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经济型车床基于PLC自动换刀系统的设计[点击此处键入英文题目(新罗马体)]专业：学生姓名：学号：指导教师：完成日期：武威职业学院工程技术系此处键入毕业设计题目-I-摘要数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不但发展和应用领域的扩大他对归计民生的一些重要行业(IT、汽车、医疗、轻工等)的发展起着越来越重要的作用,并且经济型车床普遍使用，使这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势.在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备是提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性保证.数控车床与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论基本知识进行综合运用,同时数控车床今后将向中高当发展，经济型数控刀架配套，采用电动刀架，预计近年来对数控刀架需求量将大大增加。数控刀架的发展趋势是：随着数控车床的发展，数控刀架开始向快速换刀和伺服驱动方向发展。本部分主要对六工位立式电动刀架的PLC车床控制设计，并对电动刀架的电路设计。最后的提出了对电动刀架提出了意见和措施。使对本专业有较完整的系统的认识,从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。关键词：经济型数控车床；车床刀架；PLC控制此处键入毕业设计题目-II-ABSTRACTAbstractnumericalcontrollathe,willinfuturetohighwhenthedevelopment,economicalnccuttersupporting,usingelectriccutter,expectedinrecentyearsonthenccutterdemandwillincreasegreatly.Nccutteristhedevelopmenttrendof:withthedevelopmentofCNClathe,CNCcutterbegantochangecuttersquicklyandservodrivedirection.Thispartofmainelectrictoolcarriersix-stationverticallathecontroldesignofPLC,andtheelectrictoolcarriercircuitdesign.Finallytheproposedtotheelectrictoolcarrierputsforwardopinionsandmeasures.Keywords:economicalnclathe,Lathetoolcarrier;PLCcontrolelectrictoolcarrier武威职业学院工程系毕业论文–1–目录摘要…………………………………………………………………….2毕业设计任务书………………………………………………………….31.数控车床的分类……………………………………………………….41.1按车床主轴位置分类………………………………………………41.2按加工零件的基本类型分类………………………………………41.3按刀架数量分类…………………………………………………....41.4按功能分类………………………………………………………....52.经济型数控系统……………………………………………................52.1经济型数控系统的构成及功能…………………………………....52.2车床经济型数控系统硬件设计…………………………………....63.数控机床的可编程序控制器………………………………................8.3.1数控机床用PLC…………………………………………………….83.2自动换刀机构………………………………………………….........134.PLC控制车床刀架………………….………………………………164.1电动刀架的选用……………………………………………………164.2电动刀架的电机控制……………………………………………….164.3车床控制…………………………………………………………….164.4简易刀架的控制…………………………………………………….174.5带编码器可双相换刀的刀架控制………………………...………..195.数控车床的ＰＬＣ控制……………………………………………...215.1电气设计要求…………………………………………………….225.2电动刀架PLC控制……………………………………………….23结论…………………………………………………………………………25致谢…………………………………………………………………………26参考资料.…………………………………………………………………...27附录…………………………………………………………………………28武威职业学院工程系毕业论文–2–前言本次毕业设计是学院为了提高学生的数控技术及相关技能等综合运用能力，通过毕业设计和完成毕业论文也是学院对毕业生生毕业资格的审核条件，同时也为我们以后的工作打下理论基础，本次设计是由指导老师刘老师、闫老师精心指导下和六位同学的共同协作下完成的。数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着科技的迅猛发展，自动控制技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。数控加工和编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论、基本知识进行综合运用，同时使对本专业有较完整的、系统的认识，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力，以及培养了科学的研究和创造能力。数控技术不断的发展，数控技术很快会普极中国工业基地，成为工业发展的标志，数控技术的成熟也是当代科技发展的标志，所以数控技术也是国家经济的体现，中国经济正加快向新兴工业化道路发展，制造业已成为国民经济的支柱产业。先进数控技术的广泛使用，导致数控应用型人才严重短缺、作为当代的数控技术的学者我感到无比的荣幸，又感到无比的艰巨。本毕业设计内容主要是详细叙述利用数控车床来加工零件。大致包含了数控技术特点的阐述、零件的工艺的分析过程、加工中一些问题的解决方法、数控加工过程、、数控编程、机床操作与零件自检过程等，另外还有设计说明书、参考文献、毕业设计小结、致谢、附录等部分。设计者以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际经验有限，时间又较为紧迫。在设计中难免会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师给于批评和指正武威职业学院工程系毕业论文–3–第一章数控车床的分类数控车床可分为卧式和立式两大类。卧式车床又有水平导轨和倾斜导轨两种。档次较高的数控卧车一般都采用倾斜导轨。按刀架数量分类，又可分为单刀架数控车床和双刀架数控车，前者是两坐标控制，后者是4坐标控制。双刀架卧车多数采用倾斜导轨。数控车床与普通车床一样，也是用来加工零件旋转表面的。一般能够自动完成外圆柱面、圆锥面、球面以及螺纹的加工，还能加工一些复杂的回转面，如双曲面等。车床和普通车床的工件安装方式基本相同，为了提高加工效率，数控车床多采用液压、气动和电动卡盘。数控车床的外形与普通车床相似，即由床身、主轴箱、刀架、进给系统压系统、冷却和润滑系统等部分组成。数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，传统普通车床有进给箱和交换齿轮架，而数控车床是直接用伺服电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀架实现进给运动，因而进给系统的结构大为简化。一、按车床主轴位置分类(1)立式数控车床立式数控车床简称为数控立车，其车床主轴垂直于水平面，一个直径很大的圆形工作台，用来装夹工件。这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。(2)卧式数控车床卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。其倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。二、按加工零件的基本类型分类（1）卡盘式数控车床这类车床没有尾座，适合车削盘类(含短轴类)零件。夹紧方式多为电动或液动控制，卡盘结构多具有可调卡爪或不淬火卡爪(即软卡爪)。(2)顶尖式数控车床这类车床配有普通尾座或数控尾座，适合车削较长的零件及直径不太大的盘类零件。三、按刀架数量分类(1)单刀架数控车床数控车床一般都配置有各种形式的单刀架，如四工位卧动转位刀架或多工位转塔式自动转位刀架。武威职业学院工程系毕业论文–4–(2)双刀架数控车床这类车床的双刀架配置平行分布，也可以是相互垂直分布。四、按功能分类（1）经济型数控车床采用步进电动机和单片机、PLC对普通车床的进给系统进行改造后形成的简易型数控车床，成本较低，但自动化程度和功能都比较差，车削加工精度也不高，适用于要求不高的回转类零件的车削加工。（2）普通数控车床根据车削加工要求在结构上进行专门设计并配备通用数控系统而形成的数控车床，数控系统功能强，自动化程度和加工精度也比较高，适用于一般回转类零件的车削加工。这种数控车床可同时控制两个坐标轴，即X轴和Z轴。（3）车削加工中心在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动力头，更高级的数控车床带有刀库，可控制X、Z和C三个坐标轴，联动控制轴可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、C)。由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工，第二章经济型数控系统按数控系统的功能水平,可以把数控系统分为高、中、低三档，低档数控系统即可认为是经济型数控系统。经济型数控系统一般分辩力和进给速度较低、联动轴数少、人机接口较简单。一、经济型数控系统的构成及功能1、开环数控系统的总体结构CNC数控系统由以下几个部分构成：1）微机，通常包括中央微处理器、存储器、I/O接口等。2）进给伺服系统，在开环数控系统中为步进电机伺服系统。3）开关量控制及主轴控制，这部分涉及到M、T、S代码的执行。4）人机接口和通信接口。2、数控系统的功能802S系统的功能有：1、进给轴/主轴监控；2、连续路径加工，准确停方式；3、速度，设定值—实际值系统，闭环控制；4、手动操作及手轮运行；5、程序运行；6、补偿；7、端面轴；8、回参考点运行；9、主轴控制；10、输出给PLC的辅助功能；11、进给率；12、刀具补偿；13、急停等功能。3、数控系统的电气连接武威职业学院工程系毕业论文–5–如果机床使用变频器作为主轴驱动单元，在设计电柜时应考虑采取必要的抗干扰的措施。变频器是很强的干扰源（主要是电源干扰和无线干扰）。如果可能，变频器可安装在独立的电柜内。当变频器和CNC必须安装在同一电柜内时，应按下列要求进行电柜布局：1、变频器的电源进线和动力出线在电柜内的长度应尽可能短；2、变频器的电源线和动力线应单独布线；3、CNC的模拟量控制信号应屏蔽，屏蔽应在变频器端接地；4、变频器的动力线也应屏蔽，屏蔽应在电动机地脚端接地。4、数控系统的调试1、PLC应用程序调试当系统各部件连接完毕后，首先必须调试PLC应用程序中的相关动作。只有在所有安全功能都正确无误时，才可以进行NC参数和驱动器的调试。2、数控系统的参数设置PLC机床参数设置完成后，要进行数控系统的参数设置。数控系统的主要参数包括：通用机床数据、显示机床数据、通信专用机床数据、轴相关机床数据、设定数据等。经济型数控车床采用步进电动机和单片机、PLC对普通车床的进给系统进行改造后形