毕业设计---加工中心无机械手自动换刀控制及常见故障分析

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1、长沙航空职业技术学院毕业论文设计题目：加工中心无机械手自动换刀控制及常见故障分析所在系别：航空机械制造工程系专业名称：数控设备应用与维护所在班级：数设1001班学生姓名：姜铂学号：08指导教师：黄登红第29页共30页目录摘要……………………………………………………………（02）引言……………………………………………………………（04）第一章加工中心自动换刀……………………………………（06）1.1加工中心自动换刀控制的意义…………………（06）1.2加工中心自动换刀方式…………………………（06）1.3换刀动作流程图…………………………………（07）第二章12刀位斗笠式刀库组成结构及动作原

2、理……………（09）第三章斗笠式刀库自动换刀装置电气/PMC控制…………（10）3.1斗笠式刀库自动换刀装置的PMC控制………（10）3.2斗笠式刀库自动换刀PMC控制流程图……………（14）3.3PMC自动换刀相关输入信号地址分配图………（13）第四章PMC程序设计与实现………………………………（15）4.1PMC程序设计与实现……………………………（18）4.2系统PMC输入/输出地址分配………………………（18）第五章自动换刀装置常见故障及维修………………………（18）5.1刀库乱刀故障处理方法…………………………（22）5.2刀具交换时掉刀………………………………（22）5.3加工

3、中心刀库自动化换刀装置常见故障及维修……（22）总结……………………………………………………………（26）参考文献………………………………………………………（28）致谢…………………………………………………………（29）附录…………………………………………………………（30）第29页共30页摘要加工中心是备有刀库，并能自动更换刀具，对工件进行多工序加工的数字控制机床。工件经一次装夹后，数字控制系统能控制机床按不同工序，自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助机能，依次完成工件几个面上多工序的加工。加工中心由于工序的集中和自动换刀，减少了工件的装夹、

4、测量和机床调整等时间，使机床的切削时间达到机床开动时间的8O％左右(普通机床仅为15～20％)；同时也减少了工序之间的工件周转、搬运和存放时间，缩短了生产周期，具有明显的经济效果。加工中心适用于零件形状比较复杂、精度要求较高、产品更换频繁的中小批量生产。第29页共30页第一台加工中心是1958年由美国卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在数控卧式镗铣床的基础上增加了自动换刀装置，从而实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工。二十世纪70年代以来，加工中心得到迅速发展，出现了可换主轴箱加工中心，它备有多个可以自动更换的装有刀具的多轴主轴箱，能对工件同时进行多

5、孔加工。这种多工序集中加工的形式也扩展到了其他类型数控机床，例如车削中心，它是在数控车床上配置多个自动换刀装置，能控制三个以上的坐标，除车削外，主轴可以停转或分度，而由刀具旋转进行铣削、钻削、铰孔和攻丝等工序，适于加工复杂的旋转体零件。加工中心按主轴的布置方式分为立式和卧式两类。卧式加工中心一般具有分度转台或数控转台，可加工工件的各个侧面；也可作多个坐标的联合运动，以便加工复杂的空间曲面。立式加工中心一般不带转台，仅作顶面加工。此外，还有带立、卧两个主轴的复合式加工中心，和主轴能调整成卧轴或立轴的立卧可调式加工中心，它们能对工件进行五个面的加工。加工中心的自动换刀装置由存放刀具的刀库和换刀

6、机构组成。刀库种类很多，常见的有盘式和链式两类。链式刀库存放刀具的容量较大。换刀机构在机床主轴与刀库之间交换刀具，常见的为机械手；也有不带机械手而由主轴直接与刀库交换刀具的，称无臂式换刀装置。为了进一步缩短非切削时间，有的加工中心配有两个自动交换工件的托板。一个装着工件在工作台上加工，另一个则在工作台外装卸工件。机床完成加工循环后自动交换托板，使装卸工件与切削加工的时间相重合。这里我们将介绍斗笠式换刀装置（12刀位）的结构及动作原理，在此基础上设计并实现了换刀控制的电气及PMC控制过程。关键字：自动换刀；无机械手；加工中心，常见故障分析第29页共30页引言加工中心是指在一次装夹中，能够实现

7、自动铣削、钻孔、镗孔、铰孔、攻丝等多工序的数控机床。更为明确的说法是：加工中心就是自动换刀数控镗铣床。这就把加工中心和自动换刀数控车床和车削中心区别开来。加工中心区别于别的数控镗铣床的主要特点就在于它具有根据工艺要求自动更换所需刀具的功能，机自动换刀(ATC)机能。加工中心的自动换刀系统,通常是由刀库和机械手组成,它是加工中心的象征,又是加工中心成败的关键环节。因此各加工中心制造厂家都在下大力研制动作迅速、可靠性高的自动