机械5

目录 摘要..............................................................I Abstract...........................................................II 前言.............................................................IV 1数控加工中心PLC概述.............................................1 1.1加工中心的发展及其组成与功用................................1 1.1.1加工中心的发展........................................2 1.1.2加工中心的结构组成及工作过程..........................2 1.2可编程控制技术的特点及应用..................................3 1.2.1可编程控制技术的特点及应用............................3 1.3 PLC在数控机床中的应用......................................5 1.3.1 PLC在数控机床中的应用形式............................5 1.3.2 PLC与数控系统及数控机床间的信息交换..................5 1.3.3 PLC与数控机床外围电路的关系..........................8 2加工中心选刀方式..................................................8 2.1顺序选刀....................................................8 2.2随机选刀....................................................8 2.3设计要求....................................................8 2.4 PLC接口...................................................8 2.5梯形图及程序...............................................10 2.5.1 T指令输入和刀具检索.................................10 2.5.2刀座差及刀库转向计算换刀处理.........................10 2.5.3低速脉冲输出.........................................11 2.5.4高速脉冲输出.........................................12 2.5.5方向信号先于脉冲信号输出的处理.......................12 2.5.6寄存器设置程序.......................................13 2.5.7换刀信号输出及换刀完成信号输入.......................13 2.5.8报警输出和报警复位...................................13 2.5.9程序流程图...........................................14 2.5.10梯形图..............................................15 3课题的研究意义...................................................16 4机械手的自动换刀装置研究.........................................17 4.1刀库自动选刀机械系统.......................................17 4.1.1盘式刀库.............................................18 4.2换刀机械手介绍.............................................19 4.2.1双臂端面夹紧式机械手.................................19 4.2.2 ATC的作用及其组成..................................19 4.3机械手.....................................................21 4.3.1机械手的功能.........................................21 4.3.2机械手的机械动作.....................................21 4.3.3机械手的驱动与控制方式...............................21 4.3.4夹抓类型.............................................22 4.3.5刀柄.................................................22 4.3.6加工中心机械手自动换刀过程...........................22 5 PLC控制系统设计.................................................24 5.1 PLC的基本结构.............................................24 5.1.1 CPU模块..........................................24 5.1.2 I/O模块............................................24 5.1.3编程器..............................................24 5.1.4电源................................................24 5.2 PLC的程序结构.............................................24 5.2.1主程序...............................................24 5.2.2子程序...............................................25 5.2.3中断程序.............................................25 5.3 S7-200系列PLC............................................25 5.3.1 CPU22X系列的基本单元...............................25 6 PLC实现随机换刀.................................................27 6.1刀库换刀定位控制...........................................27 6.1.1换刀过程.............................................27 6.1.2输入/输出及内部继电器地址分配........................27 6.1.3分析控制要求.........................................28 6.1.4动作要求.............................................29 6.2 PLC硬件接线图.............................................29 6.3自动换刀PLC流程图.........................................30 6.4程序梯形图.................................................31 6.5 STEP 7-Micro/WIN-32编程软件.............................31 6.5.1 STEP 7-Micro/WIN-32软件运行.........................31 6.5.2菜单条...............................................32 6.5.3工具条...............................................33 6.5.4引导条...............................................33 6.5.5指令树...............................................34 6.5.6输出窗口.............................................34 6.5.7状态栏...............................................34 6.5.8编辑器...............................................34 6.5.9局部变量表...........................................34 结论.............................................................35 致谢.............................................................37 参考文献..........................................................38 附录.............................................................39 本设计的题目是PLC加工中心刀库换刀控制系统的设计。通过分析刀库的自动换刀的过程，使刀库在加工中心上能配合换刀机械手的需要——能在数控程序的控制下实现换刀过程，每次换新刀只需输入相应换刀号信号即可。在分析控制要求的基础上，设计出相应控制程序。在机械加工行业里。由于数控机床有许多优点。已逐渐代替普通车床成为主导机床。按工艺用途它可以分为一般数控机床和数控加工中心两大类,而后者因带有由刀库和机械手组成的自动换刀装置，能使工件在一次装央中完成大部分甚至全部工序。根据数控系统选刀指令。从刀库中将所需要的刀具转到取刀住置。称为自动选刀。自动选刀方式可分为随机与顺序选择两种。文章着重讨论基于三菱FXIN系列的PLC上的ATC刀库随机选刀方式的控制。机床的发展与应用,大大降低了零件加工的辅助时间,极大的提高了生产率。随着数控机床的普及应用,机械加工的自动化程度大大提高,数控机床发展成了当今普遍应用的一种更新、更先进的制造设备即加工中心。加工中心带有刀库和自动换刀装置,能对工件按预定程序进行多工序加工的高度自动化的多功能的数字控制机床。