基于可编程控制器自动换刀系统的设计与实现

摘要

刀具自动控制系统是数控机床的重要组成部分。随着制造业加工水平的不断提高，用户对机床刀具系统的控制功能提出了新的需求，呈现出控制对象多样化、过程复杂、使用灵活、可靠性高的特点。课题即在此背景下产生，文章对课题软件的设计开发和应用进行了介绍和分析。随着数控技术的发展，也对数控系统中的整个运动控制核心的机床逻辑控制提出了较高的要求。传统的机床逻辑控制器都是由硬件来实现的，即继电器逻辑控制。为了适应数控系统的发展，使用可编程控制器(PLC)的功能完成逻辑控制和功能控制。PLC采用循环扫描工作方式，逐条读取用户程序，经过命令解释后，产生相应的控制信号。解释执行按动态顺序重复翻译，每次都需对源程序逐条语句执行。软件的核心功能之一是刀具自动换刀管理。软件通过构建各种相关信息，而使用数据更新程序则实现了数据与现实的同步。由于自动换刀的关键是信号逻辑控制部分，故对各种信号控制方式进行了比较分析。PLC把微计算机技术与继电器控制技术很好地融合在一起，是新发展的PLC产品，还把直接数字控制(DDC)技术加进去，并具有与监控计算机联网的功能，因而它的应用几乎覆盖了所有工业企业，既能改造传统机械产品成为机电一体化的新一代产品，又适用于生产过程控制。本设计真对换刀方式进行了全面的分析。针对系统的总体结构，对换刀的工艺流程进行了概述，并确定了由PLC来实现刀库、机械手和主轴信号控制，完成了刀库、机械手和主轴控制系统中可编程控制器的选择和选型。系统硬件设计分别对电气元件部分、PLC控制部分和液压部分进行硬件设计。PLC控制部分则首先阐述了控制方式、设计思路，并对PLC的选择及I/O点数分配以及主轴、机械手和刀库与PLC的连接。最后阐述了换刀系统的两个工作方式和五种工作状态，以及系统的软件设计方法，针对系统软件设计特点，设计出了软件总的程用到序图，提出了模块化的编程思想，在介绍每一个模块之前，先说明每一个模块相应的指令，介绍了五种工作状态的梯形图，最后写出了总的系统设计的程序软件。

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

2课题研究相关技术

3系统的架构及其基本方案的选择

4系统硬件开发

5系统软件开发

6自动换刀系统模拟测试及安装

7结束语

致谢

参考文献