PLC在6刀自动刀架系统设计中的应用

摘  要

数控车床将向中高档发展，对数控刀架需求量将大大增加。随着数控车床的发展，数控刀架也向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。

本课题主要对六刀位自动刀架的机械结构和控制系统进行设计。通过对多种方案的分析确定出了免抬式自动刀架的设计方案。按照设计规范对结构进行了分析与设计计算。同时用ProE对机械结构部分进行三维实体建模,验证结构较合理。利用PLC、位置传感器进行了系统软、硬件设计，较好地实现了换刀控制要求。

本文所设计的免抬式6刀位自动刀架，结构简单，换刀快速，可成为一个独立的单元，既可用于普通机床以减少辅助换刀时间，又适用于经济型数控机床，改善刀架结构。

关键词  免抬式自动刀架，传感器，三维实体建模，PLC

目  录

摘 要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

1 绪论 1

  1.1 国内外研究现状 1

  1.2 总体设计 1

2 自动刀架系统机械部分设计 2

  2.1 刀架结构方案的确定 2

     2.1.1刀架体设计 2

     2.1.2 传动方案设计 2

     2.1.3 定位方案的确定 3

2.2 主要零件部件设计计算 3

     2.2.1 刀具受力计算 3

     2.2.2 刀架体设计计算 4

     2.2.3 端齿盘主要参数的设计计算 5

     2.2.4 压缩弹簧设计 9

     2.2.5 蜗杆蜗轮设计 11

2.2.6 螺杆、螺套设计及验算 14

  2.3 电机的选择 16

  2.4 联轴器结构选择 16

  2.5 润滑与密封 16

3 自动刀架控制部分设计 18

  3.1 控制系统分析 18

     3.1.1 控制方案设计 18

     3.1.2 PLC的分类 18

     3.1.3 PLC的特点及主要功能 19

     3.1.4 自动换刀控制系统要求 21

  3.2 控制元件的选择 21

     3.2.1 接近开关的类别 21

     3.2.2 接近开关的选择 22

  3.3 PLC选型 23

      3.3.1 分析控制系统所需要的I/O接点数 23

      3.3.2 PLC外接电器元件选择 23

  3.4 系统控制元件列表 24

  3.5 PLC的I/O地址的分配 25

  3.6 PLC外围接线图 25

4 控制系统PLC程序设计 27

4.1 系统流程图的设计 27

4.2 PLC程序设计 27

  4.2.1 程序结构设计 27

  4.2.2 自动换刀程序设计 28

  4.2.3 手动换刀程序 31

  4.2.4 数据传送程序的设计 33

4.3 程序的调试 34

结 论 35

参考文献 36

致 谢 37