FANUC数控车床四工位刀架控制系统设计毕业设计论文说明书

毕业设计说明书

课题名称： FANUC数控车床刀架控制系统设计

学生姓名 学 号 二级院（系） 专 业 班 级 指导教师

起讫时间： 2012 年 2 月 13 日～ 2012 年 4 月 6 日

FANUC数控车床的刀架控制系统设计

摘 要

数控车床今后将向中高档发展，中档采用普及型数控刀架配套，高档采用动力型刀架，兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种。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、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。本部分主要对四工位立式电动刀架的控制系统进行设计。

关键词：数控刀架；四工位；电动回转刀架

目 录

摘要.............................................................................................................................1 第1章 绪论.............................................................................................................3

1.1 课题的研究背景…………………………………………………………………….3 1.2 课题的研究意义…………………………………………………………………….3 1.3 设计内容…………………………………………………………………....4 第2章 数控刀架电气控制系统设计......................................................................5

2.1 数控机床的组成.........................................................................................................5 2.2 霍尔原理及在刀架中运用的简单概述................................................................6 2.2.1霍尔效应与工作原理...............................................6

2.2.2霍尔效应的广泛运用……………………………………………………………..6 2.2.3霍尔元件在刀架中运用的简单概述……………………………………………..7

2.3刀架电气控制.................................................................................................7 2.3.1 刀架的锁紧时间控制..............................................................................................8 2.3.2刀架刀位信号的监控...............................................8

2.3.3换刀时间的监控...................................................9 2.3.4刀架上电过程.....................................................9 2.4刀架机械结构.................................................................................................................10

第3章数控刀架PLC控制系统设计......................................................................13

3.1四工位刀架PLC梯形图与原理运用..............................13

3.3.1 PLC的概述............................................................................................................13 3.3.2 PLC梯形图运用....................................................................................................13

3.3.3刀架的操作............................................................................................................14

3.3.4 数控车床刀架PLC梯形图...................................................................................17 3.3.5 程序的调试............................................................................................................23

小结…………………………………………………………………………………24 参考文献....................................................................................................................25 致谢............................................................................................................................26

第1章 绪论

数控技术是现代制造技术的核心，是企业现代化水平的标志。采用数控系统控制的数控机床在机械制造、模具加工、航天航空和造船等领域发挥着极其重要的作用。本章介绍了本课题的研究背景，意义，基本内容

1.1 课题研究的背景

FANUC数控系统是由日本富士通公司研制开发，目前在我国得到了广泛的应用。在中国市场上应用于车床的数控系统主要有FANUC Oi -TA/TB/TC 和FANUC Oi mate- MA等。

数控车床主要由主轴箱、床鞍、尾架、刀架、对刀仪、液压系统、润滑系统、气动系统及数控装置组成。数控车床的出现对提高生产率改善产品质量以及改善劳动条件等发挥了重要的作用。为了进一步压缩非切削时间，数控机床正朝着一台机床在一次装夹中完成多工序加工的发展方向。在这类多工序的数控机床中必须带有自动换刀装置，在多工序数控机床出现之后，又逐步发展和完善了各类回转刀具的自动更换装置，扩大了换刀数量，以便有可能实现更复杂的换刀操作。

在自动换刀数控机床上，自动换刀装置应满足换刀时间短，刀具重复定位精度高，足够的刀具储存量，换刀安全可靠等要求。各类机床的换刀装置主要取决于机床的型式、工艺范围及刀具的数量和种类等。

自动换刀的形式主要有回转刀架换刀、主轴头转位换刀和带刀库的自动换刀系统。传统的车床例如CA6140的刀架上只能装一把刀，换刀的速度慢，换刀后还须重新对刀，并且精度不高，生产效率低，不能适应现代化生产的需要，因此有必要对机床的换刀装置进行改进，数控车床上使用的自动回转刀架是一种最简单的换刀装置，自动回转刀架是在一定的空间范围内，能执行自动松开、转位、精密定位等一系列动作的一种机构。根据加工对象不同，有四方刀架、六角刀架和八（或更多）工位的圆盘式轴向装刀刀架等多种形式。

1.2 本课题的研究意义

（1）掌握了刀架的控制原理，熟悉了刀架的工作过程。