀庫(kù)容量為20把，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)的硬件和界限，減小了控制器的體積，提高了控制系統(tǒng)的靈活性，同時(shí)，PLC有較完善的自診斷和自保護(hù)能力，可以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，提高系統(tǒng)的可靠性。

應(yīng)用表明，PLC程序