数控车床卧式回转刀架的设计.doc

洛阳理工学院毕业设计（论文）数控车床卧式回转刀架的设计 摘 要 数控车床为了能在一次装夹过程中完成多个工序，缩短辅助时间，减少多次装夹所引起的加工误差，必须带有自动会转刀架。根据装刀数量的不同，自动回转刀架分为四工位、六工位及八工位等多种形式，根据安装方式的不同，自动回转刀架分为立式和卧式两种，根据机械定位方式的不同，自动回转刀架又可分为端齿盘型和三齿盘定位型等。其中端齿盘定位型换刀时刀架需抬起，换到速度慢且密封性较差，但其结构简单。三齿盘定位型又叫免抬型，其特点时换刀时刀架不用抬起，因此，换刀时速度快且密封性好，但其结构复杂。本设计对数控车床卧式回转刀架的机械和控制部分进行了设计，选用的是六工位的刀盘和三齿盘定位。关键词：卧式回转刀架，自动换刀，六工位，三齿盘，PLCHORIZONTAL CNC LATHE ROTARY TOOL DESIGN ABSTRACTFor the numerical control lathe can, in an attire clamps in the process to complete many working procedures, reduces the non-cutting time, reduces processing error which the multiple attire clamps causes, must have automatically will transfer the tool rest. According to installs the knife quantity the difference, the automatic turret saddle divides into four locations, six locations and eight locations and so on many kinds of forms, according to installs the way the difference, the automatic turret saddle divides into vertical and the horizontal-type two kinds, according to the machinery locate modes difference, the automatic turret saddle may divide into the end tooth plate and three tooth plate localization and so on. And carries the tooth plate localization trades when the knife the tool rest to lift, trades the speed to be slow, and the leak-proof quality is bad, but its structure is simple. Three tooth plate localization calls to exempt lifts, when its characteristic trades when the knife the tool rest does not need to lift, therefore, trades time the knife and the speed the leak-proof quality is quickly good, but its structure is complex. This design has carried on the design to the numerical control lathe horizontal type turret saddles machinery and the control section, what selects is six location cutter heads and three tooth plate localizationKEY WORDS: The horizontal type turret saddle, Tades the knife automatically, Sx locations, Tree tooth plates, PLC3目录前 言1第1章 设计要求21.1 自动回转刀架的工作原理21.2 设计要求2第2章 机械系统的设计42.1 电动机的选择42.2 齿轮的设计42.3 齿轮轴的设计102.4 轴上键和轴承的选用142.5 转塔轴的设计162.6 端面凸轮盘的设计172.7 驱动盘、驱动套的设计182.8 蝶形弹簧的设计182.9 编码器的选用及刀架体的设计20第3章 控制系统的设计223.1 数控机床用PLC223.2 回转刀架的编程设计243.3 梯图的调试31结 论32谢 辞33参考文献34附 录35前言数控机床是综合应用了微电子、计算机、自动控制、自动检测以及精密机械等技术的最新成果而发展起来的全新型机床。就其数控系统而言，已经历了几代变化：第一代：1952-1959年采用电子管;第二代：从1959年开始采用晶体管；第三代：从1965年开始采用集成电路;第四代：从1970年开始采用大规模集成电路及小型通用计算机；第五代：从1974年开始采用微处理机或微型计算机。从数控系统的发展来看，它主要向着功能增强、方便使用、提高可靠性和降低价格方向发展。数控机床的发展不仅表现为数量的迅速增长，而且在质量与性能上也有明显提高。数控机床按工艺用途分为金属切削类、金属成型类和特种加工及其他类型，按运动方式分为点位控制系统、点位直线控制系统和轮廓控制系统，按控制方式分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统，按功能水平可分为低中、高、档三类。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。数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置，有四方刀架、六角刀架，即在其上装有四把、六把或更多的刀具。 回转刀架必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工的切削力：同时要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。本设计主要针对数控机床上的回转刀架进行了主要的机械设计，自动控制作了简略的设计。选用的刀架为六工位的刀架，采用三齿盘定位型第1章 设计要求1.1 自动回转刀架的工作原理回转刀架的工作原理见附录1装配图。定位用的是所谓三齿盘。定齿盘用螺钉及定位销固定在刀架体上，动齿盘用螺钉及定位销紧固在中心轴套上，齿盘对面有一个可轴向移动的齿盘，其齿长为上二者之和。当其沿轴向作移时，合齿定位、夹紧（碟形弹簧）；其沿轴向右移时，松开脱齿。可轴向移动的齿盘的又端面，在三个等分位置上装有三个滚子。次滚子与端面凸轮盘的凹槽相接处，其工作情况见附录。当端面凸轮盘回转使滚子落入端面凸轮盘的凹槽时，可轴向移动的齿盘右移，齿盘松开、脱齿；当端面凸轮盘的凸面使滚子左移，可轴向移动的齿盘左移，齿盘合齿、定位，并通过碟形弹簧将动齿盘向左拉使齿盘进一步贴紧（夹紧）。端面凸轮盘除控制齿盘松开、脱齿、合齿定位与夹紧之外，还带动一个与中心轴套用齿形花键相连的驱动套和驱动盘，使转塔刀盘分度。端面凸轮盘的右端面有凸出部分，其能带动驱动盘、驱动套、中心轴回转进行分度。整个换刀动作，脱齿（松开）、分度、合齿定位（夹紧）用一个交流电动机驱动，经两次减速传到套在断面凸轮盘外圈的齿圈上。此齿圈通过平键和端面凸轮盘相连。为识别刀位，装有一个编码器，其用齿形带与中心轴套中间的V形带轮相连。当数控系统得到换刀指令后，自动判断将要换的刀向那个方向回转，然后电动机转动，脱齿（松开）、转塔刀盘按最短路程分度，当编码器测到分度到位指令信号后，电动机停转，接着电磁铁通电将插销左移，插入驱动盘的孔中，然后电动机反转，转塔刀盘完成合齿定位、夹紧，电动机停转，电磁铁断电，弹簧是插销右移，无触点开关用于检测插销退出信号。1.2 设计要求根据回转刀架的工作原理，本设计按以下设计要求来设计：（1） 换刀时刀架转动的速度为30r/min（2） 选用六工位的刀架，即刀盘上装六把刀（3）采用端面齿盘定位（4） 分度误差为第2章 机械系统的设计2.1 电动机的选择普通的三相异步电动机因转速太快，不能直接驱动刀架进行换刀，必须经过适当的减速，采用双级减速来实现要求。此外，回转刀架的驱动电机应具有如下特点：（1） 体积小（2）夹紧力大（3）防护等级高 综上，根据设计的要求，在满足设计的前提下来选择电动机。必须选用特制的电动机来配合回转刀架的旋转来换刀以达到准确分度刀盘，使得刀架的换刀精确。因此，选用电动机的型号为YLJ5636，三相电压380V，50HZ,防护等级IP54,工作环境-1040摄氏度，海拔高度，功率300W,额定转速900 r/min.2.2 齿轮的设计2.2.1 传动比的计算1、总传动比的计算电动机额定转速为900r/min，两级传动后转速为30r/min.有式i=得 i= (2-1)即总传动比为30.2、传动比的分配考虑到回转刀架结构的紧凑型、合理性及科学性，按第一级传动比=3，第二级传动比=10计算。计算各轴转速： = =900r/min 查资料知圆柱齿轮的传动效率为，则各轴输入功率： (2-2) 计算各轴转矩： (2-3)2.2.2 第一级传动齿轮的设计要求：采用；两班制，每年工作300天，使用寿命为5年。选用直齿圆柱齿轮1、考虑到此对齿轮传递的功率不大，故大、小齿轮都选用软齿面，小齿轮选用40Cr,调质，齿面硬度为240260HBS；大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度为220HBS。因是机床用齿轮，选用7级精度，要求齿面粗糙度Ra1.63.2um 2、 按齿面接触疲劳强度的设计因两齿轮均为钢制齿轮，所以有 (2-4)确定有关参数如下：（1）、齿数z和齿宽系数取小齿轮齿数为，则大齿轮齿数传动比误差允许。 齿数比取=3（因非对称布置及软齿面）（2）、计算转矩 (2-5)（3）、载荷系数 取K=1.2（4）、许用接触应力 = (2-6)查资料得：， 计算应力循环次数 (2-7)接触疲劳强度的寿命系数：通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数,所以计算两轮的许用接触应力 故有 计算模数 (2-8)取标准模数 3、校核齿根弯曲疲劳强度 由式 (2-9)确定有关参数与系数（1）、分度圆直径 （2）、齿宽 取，（3）、齿形系数及应力修正系数根据齿数查得=3.03，=1.5。=2.35. =1.68（4）、许用弯曲应力 式 (2-10)查得=290，=210 =0.89，=0.9试验齿轮的应力修正系数 ， 按一般可靠度选取安全系数计算两轮的许用弯曲应力 将求得的各参数代入式中得：故齿根弯曲疲劳强度足够4、计算齿轮传动的中心矩a (2-11) 5、计算齿轮的圆周速度 (2-12)选用的7级精度合适 2.2.3 第二级传动齿轮的设计1、选择齿轮材料及精度等级考虑到此对齿轮传递的功率不大，故大、小齿轮都选用软齿面。小齿轮选用40Cr,调质，齿面硬度为240260HBS；大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度为220HBS。因是机床用齿轮，选用7级精度，要求齿面粗糙度Ra1.63.2um 。2、按齿面接触疲劳强度的设计因两齿轮均为钢制齿轮，所以有 确定有关参数如下：（1）齿数z和齿宽系数取小齿轮齿数为 ，则大齿轮齿数为 传动比误差为02.5%,可用。 齿数比 取（因非对称布置及软齿面）（2） 转 矩 （3）载荷系数 取=1.1（4）许用接触应力 查资料得： 计算应力循环次数接触疲劳的寿命系数 通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选用安全系数,所以计算两轮的许用接触应力故得: 计算模数 取用标准模数 3、校核齿根弯曲疲劳强度 确定有关参数和系数：（1）、分度圆直径 （2）、齿宽 取（3）、齿形系数和应力修正系数根据齿数 查得（4）许用弯曲应力 查得 试验齿轮的应力修正系数按一般可靠度选取安全系数两轮的许用弯曲应力将求得的各参数代入式中 故软齿齿根弯曲疲劳强度足够4、计算齿轮传动的中心距 5、计算齿轮的圆周速度 选用7级精度合适2.3齿轮轴的设计5 4 321图2-1 齿轮轴的结构示意图1、选择轴的材料并确定许用应力选用45钢正火处理，其强度极限，许用弯曲应力2、确定轴输出端直径按扭转强度估算轴输出端直径 取，则 (2-13)考虑到轴上开有键槽，将直径扩大5%，则3、轴的结构设计(1)、轴上零件的定位、固定及装配轴两端轴承分别用轴肩和挡圈固定，左轴承从左端装入，大齿轮、右轴承依次从右端装入。轴设计为阶梯轴。(2)、确定轴各段直径和长度 图中标注为1的段为轴承，选用角接触轴承，轴承型号为7204AC，内径为20 mm，宽度为14mm标注为2的段装大齿轮，考虑该齿轮分度圆直径,较大，轴上开键槽，其与轴承段采用轴肩配合，则其直径，取其长度为36mm。选用的键宽，高 。 标注为3的段为过渡段，轴径为30 mm，长度的选择考虑到驱动盘的尺寸的影响，取长为85 mm标注为4的段为小齿轮的装配段，分度圆直径，与轴径30 mm，相差很小，故设计为齿轮轴，长度有齿轮的宽度，取为40 mm标注为5段的轴装配的是轴承，采用圆弧过度，选用的轴承型号仍为7204AC，内径为20 mm，宽度为14 mm此轴的总长为4、按弯扭合成强度校核轴的强度(1)、绘制受力简图，图2-2所示。图2-2 受力简图已知有前面的力矩可知(2)、绘制垂直面弯矩图，如图2-4所示。 图2-3 垂直面受力图轴承支反力计算弯矩截面C左侧面 (2-14)截面D右侧面 (3)、绘制水平面弯矩图，图2-5示。 轴承支反力 图2-4 垂直面弯矩截面C左侧的弯矩截面D右侧的弯矩图2-5 水平面受力图图2-6 水平面弯矩图(4)、绘制合成弯矩图，图2-7所示。 (2-15) 图2-7 合成弯矩图(5)、绘转矩图 转矩 图2-8 转矩图(6)、绘制当量弯矩图转矩 C、D处的扭剪应力按脉动循环变化，取，截面C、D处的当量弯矩为： (2-16)图2-9 当量弯矩图(7)、校核危险截面C、D的强度 (2-17)强度足够用2.4 轴上键和轴承的选用 2.4.1 键的选用1、键的类型选普通A型平键，尺寸为，键的标记为键82、校核挤压强度由式 (2-18)已知，许用挤压应力，则 故键的挤压强度足够用2.4.2 轴承的选用与校核设定轴承的预期寿命为2500小时，已知轴向合力,1、计算内部轴向力 查角接触轴承的表知 ,得 图2-10 轴承受力图 2、计算轴向载荷因故可以判断左轴承为放松端，右轴承为压紧端，两端轴承的轴向载荷分别为3、求系数 查资料知 时， 时，4、计算当量动载荷取，得 (2-19)5、计算轴承寿命因，取 又球轴承，所以 = (2-20)故该对轴承满足预期寿命要求2.5 转塔轴的设计回转刀架换刀时速度很快。若转塔轴设计为实心的，则可能由于转塔轴的重力使得刀盘转动的很慢，影响换刀时间和对精度的要求。因此，把转塔轴设计为空心的。转塔轴的材料选用合金钢，硬度为240260HBS,强度极限为700如图2-11所示，为转塔轴的结构简图设计转塔轴的空心直径为40mm，壁厚为10mm，图中标号5的壁厚为18mm对转塔轴各段的设计： I段与编码器相配合，初选其长度为30 mm II段为刀架支撑转塔轴的部分，考虑到轴承及齿轮的宽度，取其长度为64 mm III段上套有驱动套，驱动套与转塔轴用花键连接，取其长度为60 mm IV段为关键部位，其上套有中心套，中心套外圆套有端面凸轮盘，端面凸轮盘与中心套之间属于过渡配合，其支撑端面凸轮盘的作用，取其长度80mm V段为凸台，此段的作用为与中心套配合，取其长度80 mm VI段为转塔轴的凸出部，与刀盘相配合，初取其长为70 mm由以上的取值可知： 转塔轴长图2-11 转塔轴的结构示意图2.6 端面凸轮盘的设计在整个换刀过程中，端面凸轮盘起到了很重要的作用。由它的转动，齿盘可以松齿、合齿及夹紧等动作，刀盘的转度换刀也由它带动，可见，端面凸轮盘的设计很重要。设计的端面凸轮盘的大体结构如图2-12所示。图2-12 端面凸轮盘的结构示意图端面凸轮盘左端面上均布有6个凸起的凸槽，与齿盘上均布的3个滚子相配合；端面凸轮盘的有端面设计为一个圆上均布3个图示的定位销，与驱动盘上均布的6个凹槽相配合。端面凸轮盘外圆上套有分度圆直径360 mm的大齿圈，因此取凸轮盘外圆直径为320mm. 2.7 驱动盘、驱动套的设计2.7.1 驱动盘的设计 如图2-13所示 驱动盘所用材料，选用45钢，正火处理，硬度为169217HBS,强度极限为。设计驱动盘的孔径为180mm，外圆直径330 mm，宽度为40 mm驱动盘的左端面上在一个圆上均布由6个凹槽，与端面凸轮盘右侧面上的3个定位销相配合，起到松齿及合齿、夹紧的作用；驱动盘的右端面上均布由6个凹槽，便于与支撑座上均布的三个定位销配合，起到使转塔分度的目的；其与驱动套采用键连接，使驱动盘的转动能够带动驱动套的转动，进而带动转塔轴的分度。2.7.2 驱动套的设计驱动套所用材料选用普通45钢，驱动套与中心轴套采用齿形花键联接驱动套的外圆直径取为180mm,内径为95 mm。其结构如图2-14所示。2.8 蝶形弹簧的设计为了使齿盘夹的更紧，需用到蝶形弹簧。蝶形弹簧是截面为锥形的，可以承受轴向载荷（静载荷或交变载荷）的一种弹簧。蝶形弹簧具有体积小，承载大，可以单只使用，也可以组合使用。它的组合方式由对合、叠合和复合三种。制造蝶形弹簧使用的材料有高碳钢，弹簧钢，不锈钢，耐热工具钢，高温合金钢，铜合金等。蝶形弹簧的种类有平面碟簧，波形碟簧，开槽形碟簧，螺旋碟弹簧等。设计回转刀架所用的蝶形弹簧为组合式的不锈钢弹簧。图2-13 驱动盘的结构简图图2-14 驱动套结构简图2.9 编码器的选用及刀架体的设计2.9.1 编码器的选用回转刀架所用编码器为脉冲编码器。脉冲编码器是一种旋转式脉冲编码器，其作用是把机械转角变为电脉冲，是一种常用的角位移检测装置。脉冲编码器分为光电式、接触式和电磁感应式三种。数控机床上常使用光电式脉冲编码器。FB900C角位编码器采用自整角机或旋转变压器作检测元件。其应用范围使用于需要测量角度和位置的所有场所，广泛应用于航空、航天、船舶等行业。其特点是：1圈输出25655，无温漂、时漂；可以测量高达3万圈，高可靠性；传感器的绝对位置和可靠的软件计圈技术，保证了其高可靠度，没有光电码盘的易损、易受干扰之缺点，使用方便。FB900C适用于各种自整角机或旋转变压器，跟踪速度1500rpm(50HZ),分辨率度可选，可设为多圈或单圈测量方式，数据具有掉电保护功能，420mA模拟输出，负载电阻，可选RS232C或RS485串行输出（6位数据），可以编号（0-99），便于系统组网，可以设定自动清零功能。电源：220VAC10%,50HZ或24VDC、12VDC可选，功耗2W。机械特性：铝合金机壳，重量0.5Kg,外形尺寸148*100*40.2.9.2 刀架体设计首先要考虑刀架体内零件的布置及与刀架体外部零件的关系，应考虑以下问题： 1、 满足强度和刚度要求。因为刀架体的刚度不仅影响传动零件的正常工作，而且还影响部件的工作精度。 2、 结构设计合理。如支点的安排、开孔位置和连接结构的设计等均要有利于提高刀架体的强度和刚度。 3、工艺性好。包括毛坯制造、机械加工及热处理、装配调整、安装固定、吊装运输、维护修理等各方面的工艺性。 4、造型好、质量小。刀架体的常用材料有： 铸铁，多数刀架体的材料为铸铁，铸铁流动性好，收缩较小，容易获得形状和结构复杂的箱体。铸铁的阻尼作用强，动态刚性和机加工性能好，价格适度。加入合金元素还可以提高耐磨性。 铸造铝合金，用于要求减小质量且载荷不太大的箱体。多数可通过热处理进行强化，有足够的强度和较好的塑性。 本设计刀架体采用HT200铸造。21洛阳理工学院毕业设计（论文）第3章 控制系统的设计3.1数控机床用PLC3.1.1 PLC的产生与发展随着微电子技术和计算机计术的发展，美国DEC公司于1969年研制出世界第一台型号为“PDF-14”的可编程控制器，在通用汽车公司的自动装配线上实用，获得成功。由于最初研制的可编程控制器只是解决生产设备在运行中的开关量信号的逻辑控制问题，因此，这种编程装置被称为“可编程控制器”（Programmable Logic Controller）,简称PLC.1987年，国际电子委员会（IEC）在颁布的可编程控制器国际标准草案中，对PLC作了如下规定：“可编程控制器是一种数字运算电子系统，专为在工业环境下运用而设计。它采用可编程序的存储器，用于存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算等特定功能的用户指令，并通过数字或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其辅助设备都应易于构成一个工业控制系统，且它们所具有的全部功能易于应用的原则设计。”由于PLC结构紧凑，具有抗干扰能力强，工作稳定可靠，易于实现复杂的逻辑控制，编程方便，柔性好，运行速度快等特点。PLC应用广泛，发展很快，现已成为第九大产业。现在的逻辑控制器，不仅能实现逻辑的控制，还能对轴实现运动控制和位置控制。3.1.2 数控机床用PLC1、数控机床用PLC的类型（1）、“独立型”PLC “独立型”PLC又称通用型PLC。独立型PLC独立于NC装置，具有完备的硬件和软件功能，能够独立完成规定的控制任务。在独立型PLC中，专为FMS、FA而开发的具有强大的数据处理，通信和诊断功能的PLC，主要用作“单元控制器”，已是现代自动化生产制造系统的重要控制装置。（2）、“内装型”PLC “内装型”PLC从属于NC装置，PLC与NC间的信号，由NC生产厂家设计规定，传送亦在NC装置的内部实现，由于PLC与NC是统一设计制造的，因此整体结构十分紧凑，而且功能针对性强，技术指标合理实用。PLC与MT之间的信号，经PLC程序处理后，按NC与PLC之间的信号约定传送给NC。NC对机床的指令信号经PLC处理后，根据PLC与MT之间的信号约定传送给机床，控制机床的逻辑动作。2、PMC的控制对象PMC的控制对象来自两个部分，一个是MT侧，一个是NC侧。（1）、MT侧的信号（X信号，Y信号） 来自MT侧的信号定义为X信号，发往MT侧的信号定义为Y信号。来自MT侧的X信号，经PMC处理后，送往NC，定义为G信号。（2）、NC侧的信号（G信号，F信号） 由PMC送往NC的信号定义为G 信号，由NC发往PMC的定义为F信号，这些信号由NC生产厂家定义。来自NC的信号主要为加工程序中的部分指令信号，NC加工程序中的指令可分为两个部分：一部分是控制机床各坐标轴的运动，即刀具的运动，在加工程序中G、F代码指令;另一部分是控制机床的逻辑动作，在加工程序中，用S、T、M（B）代码指令，用以控制主轴转速，刀具选择以及程序的运行和停止，主轴的起停和正反向，刀具的更换，刀具运动与顺序动作之间的协调信号。3、PMC型号配置的合理选用（1）、确定程序存储器容量 被控制机床的动作越复杂，安全保护功能就越强，控制程序的逻辑关系关系式就越多，编制的程序就越多，要求的存储器空间就越大。在PMC中程序容量是以“步数”计算的。要根据机床的实际情况，选择程序存储器的容量。（2）、执行一步程序需要的时间 不同型号的PMC运行一步需要的时间是不同的，由的是5us/步，有的是0.15 us/步。机床控制程序的执行是按照顺序从头到尾连续重复扫描的，为确保信号的响应，总希望能快一点。只要不影响机床动作的正常运行，速度尽量选低些的。（3）、I/O步数的配置 输入/输出点数是根据控制机床需要的信号数确定的。普通的数控车床，数控铣床和加工中心，I/O点数在192/128就足够了，FMC、FMS则需要512/512以上，系统可提供的最大点数是2048/2048。所有这些配置都与机床的造价有关，在满足要求的情况下，应尽量选用价格低的配置，以降低机床的成本。3.2 回转刀架的编程设计3.2.1 回转刀架（系统采用FANUC-OiTB）的PMC控制的要求如下：1、机床接到换刀指令（程序的T码指令）后，转塔电动机进行松开并分度控制，分度过程中要有转位时间的检测，检测时间设定为10s,每次分度时间超过10s系统就发出分度故障报警2、转塔进行分度到位后，通过电动机反转进行转塔的锁紧与定位控制，为了防止反转时间过长导致电动机过热，要求转塔电动机反转时间不得超过0.7s3、转塔电动机正反转控制过程中，还要求正转停止延时时间控制和反转开始的延时时间控制4、自动换刀指令执行后，要进行转塔锁紧到位信号的检测，只有检测刀该信号，才能完成T码功能结束5、自动换刀控制过程中，要求有电动机过载、短路及温度过高保护，并有相应的报警信息显示。自动运行中，程序的T码错误（T=0或T7）时相应有报警信息显示3.2.2 编程过程1、主电路回转刀架的主电路就是电动机的正反转，再用一个稳压器RC稳压。具体电路如图3-1所示图3-1 主电路图2、主电路的控制电路主电路的控制如图3-2。用两个中间继电器KA1、KA2来调节。图3-2 主电路的控制电路3、系统I/O模块 如图3-3所示图3-3 系统I/O模块4、自动换刀流程图 根据换刀过程绘制图3-4所示的流程图图3-4 换刀流程图5、自动换刀梯形图 根据流程图编制梯形图（图3-5）图3-5 换刀控制梯形图图中的X2.1、X2.2、X2.3为角度编码器的实际刀号检测输入信号地址，X2.6为角度编码器位置选通输入信号（每次转到位就接通）地址。通过常数定义指令（NUME）把转塔当前位置的刀号写入到地址D302中。通过判别一致指令（COIN）把当前位置的刀号（D302中的数值）与程序的T码选刀刀号（F26中的数值）进行判别，如果两个数值相同，则T码辅助功能结束（说明程序要的刀号与当前实际刀号一致）；如果两个数值不相同，则进行转塔的分度控制。通过判别指令（COIN）和比较指令（COMP）与数字0和数字7进行比较，如果程序指令的T码为0或大于等于7时，系统要有T码错误报警信息显示，同时停止转塔分度指令的输出。当程序指令的T码与转塔实际刀号不一致时，系统发出转塔分度指令（继电器R0.3为1），转塔电动机正转（输入继电器Y2.4为1），通过端面凸轮盘带动动齿盘松开刀盘，端面凸轮盘带动驱动盘、驱动套和中心轴转动，同时角度编码器发出转为信号（X2.1、X2.2、X2.3），当转塔转到换刀位置，系统判别一致指令（COIN）信号R0.0为1，发出转塔分度到位信号（继电器R0.4为1）转塔电动机经过定时器01的延时（定时器TMR0I为20ms）后，切断转塔电动机正转输出信号Y2.4，同时接通反转运行开始定时器02，经过延时后，系统发出转塔电动机反转输出信号Y2.5，电动机开始反转，定位销进行粗定位、动齿盘啮合进行精定位，蝶形弹簧进行精定位，发出转塔锁紧到位信号（X2.5），经过反转停止延时定时器03的延时（定时器TMR03设定为0.1s）后，发出电动机反转停止信号（R0.7为1），切断转塔电动机反转运转输出信号Y2.5。通过转塔锁紧到位信号X2.5接通T辅助功能完成指令（R1.1为1），继电器R1.1为1后，使系统辅助功能结束信号G4.3为1，切断转塔分度指令R0.3，从而完成换刀的自动换刀控制。在换刀整个过程中，当换刀过程超时（TMR04）、电动机温升过高（X2.4）及电动机过载/短路保护断路器QF4（X2.7）信号动作时，系统立即停止换刀动作并发出系统换刀故障信息。3.3梯图的调试把数控机床、CNC装置、PMC和装有FAPT LADDERIII软件的个人计算机连接起来进行整机机电运行调试称为“联机调试”。通过其可以发现和纠正顺序程序的错误；可以检查机床和电气线路的设计、制造、装配及机电元器件品质可能存在的问题。“联机调试”工作在车间装配现场由该机床梯图设计者主持进行。在确认CNC和PMC连接、伺服系统、强电柜元器件及机床个元部件的安装和连接无误后，才可以接通电源，将梯图顺序程序送至PMC。传送可通过：1.在CNC系统的操作键盘上手工键入 2.通过装有FAPT LADDER-III软件的个人计算机传送。31总 结经过近两个多月的毕业设计，我终于完成了设计的任务。在这段日子里，我每天找资料，查资料以及整理资料，每天都在教室和图书馆度过，我把以前所学的机械设计基础、机械制图以及PLC都又学了一遍。本设计过程中，遇到的最大困难就是所找到的资料太少，而且实物都是立式刀架，根本找不到卧式回转刀架的实物，最后没办法只好从立式回转刀架入手，逐步学习，尤其是机械系统的设计。最后黄老师帮我找到了一本带有卧式回转刀架的图的数控方面的书，才使得我的毕业设计得以顺利进行。在控制方面，仅靠我们在课堂上所学到的那点知识，根本无法解决设计所遇到的问题，最后又要查找更多的资料，靠着老师的帮助我找到了法拉克系统的控制。在本设计中，我学到了很多东西。首先，它激发了我具有创造性的潜质，使我意识到即使遇到再大的困难，只要找对了方法，没有解决不了的；遇到困难一定要迎难而上，不可退缩；它为我走向工作岗位奠定了坚实的基础。我感谢本设计，给了我在走向工作岗位之前，又有了一次深入学习三年来所学的知识的机会，系统的整合了各种学科所学的知识。32洛阳理工学院毕业设计论文谢 辞通过毕业设计，我学会了很多东西。它让我把以前所学习的知识又重新温习了一遍，同时仅靠学习的知识还远远不够，必须查找资料。在整个设计过程中，查找资料、工具书成了重点。我每天都在学习中度过，非但没觉得痛苦，反而觉得是一种享受，为我步入社会打下了坚实的基础。首先，我要感谢我的设计辅导老师黄桂琴。是她不厌其烦的帮我分析问题、解决问题。在我遇到困难时，是她不停的鼓励我，为我加油、为我助威。是她在不管什么时间去找她寻求帮助，她都给了细致的解答。谢谢黄老师，是您的帮助使我的设计顺利的得以完成。谢谢您，你辛苦了!其次，我要感谢我的同学们，使他们的帮助让我顺利的完成了毕业设计。最后，我要感谢今天到来的毕业答辩老师，是你们的认可使我的付出获得了价值。34参考文献 1 李善术编. 数控机床及其应用. 北京： 机械工业出版社，2002 2 韩鸿鸾主编. 数控机床的结构与维修. 北京：机械工业出版社，2004 3 寇友顺，倪亚辉编. 数控机床编程. 北京：北京理工大学出版社，19964 余仲裕主编. 数控机床维修. 北京：机械工业出版社，2000 5 张振国主编. 数控机床结构与应用. 北京：机械工业出版社，1990 6 朱自勤主编. 数控机床电气控制技术. 北京：中国林业出版社，2006 7 常斗南编. 可编程控制器. 北京：机械工业出版社，2002 8 王桂明编. 数控实用技术. 北京：机械工业出版社，2001 9 董玉红编. 数控机床. 北京：高等教育出版社，2004 10 林其骏主编. 机床数控系统. 南京：南京大学出版社，1991 11 李骏勤，费仁元主编. 数控机床及其使用与维修.北京： 国防工业和出版社，200012 韩鸿鸾编. 基础数控技术. 北京：机械工业出版社，200013 孙汉卿编. 数控机床维修技术. 北京： 机械工业出版社，200014 邓昭铭，张莹主编. 械设计基础（第2版）.北京：高等教育出版社，2000 15 郭培全，王红岩编. 数控机床编程与应用. 北京：械工业出版社， 200116 刘书华主编. 数控机床与编程. 北京：机械工业出版社，200117 王炳实主编. 机床电气控制（第3版）. 北京：机械工业出版社，2004 洛阳理工学院毕业设计（论文）附录 回转刀架的控制语句表361 RD R9091.0 2 RS.STK X2.1 3 AND.NOT X2.24 AND.NOT X2.3 5 AND X2.6 6 SUB 237 PRM 1 8 PRM D302 9 RD R9091.0 10 RD.NOT.STK X2.111 AND X2.2 12 AND.NOT X2.3 13 AND X2.6 14 PRM 215 PRM D302 16 RD R9091.0 17 RD.STK X2.1 18 AND X2.2 19 AND.NOT X2.3 20 AND X2.6 21 PRM 322 PRM D