數(shù)控加工中心帶有刀庫和自動換刀裝置,是智能制造和數(shù)字化生產(chǎn)線建設的關鍵設備,在加工結構形狀復雜且精度要求高等產(chǎn)品時,可以實現(xiàn)一次裝夾、多工序連續(xù)加工,對國家制造業(yè)的發(fā)展起著至關重要的作用。本文的目的在于運用FANUC PMC（可編程機床控制器）,對自動換刀裝置的硬件和軟件控制進行了設計,并研究了其故障診斷方法,大大減少了產(chǎn)品加工的輔助時間,提高故障定位準確度,極大地提高了生產(chǎn)率。本文以龍門式四軸聯(lián)動數(shù)控加工中心為研究對象,介紹了數(shù)控機床和PMC的基本結構和工作原理,對刀庫和機械手的類型、驅動方式進行了調研和選型,確定使用圓盤式刀庫、并采用機械手隨機換刀方式,分析了換刀方式和刀具交換過程,提出了自動換刀的總體控制方案。設計了刀庫選刀和隨機換刀的算法和自動換刀的PMC整體程序流程,研究了宏變量和用戶宏程序,設計了自動換刀用戶宏程序。之后,闡述了基于PMC的外部報警原理,結合自動換刀過程中出現(xiàn)的典型故障實例,設計出自動換刀有關的故障診斷整體流程和故障診斷管理系統(tǒng)。最后,在總結現(xiàn)場調試經(jīng)驗的基礎上,設計了自動換刀裝置的調試流程,并對調試過程中的主軸定向角度調整等關鍵點進行了詳細說明。結果表明,... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

自動換刀裝置

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-4-輯電路為基礎的，而最初的數(shù)控系統(tǒng)就是由數(shù)字邏輯電路組成的，所以也被稱為硬件數(shù)控系統(tǒng)，隨后經(jīng)歷了電子管、晶體管、集成電路等過程，尤其是隨著計算機技術的發(fā)展，特別是微型計算機的發(fā)展，這給數(shù)控系統(tǒng)帶來了空前的發(fā)展機遇，采用了計算機的數(shù)控系統(tǒng)被稱為計算機數(shù)控系統(tǒng)（ComputerNumericalControl），簡稱為CNC。計算機數(shù)控系統(tǒng)具備功能強大、可靠性高、穩(wěn)定性好以及柔性好等特點，所以被廣泛應用在生產(chǎn)制造中[11]。1.3.1.2數(shù)控機床組成及工作原理1.數(shù)控機床的組成采用數(shù)控（數(shù)字控制）技術進行控制的自動加工設備稱為數(shù)控機床，現(xiàn)在市場上常見的數(shù)控機床一般采用計算機（微型計算機）作為控制系統(tǒng)[12]，其基本組成框圖如圖1-2所示。圖1-2數(shù)控機床組成框圖2.數(shù)控機床工作原理及工作過程數(shù)控機床有機結合了數(shù)控技術和機床技術，是典型的機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)代數(shù)控機床高度融合了信息處理技術、檢測和傳感器技術、自動控制技術等多種技術。數(shù)控機床工作時，首先由編程人員將加工程序傳入機床，數(shù)控系統(tǒng)將加工程序（NC代碼）翻譯成由0和1組成的二進制機器碼，再由數(shù)控系統(tǒng)將機器碼轉換為控制機床各進給軸運動的電脈沖信號，以及與之配合的其它輔助信號，伺服驅動系統(tǒng)根據(jù)電脈沖信號驅動各伺服軸和主軸，進而轉換為各軸的平動或轉動，從而順利完成加工任務。1.3.1.3數(shù)控機床的分類及特點數(shù)控機床從不同的角度可以有不同的劃分方法，一般情況下從以下幾個角度進行劃分：1.按照工藝用途劃分（1）金屬切削機床主要由數(shù)控車床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控銑床

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-5-以及加工中心等。安裝有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控銑床稱為加工中心，一次裝夾、多種工序的加工可由加工中心來實現(xiàn)。目前，加工中心主要分為銑削加工中心（見圖1-3）和車削加工中心（見圖1-4），通常所說的加工中心一般指的是前者。圖1-3銑削加工中心圖1-4車削加工中心（2）金屬成型機床主要有數(shù)控轉頭壓力機、數(shù)控折彎機以及彎管機等。（3）特種加工機床如數(shù)控電火花加工機床、線切割機、激光切割機床、數(shù)控三坐標測量機等特種加工機床。2.按照控制系統(tǒng)特征劃分（1）點位控制機床此類機床一般要求刀具從所要加工的工件的一點到另一點定位精度，對加工軌跡沒有嚴格的要求，其特點是機床工作臺先高速移動，在慢速接近于目標點，從而減小定位誤差，這類機床的代表主要由數(shù)控沖床、鏜床、鉆床等。（2）點位直線控制機床這類機床不僅要求定位準確，而且要求點與點之間按照直線運動軌跡進行加工，加工路線一般是由平行于各坐標軸的直線段組成。這類機床的代表有數(shù)控鏜銑床、數(shù)控車床。這類機床有兩個或三個坐標軸，但同時受數(shù)控系統(tǒng)控制的只有一個軸，這也是區(qū)別于輪廓控制機床的特點之一。（3）輪廓控制機床這類機床能同時控制兩軸以上的坐標軸進行加工，它不僅能控制刀具起點和終點的定位精度，而且還要嚴格控制中間刀具軌跡，包括加工任意斜率的直線、圓虎以及符合一定函數(shù)關系的曲線和曲面等。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)加工程序能夠同時控制幾個坐標軸協(xié)調運動的功能，稱為坐標聯(lián)動，根據(jù)聯(lián)動軸數(shù)數(shù)控機床可分為2軸、2.5軸、3軸、4軸以及5軸聯(lián)動。

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3290025