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机电高等专科学校
毕业设计论文
论文题目：数控车床回转刀架结构设计及控制电路设计
机电工程系
数控机床为进一步提高生产率，压缩生产时间，已逐步发展为在一台机床上依次装夹完成多工序或全部工序加工。为完成对工作的多工序加工而设置的存储及变更刀具的装置称为自动换刀装置。数控车床上使用的回转刀架也是一种简单的自动换刀装置。
根据不同的使用对象，刀架可设计为四方形、六角形等形式。回转刀架可安装四把、六把等，并按数控装置发出的脉冲指令回转，换刀。
关键词：自动换刀装置、回转刀架、四方形、回转、换刀
the numerically-controlled machine tool to further raise the productivity, the compression productive time, has developed gradually for the attire clamps in turn on an engine bed completes the multi-working procedures or the complete working procedure processing. In order to complete the memory which establishes to the work multi-working procedure processing and change cutting tool's installment to be called trades the knife installment automatically. On the numerical control lathe uses the turret saddle is also one kind simple trades the knife installment automatically. acts according to the different user, the tool rest may design is four forms and so on square shapes, hexagon. The turret saddle may install four, six and so on, and pulse instruction rotation which sends out according to the numerical control installment, trades the knife.
key word: Trades the knife installment, the turret saddle, four square shapes, the rotation, to trade knife automatically
引言…………………………………………………………………………………………1
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关于一种电动刀架的调试与安装
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　　摘要 本文主要对数控机床的电动刀架的电气系统，调试，进行了分析，并阐述了“SINUMERIK 802C base line”控制系统与电动刀架连接的方法和3个步骤，即：电气连接、PLC程序编制、PLC参数设置。
　　关键词 PLC程控；电动刀架的安装与调试；SINUMERIK 802C base line
　　中图分类号TH13
文献标识码A
文章编号 （7-02
　　现代工业生产中数控机床一般带有自动换刀装置，才能在装夹一次工件后，完成大部分，甚至是所有加工工序。这种几乎是一次成型的加工方式不但提到了加工效率，还有效降低了工作中多次做工件安装操作所引起的误差。电动刀架就是应用在数控车床上的最简单的一种自动换刀装置，安装与调试电动刀架，涉及到“电气、软件参数设置、PLC程序编制”等多方面的工作，本文以SINUMERIK 802C base line数控系统连接四工位电动刀架为例，详细阐述在安装与调试电动刀架过程中用到的具体方法。
　　1 电动刀架与SINUMERIK 802C base line数控系统的连接与调试
　　对SINUMERIK 802C base line数控系统的简介：“SINUMERIK 802C base line是专门为中国数控机床市场开发的经济型CNC控制系统，在国内的经济型数控机床上得到广泛的应用。”SINUMERIK 802C base line数控系统可以十分方便的与四工位、六工位、八工位的电动刀架十分方便连接。
　　1.1 电动刀架安装与调试过程中的电气连接
　　电气线路包括两部分：主电路与控制电路。主电路为电机运行的动力电路，控制电路则对电机的正反转，自锁，变速起到控制作用的。电动刀架的机械部分利用电机正转完成刀架换位的操作，通过电机的反转完成在刀架成功换位之后的锁紧工作。控制电路具体为：“刀架内部4个侦测当前刀位的开关(霍尔元件)信号输入到PLC，低电平有效，由于是OC门输出，为了得到高电平，每个传感器连接了1.8 kfl 的上拉电阻，也可以通过中间继电器将低电平有效转换成高电平有效，但增加了成本。PLC的输出连接了两个中间继电器，一个正转，另一个反转，直接控制正反转接触器线圈 ”。
　　1.2 PLC程序介绍
　　PLC叫做可编程控制器，目前市场应用的可编程控制器种类繁多，但是构成原理大致相同，都是通过计算机技术实现其功能，设计上也采用了计算机的结构，组成硬件包括：CPU、RAM、ROM、I/O设备和接口等，并包含了 “A/D、D/A、高速计数、高速脉冲、PID控制、模糊控制、位置控制、网络通信以及物理量转换”等高级模块。因为PCL以计算机技术为核心，因此PLC的各种功能主要还是通过软件来调用实现。随着现代科技的不断发展，梯形图、助记符语句表语言、流程图语言（SFC）甚至BASIC等高级语言不断在可编程控制技术中得到扩展和应用，使可编程控制器在功能和使用的空间得到了很大的扩展，因此在为可编程控制器进行编程时要充分的利用这一有利条件。
　　SINUMERIK 802C base line甚至在出厂配置中就已经内置了PLC程序的常用功能，因此，对于配备了SINUMERIK 802C base line数控系统的数控机床，PLC程序特别适用。工作人员在使用时，仅需要对PLC程序的相应模块做相应的参数修改，就可以完成不同的功能。刀架控制是通过PLC程序中的一个子程序模块完成的，该模块所提供的功能非常丰富，包括换刀时手动/自动方式的切换、刀架锁紧检查（由PLC机床参数决定锁紧时间）、检查刀架中刀位准备情况的反馈监控、换刀流程监控（在一定时间内如果无法找到目标刀具，程序自动停止）、换刀时停止进给操作等功能。这里需要特别作出强调的是，西门子系统作为示例而提供的PLC程序中，已经将所有的输入输出都设置为需要经过滤波处理。所以，如果操作人员需要搭建适合实际工作情况的应用程序，也可以直接利用子程序库中提供的I/O参数（输入/输出参数），而不需要源程序提供的滤波功能。
　　另外，该程序还能够对刀架电机进行过载监测，但此功能需要操作人员激活才能在程序中应用。操作人员激活此功能需要完成以下3个步骤，集体操作如下：
　　1）继电器与PLC控制器的电路连接。将PLC控制器的输入点与主电路中的断路器常闭开关的辅助触点进行物理连接；
　　2）对主程序调用进行修改。修改主程序中调用的刀架控制子程序，修改局部变量，用第1步中连接的I点替换原“OVload”变量的输入点。修改局部变量ERR4，用未占用的“用户报警位”替换变量ERR4的输出点，比如建立报警号为 700028的变量V；
　　3）为此功能编写用户报警程序。在PLC数控系统操作界面上点击“诊断”，然后选择“调试”，选择“编写PLC文本”， 编辑报警号“700028”的报警文本： “刀架电机过载，请检查”，对MD14516[28]进行扩展设置，编写操作人员对报警的响应程序和清除条件。
　　至此，PLC系统已经完成对刀架电机过载监控功能的激活操作，冷却电机的监控的激活方法与以上设置和修改方法相同。
　　1.3 PLC参数设置
　　西门子公司为了使公司提供的示例PLC程序可以在更多的场合得到应用，并满足操作人员更多的需求，因此为PLC系统设计了专门的PLC参数扩展功能，操作人员只要简单的根据相应情况需求调用出相应的PLC参数并进行配置，即可以使该参数达到操作人员的要求从而使整个程序满足操作人员的个性化要求。例如：为了完成对4工位简易霍尔刀架的连接，需要对PLC参数作出的设置如下表所示。
　　PLC参数设置一览表
　　2 结论
　　安装电动刀架的流程虽然简单，但却涉及到多方面的知识和内容，如机械、电气连接、PLC编程等。由于涉及面过多，在工作中难免会出现设计上的纰漏、操作失误或连接故障，因此工作人员需要在为数控机床安装电动刀架前认真研究数控机床和电动刀架的机械结构，提出设计思路，并作出相关设计方案和预备方案。并且在给数控机床安装电动刀架的过程中做到实时调试，互相配合，仔细分析电路结构及信号控制过程。在出现故障时，仔细分析和检查故障现象，并可以根据故障现象准确快速的找出产生故障位置，迅速的完成故障排除并总结经验，使当前和以后的工作可以顺利的进行。
　　参考文献
　　[1]余仲裕.数控机床维修[M].北京：机械工业出版社，．
　　[2]史云霞.数控车床l j/J架维修[J].装备制造技术，2008(4)：98-99．
　　[3]西门子公司.802S/C简明安装调试手册[S].西门子数控(南京)有限公司，3．
　　[4]西门子公司.802S/C PLC编程手册[Z].西门子数控 (南京)有限公司，．
　　[5]刘瑞明.数控车床常见电气故障排除和相应调整[J].机床电器，2009(5)：23-24．
　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
本文出自：http://www.starlunwen.net/ligongkeji/131425.html
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