FANUC数控车床刀架控制系统设计开题报告.doc

浙江机电职业技术学院毕业设计开题报告毕业设计开题报告课题名称: FANUC数控车床刀架控制系统设计 二级院(系) 班 级 姓 名 学 号 指导教师 浙江机电职业技术学院毕业设计开题报告毕业设计课题：FANUC数控车床的刀架控制系统设计1.本课题的研究现状与意义1.1本课题的研究现状FANUC数控系统是由日本富士通公司研制开发，目前在我国得到了广泛的应用在中国市场上应用于车床的数控系统主要有FANUC Oi -TA/TB/TC 和FANUC Oi mate- MA等 数控车床主要由主轴箱、床鞍、尾架、刀架、对刀仪、液压系统、润滑系统、气动系统及数控装置组成数控车床的出现对提高生产率改善产品质量以及改善劳动条件等发挥了重要的作用。

为了进一步压缩非切削时间，数控机床正朝着一台机床在一次装夹中完成多工序加工的发展方向在这类多工序的数控机床中必须带有自动换刀装置，在多工序数控机床出现之后，又逐步发展和完善了各类回转刀具的自动更换装置，扩大了换刀数量，以便有可能实现更复杂的换刀操作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传统的车床例如CA6140的刀架上只能装一把刀，换刀的速度慢，换刀后还须重新对刀，并且精度不高，生产效率低，不能适应现代化生产的需要，因此有必要对机床的换刀装置进行改进，数控车床上使用的自动回转刀架是一种最简单的换刀装置，自动回转刀架是在一定的空间范围内，能执行自动松开、转位、精密定位等一系列动作的一种机构根据加工对象不同，有四方刀架、六角刀架和八（或更多）工位的圆盘式轴向装刀刀架等多种形式1.2本课题的研究意义（1）掌握了刀架的控制原理，熟悉了刀架的工作过程2）了解了刀架在工作过程中可能遇到的一些故障，能够对一些简单的故障进行处理。

3）使自己进一步了解FANUC数控机床，初步掌握了解决机床问题的一些方法，为以后的工作奠定了基础2、本课题的基本内容、重点和难点，拟采用的研究手段（途径），工作进度安排，参考文献等2.1 基本内容（1）测绘FANUC数控车床的电气原理图，接线图1）主电路原理图.2）电动刀架原理图.3）控制电路原理图.4）机床输入信号原理图.（2）设计FANUC数控车床刀架的控制系统（选型、计算）1）选择四工位刀架.2）刀架电气控制刀架电气控制组成部分包括电源、变压器、整流电路、CNC、PLC输入/输出板、接触器和中间继电器刀架电气控制通电过程：电源-断路器(QF1)-断路器（QF2）-变压器-整流电路-接触器(KM1、KM2)-刀架正反转3）PLC控制PLC对控制刀架的I/O进行逻辑处理和运算，以实现刀架的顺序控制3）有关机床参数1）换刀超时时间，刀具锁紧时间，正转延时时间的设定2）刀架控制相关PMC指令CODB刀架刀位信号处理；COMPB一致性比较指令；MOVE逻辑乘数据传送指令4）PLC程序设计1）刀架电动机的转动由PLC数字输出控制通过PLC的数字输出，控制直流继电器，继电器再驱动交流接触器接通三相交流电源，使刀架电动机正转或反转。

2）当PLC应用程序由数控系统的信号接口或从机床控制面板得到换刀指令后，控制刀架电动机正转，同时通过PLC的数字输入监控刀架的实际位置如果刀架的实际位置已处于指令位置，PLC应用程序控制刀架电动机反转锁紧，并启动延时控制延时时间到达后，刀架反转停止，换刀过程结束 2.2 重点难点（1）了解刀架控制原理及工作过程系统发出换刀信号，通过PMC输出一个刀架正转信号，刀架电动机正向旋转，刀架开始找刀刀架的刀位检测电路在正向旋转的过程中输出刀位信号，每个刀位各有一个霍尔位置检测开关，各刀具按顺序依次经过磁发体位置产生相应的刀位信号输入到PMC中，当实际刀位和目的刀位寄存器中的刀位一致时，刀具到位系统通过PMC输出刀架反转信号，刀架下降、锁紧，刀架反转时间可通过程序进行设定，刀架锁紧以后，整个换刀过程结束2）了解刀架检测电路，设计电气及控制程序刀架上每一个刀位都配备一个霍尔元件，四工位刀架要配4个霍尔元件霍尔元件的常态是截止，当刀具转到工作位置时，利用磁体使霍尔元件导通，将刀架位置状态发送到PMC的数字输入端2.3拟采用的研究手段（途径）（1）先分析刀架的换刀过程（2）了解刀架的检测电路及电气原理图和接线图（3）实验室查看机床各部件，了解其功能，确定各I/O口的分配，进行程序的编写2.4 工作进度安排起讫日期工作内容备 注第1周第2周第3周第4周第5周第6周第7周第8周查阅资料，撰写开题报告，拟订方案测绘电气原理图，绘制电气原理图，设计刀架控制电气电路分析相关机床参数，确定I/O点分配PLC程序分析（刀架控制流程）PLC程序设计调试整理资料，撰写毕业设计说明书答辩2.5 参考文献[1]宋丹，黄文广，张伟中编著. FANUC数控系统实训.北京：中国电力出版社，2011[2]陈富安主编.数控原理与系统.北京：人民邮电出版社，2006[3]沈军达主编.数控机床故障诊断及维修.北京：机械工业出版社，2010[4]李善术.数控机床及其应用[M].北京：机械工业出版社，2003[5]王爱玲主编.现代数控原理及控制系统.北京；国防工业出版社，2002[6]杜君文，邓广敏主编.数控技术.天津：天津大学出版社，2002[7]叶培华主编.数字控制技术.北京：清华大学出版社，2001[8]李郝林，方建.机床数控技术及应用.北京：机械工业出版社，2000[9]孙汉卿.数控机床维修技术[M].北京：高等教育出版社，2005[10]丁学恭.电气控制与PLC[M].杭州：浙江大学出版社，2004[11]杨克冲.数控机床电气控制[M].武汉：华中科技大学出版社，2006[12]杨永瑞.电子测量技术基础[M].西安：西安电子科技大学出版社，2004[13]李方圆.变频器行业应用实践[M].北京：中国电力出版社，2006指导教师意见： 指导教师： 年 月 日院系意见： 盖章 年 月 日3。