机械毕业设计（论文）开题报告-盘式刀库机械结构设计及PLC控制.doc

攀枝花学院本科毕业设计（论文）开 题 报 告题 目： 盘式刀库机械结构设计及PLC 控制 院 （系）： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号 ：201010504045指导教师： 2014年3月7日开题报告1、本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势1.1 研究意义在零件制造过程中，大量的时间用于更换刀具，切削加工时间仅占整个工时中较小的。为了缩短非切削的时间，提高机床的自动化程度，机床正朝着一台机床在一次装夹中完成多工序的方向发展。在这类多工序的数控机床中，必须带有自动换刀装置。刀库系统提供自动化加工过程中所需储刀的一种需求。其自动换刀机构及储放多少把刀及换刀时间长短是评定换刀系统的好坏。在实际生产中，缩短加工时间，降低生产成本，这是刀库系统最大的提点1.2 国内外发展趋势 目前国内外数控机床自动换刀系统中，刀具、辅具多采用锥柄结构，刀柄与机床主轴的联结、刀具的夹紧放松机构及驱动方式几乎都采用同一种结构模式。在这种模式中，机床主轴常采用空心的带有长拉杆、碟形弹簧组的结构形式，由液压或气动装置提供动力，实现夹紧放松刀柄的动作。利用这种机构夹持刀具进行数控加工的最大问题是，它不能同时获得高的夹持刚度和刀具振摆精度，而且主轴结构复杂，主轴轴向尺寸过大，加上它的液压驱动装置及刀具辅具锥柄的制造成本，使得自动换刀系统的造价在机床整机中占有较大的比重。 1.3 国内外曲轴加工技术展望在现代数控机床上亦有采用弹簧夹头作为刀具的夹持组件，但机床的主轴结构、驱动方式仍然采用与上述锥柄刀具完全相同的结构形式。采用这种结构模式，在实际数控加工中，尤其是在需要超高速主轴、主轴的径向、轴向尺寸都很小、没有足够的换刀空间的微细加工场合中实现自动换刀将会是很困难的，如果实施自动换刀那将使机床成本大幅度提高。据有关数据介绍，在刀具采用锥柄夹头、侧压夹头以及弹簧夹头夹紧性能的对比实验中，采用弹簧夹头夹持刀具是唯一可同时获得高的夹持刚度和振摆精度的理想组件。采用这种夹持组件，刀具或刀具辅具可做成圆柱柄，其制造成本低，精度易保证，这对大容量刀库降低刀具辅具的制造成本，意义更为显著。2、本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施2.1 基本内容 本课题可能设计刀库驱动电机的选择，电机的选择势必要与整个刀盘的重量，刀具的重量，及预先设计的转速，刀盘的转动惯量有关。所以在设计之前要有一个完善的估计方案。换刀时，刀盘转动。当转到合适刀具是，此时需要准停。怎样控制好这个准停的速度，是减小刀盘震动的一个指标。当机械手换刀时，机械手的动作顺序安排，及倒刀机构的液压缸控制，和每个监测传感器之间的逻辑控制。这里涉及到换刀过程需要一个完善的PLC程序控制。在完成设计方案后，需要绘制刀盘结构图，及PLC程序单。2.2 困难及措施（1）刀库驱动电机的选择（2）刀盘转动的准停及准停速度控制（3）刀库换刀整个过程的PLC程序设计 （1）查找各种刀库设计图册，从图册中了解基本刀库的结构。（2）查阅相关书籍，编写完整的刀盘控制过程。（3）查找各种刀库的特点，了解刀盘驱动的定位原理（5）采用CAD软件绘制图纸在设计的时候，需要在图书馆借阅相关的资料辅助设计，计算的时候保持清醒的头脑，遇到难题时请教老师和同学。3、本课题拟采用的研究手段（途径）和可行性分析制定工艺规程的思路：掌握和熟悉盘式刀库的有关资料图样，进行零件的结构分析；确定刀库的类型及换刀方式；选择驱动电机；制定控制流程图；确定整体设计方案；确定主要工序的技术要求及检验方法； 进行技术经济分析，选择最佳方案；盘式刀库设计的思路：明确设计任务，收集设计资料；拟定盘式刀库的结构方案，绘制结构草图；绘制盘式刀库总装图；对零件进行编号，填写零件明细栏和标题栏；绘制盘式刀库零件图。要设计多种方案，研究其可行性，选取最佳方案，在设计盘式刀库结构的时候，要考虑其可行性，合理利用教学资源，在与老师和同学的探讨中，相信能顺利完成本次设计任务。4、进度计划序号日期进度安排12013.11.042013.11.30确定机构方案，完成原理设计。22013.12.012014.02.28确定机构方案，完成原理设计。32014.03.012014.04.27完成详细结构设计及说明书初稿。42014.04.282