畢業(yè)論文《刀庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 .doc

第I頁(yè)附錄1刀庫(kù)的主要電氣連接圖是CAD圖，上傳不起、所以就對(duì)不起了朋友些要是想要可以加我小號(hào)QQ：731936696第II頁(yè)目錄第1章緒論.111刀庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì).11.1.1高效能的產(chǎn)品.11.1.2輕量化、低成本的產(chǎn)品.11.2刀庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展方向.21.2.1精密和簡(jiǎn)易的兩極化并存.21.2.2常規(guī)刀庫(kù)的高速化、輕量化.2第2章加工中心刀庫(kù)的機(jī)械結(jié)構(gòu).32.1ATC刀具自動(dòng)換刀裝置.32.1.1刀具自動(dòng)換刀裝置的基本要求.32.1.2刀具的選擇方式.32.2刀庫(kù).42.2.1刀庫(kù)的類型.42.2.2刀庫(kù)的容量.62.2.3刀庫(kù)結(jié)構(gòu).62.2.4刀庫(kù)的轉(zhuǎn)位.8第3章刀庫(kù)的工作過(guò)程及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).103.1斗笠式自動(dòng)換刀裝置.103.1.1自動(dòng)換刀動(dòng)作原理.103.1.2自動(dòng)換刀指令格式.113.2斗笠式刀庫(kù)的PMC控制要求.113.3與刀庫(kù)相關(guān)的電氣連接.113.3.1主軸準(zhǔn)?？刂菩盘?hào)ORCMA（G70.6）/ORARA（F45.7）.123.3.2宏程序所用的系統(tǒng)變量.123.3.3宏程序調(diào)用及刀庫(kù)相關(guān)系統(tǒng)參數(shù).133.3.4換刀宏程序.143.3.5PMC控制程序.15第4章自動(dòng)換刀系統(tǒng)的PLC的應(yīng)用.22第III頁(yè)4.1刀庫(kù)選刀方式.224.2PLC實(shí)現(xiàn)隨機(jī)換刀.224.2.1ATC的組成和刀庫(kù)數(shù)據(jù)表.224.2.2刀具的識(shí)別.2342.3刀庫(kù)數(shù)據(jù)表的修改.24第4章自動(dòng)換刀系統(tǒng)的常見(jiàn)故障及排除.264.1刀庫(kù)及換刀機(jī)械手的維護(hù)要點(diǎn).264.2刀庫(kù)的故障.264.2.1刀庫(kù)亂刀故障.264.2.2換刀過(guò)程中出現(xiàn)撞刀故障.274.2.3換刀過(guò)程出現(xiàn)掉刀故障.274.2.4自動(dòng)換刀過(guò)程沒(méi)有完成故障.28總結(jié).29致謝.30參考文獻(xiàn).31附錄1刀庫(kù)的主要電氣連接圖.32第1頁(yè)第1章緒論11刀庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái)刀庫(kù)的發(fā)展儼然已超越其為配備的角色，在特有的技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)展出符合工具機(jī)高精度、高效能、高可靠度及多任務(wù)復(fù)合等概念產(chǎn)品，多樣化產(chǎn)品，左右工具機(jī)在生產(chǎn)效能及產(chǎn)品精度的表現(xiàn)。刀庫(kù)的容量、布局，針對(duì)不同的工具機(jī)，形式也有所不同，根據(jù)刀庫(kù)的容量、外型和取刀方式可概分為斗笠式刀庫(kù)、圓盤式刀庫(kù)、鏈條式刀庫(kù)。其發(fā)展趨勢(shì)為1.1.1高效能的產(chǎn)品發(fā)展符合高荷重、高容量、高速化概念之刀庫(kù)產(chǎn)品。1.1.2輕量化、低成本的產(chǎn)品發(fā)展符合重量輕、成本低概念之刀庫(kù)產(chǎn)品。在此概念基礎(chǔ)下，刀庫(kù)產(chǎn)品之發(fā)展現(xiàn)況為（1）超重刀具負(fù)荷之刀庫(kù)的發(fā)展：發(fā)展出刀鏈系統(tǒng)能承載重量70kg以上之超重刀具，擁有強(qiáng)力鎖刀裝置之穩(wěn)固刀鏈架構(gòu)，可防止重型刀具于運(yùn)轉(zhuǎn)中墜落。（2）高效率且定位精確的驅(qū)動(dòng)及選刀系統(tǒng)的發(fā)展：發(fā)展出高精度系統(tǒng)配置日系高質(zhì)量、高定位梢度之伺服電動(dòng)機(jī)及減速機(jī)，以符合選刀迅速、換刀精確的主要性能需求。（3）多型式刀具容載刀庫(kù)的發(fā)展：發(fā)展出同時(shí)可容納多種型式刀具（如ISO50及ISO60）的刀鏈系統(tǒng)，也被視為是必須時(shí)常變換使用多種主軸之加工中心的必備裝置。（4）不同型式刀其及任意點(diǎn)之換刀系統(tǒng)的發(fā)展：可以同時(shí)夾取不同型式刀具如ISO50及ISO60，因應(yīng)需求必須有不同的刀具。為了縮短換刀時(shí)間，多點(diǎn)式或任意點(diǎn)式之換刀系統(tǒng)是有必要的。（5）輕量化、低成本架構(gòu)之刀庫(kù)的發(fā)展：發(fā)展出輕量化之塑鋼射出刀套架構(gòu)，整體重量較傳統(tǒng)刀庫(kù)減輕100kg以上，成本大幅降低之刀庫(kù)。（6）大型及高容量刀庫(kù)的發(fā)展：在機(jī)床多功能之趨勢(shì)演化下，大量的刀具被使用在同一臺(tái)機(jī)床上，刀庫(kù)之架構(gòu)必須兼顧換刀效率及儲(chǔ)刀效能，多變的刀庫(kù)型體（可容納120/180/200把以上刀具）及多樣精密之換刀系統(tǒng)（如各種立式、臥式、立臥單點(diǎn)及多點(diǎn)式換刀系統(tǒng)），是其主要之特色。第2頁(yè)1.2刀庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展方向刀庫(kù)系統(tǒng)作為自動(dòng)化加工過(guò)程中所需的儲(chǔ)刀及換刀需求的一種裝置，為數(shù)控機(jī)床縮短機(jī)床非切削時(shí)間，降低勞動(dòng)強(qiáng)度提供了必要條件，是數(shù)控機(jī)床的重要功能部件，必將向以下幾個(gè)方向發(fā)展。1.2.1精密和簡(jiǎn)易的兩極化并存一方面隨著主機(jī)的“單機(jī)多任務(wù)復(fù)合化”發(fā)展，刀庫(kù)也必將向容量大、結(jié)構(gòu)精、速度快、效率高的方向發(fā)展，以適應(yīng)主機(jī)的高轉(zhuǎn)速、高精度和強(qiáng)力切削的機(jī)械特性。此類刀庫(kù)大部分為臥式刀庫(kù)，有下面幾個(gè)特點(diǎn)：（1）可遠(yuǎn)距離傳輸。（2）換刀時(shí)可同步打刀，縮短換刀時(shí)間。（3）大容量且可擴(kuò)充。（4）高效且精準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)和選刀系統(tǒng)（5）控制系統(tǒng)復(fù)雜。（6）刀具重量大。比如，適合五軸聯(lián)動(dòng)的立臥轉(zhuǎn)換伺服刀庫(kù)。而另一方面刀庫(kù)僅作為單純的儲(chǔ)刀倉(cāng)功能存在，主軸主動(dòng)抓刀的“固定地址換刀”刀庫(kù)也是發(fā)展的方向之一，此時(shí)刀庫(kù)好比數(shù)控系統(tǒng)的一個(gè)控制軸，僅有旋轉(zhuǎn)定位功能，如立車刀庫(kù)、轉(zhuǎn)盤刀庫(kù)等。1.2.2常規(guī)刀庫(kù)的高速化、輕量化尤其以40盤式刀庫(kù)為代表，換刀速度和刀庫(kù)重量已經(jīng)成為衡量刀庫(kù)性能的主要參數(shù)之一，比如，吉輔40盤式刀庫(kù)的換刀速度1.1s，重量已經(jīng)降到295kg。1.2.3低碳、環(huán)保、智能、安全在選材上更環(huán)保，在制作過(guò)程中減少消耗、使用過(guò)程智能、安全等也是刀庫(kù)發(fā)展的方向之一。第3頁(yè)第2章加工中心刀庫(kù)的機(jī)械結(jié)構(gòu)2.1ATC刀具自動(dòng)換刀裝置為進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床的加工效率實(shí)現(xiàn)一次裝夾即可完成多道工序或全部工序加工的方向的發(fā)展需求，必須有自動(dòng)換刀裝置，以便選用不同刀具，完成不同工序的加工工藝。2.1.1刀具自動(dòng)換刀裝置的基本要求為完成對(duì)工件的多工序加工而設(shè)置的存儲(chǔ)及更換刀具的裝置稱為自動(dòng)換刀裝置。自動(dòng)換刀裝置應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求為：刀具換刀時(shí)間短且換刀可靠。刀具重復(fù)定位精度高。足夠的刀具儲(chǔ)存量。刀庫(kù)占地面積小。2.1.2刀具的選擇方式按數(shù)控裝置的刀具選擇指令，從刀庫(kù)中將所需要的刀具轉(zhuǎn)換到取刀位置，稱為自動(dòng)選刀。在刀庫(kù)中，選擇刀具通常采用兩種方法。（1）順序選刀在加工之前，將加工零件所需刀具按照工藝要求集資插入刀庫(kù)的刀套中，順序不能不差錯(cuò)，加工時(shí)按順序調(diào)刀稱為順序選刀。加工不同的工件時(shí)必須重新調(diào)整刀庫(kù)中的刀具順序，因而操作十分繁瑣，而且加工同一工件中各工序的刀具不能重復(fù)使用。這樣就會(huì)增加刀具的數(shù)量，而且由于刀具的尺寸誤差也容易造成加工精度的不穩(wěn)定。其優(yōu)點(diǎn)是刀庫(kù)的驅(qū)動(dòng)和控制都比較簡(jiǎn)單。因此這種方式適合加工指較大、工件品種數(shù)量較少的中小型自動(dòng)換刀數(shù)按機(jī)床。（2）任選刀具這種方法根據(jù)程序指令的要求任意選擇所需要的刀具，刀具在刀庫(kù)中不必按照工件的加工順序排列，可以任意存放。每把刀具都編上代碼，自動(dòng)換刀時(shí)，刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)，每間刀具都經(jīng)過(guò)“刀具識(shí)別裝置”接受識(shí)別。當(dāng)某把刀具的代碼與數(shù)控指令的代碼相符合時(shí)，該把刀具被選中，刀庫(kù)將刀具送到換刀位置，等待機(jī)械手來(lái)抓取。任意選擇刀具法的優(yōu)點(diǎn)是刀庫(kù)中刀具的排列順序與工件加工順序無(wú)關(guān)，第4頁(yè)相同的刀甚至可重復(fù)使用。因此，刀具數(shù)量比順序選刀的刀具可以少一些，刀庫(kù)也相應(yīng)的小一些。2.2刀庫(kù)刀庫(kù)是自動(dòng)換刀裝置的主要部件，其容量、布局以及具體結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)有很大的影響。刀庫(kù)中的刀具的定位機(jī)構(gòu)是用來(lái)保證要倒換的每一把刀具或刀套都能準(zhǔn)確地停在換刀位置上。采用電動(dòng)機(jī)或液壓系統(tǒng)為刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力。根據(jù)刀庫(kù)所需要的容量和取刀的方式，可以將刀庫(kù)設(shè)計(jì)成多種形式。2.2.1刀庫(kù)的類型刀庫(kù)的功能是儲(chǔ)存加工工序所需要的各種刀具，并按程序指令把將要用的刀具準(zhǔn)確地送到換刀位置，并接受從主軸送來(lái)的已用刀具。刀庫(kù)的儲(chǔ)存量一般在8-64把范圍內(nèi)，多的可達(dá)100-200把。（1）鼓（盤）式刀庫(kù)在盤式刀庫(kù)結(jié)構(gòu)中，刀具可以沿主軸軸向、徑向、斜向安放，刀具軸向安裝的結(jié)構(gòu)最為緊湊。但為了換刀時(shí)刀具與主軸同向，有的刀庫(kù)中的刀具需在換刀位置作90翻轉(zhuǎn)。在刀庫(kù)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(cāng)式結(jié)構(gòu)，目前大量的刀庫(kù)安裝在機(jī)床立柱的頂面或側(cè)面。在刀庫(kù)