基于PLC的换刀控制系统

课 程 设 计 任 务 书专 业 姓 名 学 号 20098180 开题日期： 2012 年 5 月 7 日 完成日期： 2012 年 5月 14 日题 目 换刀控制系统 一、设计的目的一个零件一般都需要多工序的加工，而单功能的数控机床只能完成单工序的加工。因此，在制造一个零件的过程中，大量的时间用于更换刀具上。为了缩短非切削时间，自动换刀系统的作用就显得越来越重要 。这种自动换刀系统使生产过程自动化、连续化，使得一个复杂的、需要多种刀具切削加工的零件可以一次完成，节省了换刀所需要的时间，提高了加工效率，同时减少了多次安装造成的误差，可有效提高加工精度 二、设计的内容及要求换刀机械手是实现自动换刀的主要机构。换刀机械手由手爪、换刀臂、中臂、支架、底座、安装板、汽缸、步进电机等几部分组成。机械手手爪，用来夹持刀具的刀柄；换刀臂上的伸缩缸在取刀和便防止机械手和刀库等发生干涉；手爪处的气缸放刀前后以及装刀和卸刀前后使用，以用来驱动完成手爪夹持刀具，保证转换刀具时的夹紧，防止脱落等；中臂上的汽缸用在装刀和卸刀时驱动机械手运动；支架上的汽缸用来弥补刀库和刀架的高度差，还可以避免干涉；旋转步进电机带动中臂上的轴转动以实现机械手换刀臂在刀架与刀库之间的来回摆动；底座，用来支撑整个机械手。零部件之间全部采用螺栓连接的方式来固定。本研究设计的机械手结构示意图如图11. 底座 2. 安装板 3.中臂 4. 汽缸 5. 换刀臂 6、7 汽缸 8.手爪部分 9. 轴承座 10. 电机架 11. 旋转步进电机三、指导教师评语 四、成 绩 指导教师 (签章) 硬件设计 本设计的控制器采用日本三菱公司生产PLC，选用FX2N-32MR（见图4-1），FX2N系列是三菱PLCFX家族中先进的系列。有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块，灵活性和控制能力强，可扩展到256点。三菱PLC编程叫采用编程软件GX-Developer，简单易懂。三菱FX2N系列PLC的外形图刀库自动选刀系统分析1） 首先按下PB1到PB6其中的一个按钮选择所需要的刀具。2） 接着按下PB7录入当前刀闸上的刀具号。3） 然后，按下刀具检测按钮SB1检测当前刀闸上的刀号是否与所选刀号相符，并发射脉冲信号。（注：以后刀盘每转动一次按一次检测按钮SB1）4） 最后按下启动按钮PB8通过比较指令比较寄存器记录的D1,D2录入的选择刀号与当前刀号的大小并驱动步进电机执行相关操作。例如选择的刀号为3（即设定值为D1=3）当前刀闸上的刀号为6即D2=6。当按下启动按钮后因为D1D2（设定值小于当前值）刀盘反转。此时第二次按下刀具检测按钮SB1，且因为刀盘反转所以寄存器D2自动减1结果保存在D2即D2=5，随后比较器进行第二次比较。结果同上刀盘反转，进入循环。当第四次按下SB1后D2=3此时D1=D2刀闸指示灯亮，刀闸打开选刀过程结束。SB2为复位按钮用来复位M0,M1,M2内的比较结果。第一次按SB1第二次按下SB1第三次按SB1第四次按下SB1简易流程图I/O分配PLC的I/O分配如下：PLC端子功能说明PLC端子功能说明X001一号刀选择按钮PB1M101正转指示灯X002二号刀选择按钮PB2M102刀闸开启指示灯X003三号刀选择按钮PB3M103反转指示灯X004四号刀选择按钮PB4Y001步进电机正转X005五号刀选择按钮PB5Y002刀闸开启X006六号刀选择按钮PB6Y004步进电机反转X007刀号录入按钮PB7D1所选刀号寄存器X010启动按钮PB8D2当前刀号寄存器X000刀具检测按钮SB1X011复位按钮SB2Y003脉冲电路主机COM0、COM1、COM2、COM3、COM4等接电源GND换刀控制系统硬件连接图梯形图程序图总 结大学生涯马上就将结束，面对这次课程设计，我从一开始的无从下手，到现在的毕业设计完成，整个过程让我更加熟悉了从理论到实践的跨越。才真正体会到理论知识要完美的运用到现实的设计中来，我还存在很多的问题。让我明白我们的知识面不应该只是停留在书本上。在设计过程中，我也遇到了很多的问题。主要问题出现在软件设计方面，最开始的梯形图设计过程中不断的报错，设计的程序达不到预期的效果。设计过程中我不断的检查错误，使程序完整化。虽然很多困难被克服了，但是系统中难免还有很多不足之处，