加工中心毕业论文智能换刀PLC

东华理工大学长江学院（论文）东华理工大学长江学院（论文）东华理工大学长江学院毕业设计题目加工中心智能换刀系统设计学生姓名：翁志义学号：09312124专业：自动化系别：机械与电子工程系指导教师：职称：讲师二零一三年六月东华理工大学长江学院（论文）摘要机床的发展与应用,大大降低了零件加工的辅助时间,极大的提高了生产率。随着数控机床的普及应用,机械加工的自动化程度大大提高,数控机床发展成了当今普遍应用的一种更新、更先进的制造设备即加工中心。加工中心带有刀库和自动换刀装置,能对工件按预定程序进行多工序加工的高度自动化的多功能的数字控制机床。机床的发展与应用,大大降低了零件加工的辅助时间,极大的提高了生产率。随着数控机床的普及应用,机械加工的自动化程度大大提高,数控机床发展成了当今普遍应用的一种更新、更先进的制造设备即加工中心。加工中心带有刀库和自动换刀装置,能对工件按预定程序进行多工序加工的高度自动化的多功能的数字控制机床。自动换刀装置应当满足换刀时间短、刀具存储量足够、刀具的安置空间小以及安全可靠等基本要求。加工中心的关键在于CNC对刀库的自动选刀和刀库、机械手与主轴间的自动换刀,加工中心出现故障80%都在上述方面本课题就是针对现有的自动换刀装置进一步减少换刀时间,利用PLC对刀库的选刀控制和刀库、机械手与主轴间的自动换刀控制以及刀库精确定位。利用PLC控制液压传动机构,使液压传动更加稳定和精确。本设计的题目是基于PLC加工中心刀库换刀控制系统的设计。通过分析刀库的自动换刀的过程，使刀库在加工中心上能配合换刀机械手的需要——能在数控程序的控制下灵活的实现换刀过程每次换新刀只需输入相应换刀号信号即可。在分析控制要求的基础上，设计出相应控制程序。控制程序包含：建立当前刀具库映像、记录请求刀具号、转盘转动方向判断并确定转盘正反转、发出脉冲控制刀盘转动、到位灯及换刀指示灯显示等部分，程序结构性好、可读性强、运行效率高，能很好地满足实用要求。关键词：�加工中心ATC�刀库�PLC�自动选刀�液压传动动刀具交换装置）的加工中心。1967年出现了FMS，1978年以后，加工中心迅速发展，带有ATC装置。可实现多工序加工的机床步入了机床发展的黄金时代。中国1958年研制出第一台数控机床以来，发展过程大致可分为两大阶段。在1958~1979年间为第一阶段，从1979年至今未第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，无法用于生产而停顿。主要存在的问题时盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。在第二阶段从日本、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从美、日、德等引进数控机床先进技术和合作，合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训额一批设计、制造使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进零部件，数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场需求，但对关键技术的实验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件，自动化刀具，数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏各方面专家人才和熟练技术工；缺少深入的科研工作；零部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军奋战，虽然厂多人众‘但形成不了合力。1.1.2数控机床发展趋势1.搞速化、高精度化、高可靠性质量、效率是先进制造技术的主体。高速、高精度加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争力。高速化：提高进给速度，采用直线滚珠式导轨等；提高主轴转速，采用直线电机技术，直接将电机与主轴连接成一体后，装入轴部件，可以在1.8秒从0到15000r/min。高精度化：精密化是为了适应高新技术发展的需要，随着高新技术的发展对机电产品性能与质量要求的提高，机床用户对机床加工精度的要求也越来越高，数控加工机床的加工精度提高了一倍，达到15微米。高可靠性：一般数控系统的可靠性要高于数控设备的可靠性在一个数量级以上。2.复合化数控机床的功能复合化的发展以其复合加工实现了一次装夹后完成各种复杂零件的全部加工，从而减少了不创造价值的辅助时间，提高了机床的效率和加工精度，降低了生产制造成本，提高了生产的柔性。复合功能的机床是今年来发展快的机种，其核心是在一台机床上要完成车、铣、钻、攻丝、铰孔和扩孔等多种操作工序。3.智能化智能化的内容包括在数控系统中各个方面：为追求加工效率和加工质量的智能化，如自适应控制、工艺参数自动生成等；为提高驱动性能的智能化，如前馈控制、电机参数的自适用控制、自动识别负载、自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的扥智能化；智能化的自动编程、智能化的人机界面等，及智能诊断、智能监控方面的内容，方便系统的诊断及维修等。4.柔性化、集成化为适应制造自动化的发展，向FMC、FMS、CIMS提供基础设备，要求数控系统不仅能完成通常的加工功能，而且还能够具备自动测量，自动上下料，自动换刀，自动误差补偿，自动诊断，进线和联网功能，一句用户的不同要求，可方便地灵活配置及集成。1.2可编程控制技术的现状及发展状况1.2.1可编程控制器的特点可编程控制器，简称PLC（Programmablelogiccontroller），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（InternationalElectricalCommittee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字操作的电子装置”。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原理而设计。PLC之所以高速发展除了工业自动化的客观需求外，还有许多独特的优点。它较好的解决了工业控制领域中的可靠、安全、灵活、方便经济等问题。其特点如下：1.编程方法简单易学梯形图是使用最多的PLC的编程语言，其电路符号和表达式与继电器电路原理图相似，梯形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器电路图的电器技术人员只要花几天时间就能可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户语言。2.性能强，性能价格比高一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器控制系统相比，具有很高的性能价格比，PLC可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。3.硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强PLC产品已经标准化、系列化、模块化、配备有品种齐全的各种硬件装置供用户使用用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同的功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器。硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。4.可靠性高，抗干扰能力强传统的继电器控制系统使用了大量的中间继电器，时间继电器。由于触电接触不良，容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，PLC外部仅剩下与输入和输出的有关的少量硬件元件，接线可减少到继电器控制系统的1/10~1/100，因触电接触不良造成的故障大为减少。PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，PLC已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。5.系统的设计、安装、调试工作量小PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等期间，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。PLC的梯形图程序一般用顺序控制设计法来设计。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，设计梯形图的时间比设计相同功能的继电器控制系统电路图的时间要少很多。PLC的用户程序可以在实验实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过PLC上的发光二极管可观察出信号的状态。完成了系统的安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少很多。6.维修工作量小，维修方便PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更换模式的方法可以迅速的排除故障。7.体积小，能耗低复杂的控制系统使用PLC后，可以减少大量的中间继电器盒时间继电器，小型PLC的体积仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/2~1/10。PLC的配线比继电器控制系统的的配线少很多，股可以节省大量的配线和附件，减少大量的安装接线工时，加上开关柜体积的缩小，可以节省大量的费用。1.2.2可编程控制器的应用领域PLC已经已经广泛地应用在很多的工业部门，随着其性能的价格比的不断提高，PLC的应用范围不断扩大，主要有一下几个方面：1.数字量逻辑控制PLC用“与”、“或”、“非”等逻辑控制指令来实现触点和电路的串、并联，代替继电器进行组合逻辑控制、定时控制欲顺序逻辑控制。数字量逻辑控制可以用于单台设备，也可以用于自动生产线，其应用领域已遍及各行各业，甚至深入到家庭。2.运动控制PLC使用专用的运动控制模块，对直线运动或圆周运动的位置、速度和加工控制，可以实现单轴、双轴、三轴和多轴位置控制，是运动控制欲顺序控制有机地结合在一起。PLC的运动控制功能广泛地用与各种机械，例如金属切削机床、金属成形机械、装配机器、机器人、电梯等场合。3.闭环过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等连续变化的模拟量的闭环控制。PLC通过模拟量I/O模块，实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换，并对模拟量实行闭环PID（比例-积分-微分）控制。小型PLC用PID指令实现PID闭环控制。PID闭环控制功能已经广泛地应用于塑料挤压成形机、加热炉、热处理炉、锅炉等设备，以及轻工、化工、机械、冶金、电力、建材等行业。4.数据处理现代的PLC具有数学运算（包括整数运算、浮点数运算、函数运算、字逻辑运算，以及求反、求补、循环和移位等）、数据传送、转换、排序和查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析和处理。这些数据可以与储存在存储器中的参考值进行比较，也可以用通信功能传送到别的智能装置，或者将他们打印制表。5.通信联网PLC的通信包括PLC与远程I/O之间的通信、多台PLC之间的通信、PLC与其他智能控制设备（例如计算机、变频器、数控装置）之间的通信。PLC与其他智能控制设备一起，可以组成“集中管理，分散控制”的分布式控制系统。1.2.3可编程逻辑控制器的发展趋势从当前产品技术性能来看，PLC发展趋势仍然主要体现在体积的缩小与性能的提高两大方面。1体积小型化。电子产品体积的小型化是微电子技术发展的必然结果。现代PLC无论从内部元件组成还是硬件、软件结构都已经于早期的PLC有了很大的不同，PLC体积被大幅度缩小。2性能的提高。PLC的性能主要包括CPU性能与I/O性能两大方面。智能I/O模块式以微处理器为基础的功能部件。他们的CPU与PLC主PLC并行工作，占用主机CPU的时间很少，有利于提高PLC的扫描速度。智能模块要有模拟量I/O，PID回路控制，智能I/O的应用，使过程控制功能增强。某些PLC的过程控制还具有自适应，参数自整定功能，使调试时间减少，控制精度提高。另外，PLC不断与计算机相结合。个人计算主要用作PLC的编程器、操作站或人/机接口终端，其发展是使PLC具备计算机的功能。大型PLC采用功能很强的微处理器和大容量存储器，将逻辑控制，模拟量控制，数字运算和通讯功能紧密结合在一起。这样，PLC与个人计算机，工业控制计算机，集散控制系统在功能和应用方面互相渗透，使控制系统的性能价格比不断提高。改善和发展新的编程语言、高性能的外部设备和图形监控技术构成的人/及对话技术，除梯形图、流程图、专用语言指令外，还增加了BASIC、C语言的编程功能和容错功能。如：双机热备、自动切换I/O、双机表决（当出入状态与PLC逻辑状态比较出错时，自动断开改输出）、I/O三重表决（I/O状态进行软硬件表决，取两台相同的）等，以满足极高可靠性要求。1.3.课题的研究意义自动换刀系统是数控机床的重要组成部分。刀具夹持元件的结构特性及它与机床主轴的联络方式，将直接影响机床的加工性能。刀库结构结构形式及刀具交换装置的工作方式，则会影响机床的换刀效率。自动换刀系统本省及相关结构的复杂程度又会对机床的成本造价产生直接影响。本文对数控机床自动换刀装置进行研究，不仅提升数控机床的工作效率，而且通过对其结构的研究，使得在可行的范围内降低整机的成为可能，对实践具有重要的指导意义。第二章机械手的自动换刀装置研究加工中心要完成对工件的多工序加工，必须要在加工过程中自动更换刀具，为完成这项工作而设置的储存及更换刀具的系统统称为自动换刀系统。自动换刀系统中的刀库，换刀的可靠性，即换刀速度直接影响到加工中心的工作效率。利用刀库换刀，是目前加工中心中大量使用的换刀方式。由于有了刀库，机床只要一个固定主轴夹持刀具，有利于提高主轴刚度。独立的刀库大大增加了刀具的储存数量，有利于扩大机床的功能，并能较好地减少各种影响加工精度的干扰。2.1自动换刀系统研究2.1.1刀库介绍刀库式换刀装置有一个存储刀具的刀库，机床只需一个夹持刀具进行切削的刀具主轴（钻，膛，铣类机床）或刀架（车床类机床）。当需要某一刀具进行切削加工时，将该刀具自动地从刀库转置至机床主轴或刀架中；在切削完毕后，又将用过的刀具自动的从机床主轴或刀架移回刀库中。由于在换刀过程中刀具需要在多个部件之间进行转换，所以各部件的动作必需准确协调。刀库中刀具的数目可根据工艺要求与机床的结构布局而定，数量可较多。刀库的储存量一般在8～64把范围内，多的可达10～200把。刀库可布置在远离加工区的地方，从而消除了它与工件发生干涉的可能性。刀库不承受切削加工的作用力，它的工作条件比较好。机床的主轴或刀架的尺寸不象刀塔那样的受限制，这样就有可能提高主轴或刀架的刚度。从而有利于提高机床的加工精度。采用这种自动换刀方式的刀具主轴或刀架，需要自动夹紧、放松刀具的机构及其驱动传力机构。另外，还常需要清洁刀柄及刀孔、刀座的装置，因而结构复杂，换刀时间一般也比较长。“自动换刀过程时间”包括下述动作的时间：一个工序加工完毕后，刀具快速退离工件，从加工位置退到换刀位置（同时主轴准停）；进行新旧刀具的交换；然后松开主轴（消除准停）、变速、主轴启动旋转并快速趋近加工位置，用更新的新刀具开始下一工序的加工。由于这种自动换刀装置是用于多工序零件加工，换刀频繁，如果每一次的“自动换刀过程时间”稍长一点，多次换刀所积累的结果就会相当可观，就不能显著提高生产效率，因此，在设计条件允许的情况下，应尽可能缩短“自动换刀过程时间”。中型机床，每次换刀时间一般在10秒左右，当然，在自动换刀过程的各个动作中，有些动作如刀具快速退离和快速接近工件所需时间，尚与工件加工面具体位置有关，不完全决定于设计者。但有些动作如进行新旧刀具交换所需要的“换刀时间”，则可基本上由机床设计者所决定。这种“换刀时间”有的已降低至2.5秒或更少，一般约为5秒。链式刀库链式刀库包括单环链和多环链,链环形式可有多种变化，如图2—1（a）、（b）、（c）（a）（b）（c）图2—1图2—2是方形刀库的典型结构示意图。主动链轮由伺服电动机通过蜗轮减速装置驱动（根据需要，还可以经过齿轮副传动）。这种传动方式，不仅在链式刀库中采用，在其他形式的刀库传动中，也多采用。图2—2方形链式刀库示意图导向轮一般做成光轮，圆周表面硬化处理。兼起张紧轮作用的左侧两个导论，其轮座必须带有导向槽（或导向键），以免松开安装螺钉时，轮座位置歪扭，对张紧调节带来麻烦。回零撞块可以装在链条的任意位置上，而回零开关则安装在便于调整的位置上。这时处于机械手抓刀位置的刀套，编号为1好，然后依次编上其他刀号。刀库回零时，只能从一个方向回零，至于是顺时针回转回零，还是逆时针回转回零，可由机电设计人员商定。如果刀套不能准确地停在换刀位置上，将会使换刀机械手抓刀不准，以致在换刀时容易发生掉刀现象。因此，刀套的准停问题将是影响换刀动作可靠性的重要因素之一。为了确保刀套准确地停在换刀位置上，需要采取如下措施：（1）定位盘准停方式，由液压缸推动的定位销插入定位盘的定位槽内，以实现刀套的准停，或采取定位块进行快速定位。刀位盘上的每个定位槽（或定位孔），对应于一个相应的刀套，而且定位槽（或定位孔）的节距要一致。这种准停方式的优点是能有效地消除传动链反向间隙的影响，保护传动链，使其免受换刀撞击力，驱动电动机可不用制动自锁装置。（2）链式刀库要选用节距精确度较高的套筒滚子链和链轮，而且在把套筒装在链条上时，要用专用夹具来定位，以保证刀套节距一致。（3）传动时要消除传动间隙。消除反向间隙方法有以下几种：电气系统自动补偿方式，在链轮轴上安装编码器，单头双导程蜗杆传动方式，使刀套单方向运行、单方向定位以及使刀套双向运行、单向定位方式等。链式刀库有如下特点：适用于刀库容量较大的场合，所占的空间小。一般适用于刀具数在30～120把的刀库。仅增加链条长度即可增加刀具数，可以不增加圆周速度，其转动惯量不像盘式刀库增加的那样大。盘式刀库在盘式刀库结构中，刀具可以沿主轴径向、轴向、斜向安放，如图2—3（a）、（b）、（c）。刀具轴向安装的结构最为紧凑，但为了换刀时刀具与主轴同向，有的刀库中的刀具需要在换刀位置作翻转。在刀库容量较大时，为在存取方便的同时保持结构紧凑，可采取弹仓式结构，但是较其他形式复杂。目前大量的刀库安装在机床立柱的顶面或侧面。在刀库容量较大时，也有安装在单独的地基上的，以隔离刀库转动造成的振动。盘式刀库的刀具轴线也圆盘轴线平行，刀具环形排列，分径向、轴向两种取刀方式，其刀座结构不同。这种盘式刀库结构简单，应用较多，适用于刀库容量较小的情况。为增加刀库空间利用率，可采用双环或多环排列刀具的形式，但圆盘直径增大，转动惯量就增加，选刀时间也较长。（a）（b）（c）其他的刀库形式还有格子盒式刀库，由于篇幅的限制这里就不再详细介绍了。经过对上述两种刀库形式的比较，以及结合的实际情况，在本设计中采用盘式刀库这种结构。2.1.2换刀机械手介绍采用机械手进行刀具交换的方式应用的最为广泛，这是因为机械手换刀有很大的灵活性，而且可以减少换刀时间。加工中心换刀机械手的种类繁多，可以说每个厂家都推出自己的独特的换刀机械手，在加工中心的自动换刀系统中，是机械手具体执行刀具的自动更换，对其要求是迅速可靠、准确协调。由于加工中心机床的刀库和主轴，其相对位置距离不同，相应的换刀机械手的运动过程也不尽相同，它们由各种形式的机械手来完成。单臂单爪回转式机械手机械手摆动的轴线与刀具主轴平行，机械手的手臂可以回转不同的角度来进行自动换刀，换刀具的所花费的时间长，用于刀库换刀位置的刀座的轴线相平行的场合。如图2—4所示：图2—图2—4单臂单爪回转式机械手单臂双爪回转式机械手图2—5单臂双爪回转式机械手这种机械手的手臂上有两个卡爪，两个卡爪有所分工，一个卡爪只执行从主轴上取下“旧刀”送回刀库的任务，另一个卡爪则执行由刀库取出“新刀”送到主轴的任务，其换刀时间较上述单爪回转式机械手要短，如图2—5所示。双臂回转式机械手这种机械手的两臂各有一个卡爪，可同时抓取刀库及主轴上的刀具，在回转180°之后有同时将刀具归回刀库及装入主轴，是目前加工中心机床上最为常用的一种形式，换刀时间要比前两种都短，如图2—6所示：图2—6双臂回转式机械手这种机械手在有的设计中还采用了可伸缩的手臂，如图2—7所示：图2—7双臂回转式机械手（手臂可伸缩式）双机械手这种机械手相当与两个单臂单爪机械手，相互配合起来进行自动换刀。其中一个机械手执行拔“旧刀”归回刀库，另一个机械手执行从刀库取“新刀”插入机床主轴上，如图2—8所示：图2—8双机械手双臂往复交叉式机械手这种机械手两臂可往复运动，并交叉成一定角度。两个手臂分别称作装刀手和卸刀手。卸刀手完成往主轴上取下“旧刀”归回刀库，装刀机械手执行从刀库取出“新刀”装入主轴。整个机械手可沿导轨或丝杠作直线移动或绕某个转轴回转，以实现刀库与主轴之间的运送刀具工作，如图2—9所示：图2—9双臂往复交叉式机械手双臂端面夹紧式机械手这种机械手只是在夹紧部位上和前几种不同，上述几种机械手均靠夹紧刀柄的外圆表面来抓住刀具，而此种机械手则是夹紧刀柄的两个端面，如图2—10所示：图2—10双臂端面夹紧式机械手由于双臂回转式机械手的动作比较简单，而且能够同时抓取和装卸机床主轴和刀库上的刀具，换刀时间较短，故我们选用双臂回转式机械手。如果我们采用不能伸缩的机械手，由于机械手回转时其手部回转半径较大，如刀库中刀具排得较密，可能碰撞刀具，且用这种类型的机械手直接在刀库与主轴之间换刀，只宜采用顺序换刀或刀具编码式任意选刀，不然，换刀时间将增加。故我们采用手臂可伸缩式的双臂回转式机械手。2.2.ATC的作用及其组成2.2.1ATC的作用加工中心与一般数控机床的显著区别是具有对零件进行多工序加工的能力，即能在一次装夹中自动完成铣、镗、扩、攻螺纹和内槽加工等，其之所以有这种加工能力就是因为它有一套自动换刀装置。自动换刀装置是指能够自动完成主轴与刀具储存位置之间刀具交换的装置。ATC的主要组成部分是刀库、机械手和驱动装置。刀库的功能是存储刀具并把下一把即将要用的刀具准确地送到换刀位置。供换刀机械手完成新旧刀具的交换。当刀库容量大时，常远离主轴配置且整体移动不易，这就需要在主轴和刀库之间配置换刀机构来执行换刀动作。完成此功能的机构包括送刀臂、摆刀站、和换刀臂，总称为机械手。具体来说，它的功能是完成刀具的装卸和在主轴头与刀库之间的传递。驱动装置则是使刀库和机械手实现其功能的装置，一般由步进电机或液压（或气液机构）或凸轮机构组成。2.2.1ATC的组成刀库1.刀库的功能刀库的作用是储备一定数量的刀具，机械手实现主轴上刀具的互换。刀具的类型有盘式刀库、链式刀库等多种形式，刀库的形式和容量要根据机床的工艺范围来确定。2.刀库的容量刀库的容量首先要考虑加工工艺的需要，从使用角度出发，一般为10~40把刀，刀库的利用率会高，而结构比较紧凑。3.刀具的选择方式（1）顺序选择将刀具按加工工序的顺序，一次放人刀库的每一个刀座内。每次换刀时，刀库顺序转动一个刀座位置，并取出所需要的刀具，已经使用过的刀具可以放回原来的刀座内，也可以顺序放入下一个刀座内。但由于刀库中刀具在不同的工序中不能重复使用，必须增加刀库的容量，降低了利用率。（2）任意选择目前大多数的数控系统都采用任意选刀的方式，其分为刀套编码、刀具编码和记忆式等三种。刀具编码或到套编码需要在刀具或到套上安装用于识别的编码条，一般都是根据二进制编码的原理进行编码。刀具编码选刀方式采用了一种特殊的刀柄结构，并对每把刀具编码。每把刀具都有自己的代码，因而刀具可在不同的工序中多次重复使用，换下的刀具不用放回原刀座，刀库的容量也可相应减少。采用记忆式选刀，这种方式能将道具号和倒库中的刀套位置对应地记忆在数控系统的PLC中，无论刀具放在哪个刀套内，刀具信息都始终据存在PLC内。刀库上装有位置检测装置，可获得每个刀套的位置。这样刀具就可以任意取出并送回。刀库上还没有机械远点，使每次选刀时就近选取。4.刀库的控制方式（1）刀库作为系统的定位轴来控制。在梯形图中根据指令的T玛进行运算比较厚输出角度和速度指令到考库伺服驱动刀库伺服电机。刀库的容量、旋转速度、加/减速时间等均可在系统参数中设定，此种方式不受外界因素影响定位准确、可靠但成本较高。（2）刀库由液压马达驱动，有快/慢速之分，用接近开关计数并定位。在梯形图中比较系统存储的当前刀号（主轴上的刀）和目标刀号（预选刀）并运算，再输出旋转指令，同时判断按最短路径旋转到位。这种方式需要足够的液压动力和电磁阀刀库旋转速度可通过节流阀调整。但使用一段时间后可能胡因为油质、油压、油温及环境因素的变化而影响运动速度和准确性。一般用于不需频繁换刀的大中型机床。（3）刀库由交流异步电动机驱动凸轮机构（马氏）机构，用接近开关计数，这种方式运行稳定，定位准确可靠，一般与凸轮机械手配合使用，换刀速度快，定位准确。机械手1.机械手的功能机械手是执行刀库和主轴之间换刀动作的装置。2.机械手的机械动作机械动作一般包含：拐臂旋转、手臂伸缩、手臂180度旋转、抓手的松紧。3.机械手的驱动与控制方式:（1）机械手用液压驱动，靠接近开关检测位置。如收的平移/爪刀/换刀/插刀等动作分别有不同的电磁阀驱动；但这种方式传动机构较多，且收液压系统稳定性检测元件灵敏度等外界因素的影响。常用于不需频繁换刀的大型卧式加工中心。（2）机械手由交流异步电动机带动凸轮机构旋转，整个换刀过程机械手仅在主轴送/拉到是启动/停止3次，整个换刀动作连贯稳定，运行可靠，换刀时间一般在2s左右。但对主轴拉松刀及爪刀位置的准确性要求较高，常用于需频繁换刀的中小型加工中心。（3）机械手由伺服电机驱动，定位精度高，换刀快速稳定，但成本较高。夹抓类型根据爪刀柄在换刀机构刀臂上的夹持方式可分为固定爪、活动爪、单夹爪、双夹爪、弹簧爪、动力爪等类。固定爪是指刀臂夹持部能吻合刀柄V形槽的半圆形部分，半圆形夹持部的一端或两端有弹簧扣，即所谓单夹爪、双夹爪：由两个可张开的夹指所组成即活动爪，其夹紧力由弹簧产生的即弹簧爪，通常以直径方式抓刀松刀；由液压缸等动力议案控制其张合的为动力爪。刀柄自动换刀装置的工作质量表现为换到时间和故障率，刀柄的选择直接影响到机床的开动率和设备的投资大小，因此对刀柄的选择十分重要。采用标准刀柄，标准刀柄与机床主轴连接的结合面试7:24锥面。刀面有多种规格，常用的有ISO标准的40号、45号、50号，个别的还有35号和30号。另外还必须考虑换刀机械手尺寸的要求和主轴上拉紧刀柄的拉钉尺寸要求。目前国内机床上使用的刀柄规格很多，而且使用标准有美国的、德国的、日本的。因此，在选定机床后，选择刀柄之前必须了解该机床主轴用的规格，机械手夹持尺寸及刀柄的实际尺寸。2.2.2加工中心机械手自动换刀过程简介机械手将刀具从刀库中取出送至机床主轴上，然后将用过的旧刀送回刀库。其动作过程简述如下（结合如下换刀过程示意图4-3）：1、刀套下转90°如上图a所示刀库位于立柱左侧，刀具轴线在刀库中的安装方向与主轴垂直。换刀前，刀库将待换刀具送到换刀位置，然后刀套连同刀具翻转90°，使刀具轴线与主轴轴线平行，如图b所示。2、机械手转75°如图c所示，换刀机械手逆时针旋转75°，两手爪分别抓住刀库上和主轴上的刀柄。3、机械手拔刀待主轴上自动夹紧机构松开刀具后，机械手下降，同时拔出主轴上和刀库上的刀具，如图d所示。4、刀具位置交换如图e所示，机械手逆时针转180°，使主轴刀具与刀库刀具交换位置。5、机械手插刀机械手上升，分别将刀具插入主轴锥孔和刀库刀套中,如图f所示。6、机械手顺时针转75°如图g所示,待主轴上自动夹紧机构夹紧刀具后，机械手顺时针转75°，回到原始位置。7、刀套带着换回的旧刀具向上翻转90°，准备下一次选刀,如图h所示。图2-11换刀过程示意图第三章可编程序控制器介绍3.1PLC的基本概念与基本结构3.1.1PLC的基本概念国际电工委员会在1985年的PLC标准草案第3稿中，对PLC作了如下定义：可编程序控制器是一种数字操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。3.1.2PLC的基本结构1.CPU模块CPU模块主要由微处理器（CPU芯片）和存储器组成。在PLC控制系统中，CPU模块相当于人的心脏和大脑，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来储存程序和数据。2.I/O模块输入模块和输出模块简称为I/O模块，它们相当于人的眼、耳、手、脚，是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁。3.编程器编程器用来生成用户程序，并用它来编辑、检查、修改用户程序，监视用户程序的执行情况。手持式编程器不能直接输入和编辑梯形图，只能输入和编辑指令表程序，因此又叫做指令编辑器。它的体积小，价格便宜，一般用来给小型PLC编程，或用于现场调试和维护。4.电源PLC使用AC220V电源或DC24V电源。内部的开关电源为各模块提供不同电压等级直流电源。小型PLC可以为输入电路和外部的电子传感器提供DC24V电源，驱动PLC负载的直流电源一般由用户提供。3.2PLC的工作原理PLC通电后，需要对硬件和软件作一些初始化工作。为了使PLC得输出及时地响应各种输入信号，初始化后PLC要反复不停地分阶段处理各种不同的任务如图3—1，这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。1.读取输入在PLC的存储器中，设置了一片区域存放输入信号和输出信号的状态，它们分别称为输入过程映像寄存器和输出过程映像寄存器。在读取输入阶段，PLC把所有外部电路把所有外部数字量输入电路的0/1状态读入输入过程的映像寄存器。外界的输入电路闭合时，对应地输入过程映像寄存器为1状态，梯形图中对应的输入点的敞开触电接通，常闭触点断开。外接的输入电路断开时，对应的输入过程映像寄存器为0状态，梯形图中对应的输入点的常开触点断开，常闭触点接通。2.执行用户程序PLC的用户程序由若干条指令组成，指令在存储器中按顺序排列。在RUN模式的程序执行阶段，如果没有跳转指令，CPU从第一条指令开始，逐条顺序得地执行用户程序。在程序执行阶段，即使外部输入信号的状态发生了变化，输入过程映像寄存器的状态也不会随之改变，输入信号变化了的状态只能在下一个周期的读取阶段被读入。程序运行时，对输入、输出的存取通常是通过映像寄存器，而不是实际的I/O点，这样做有以下两点好处：（1）程序执行输入点的状态是固定不变，程序执行完以后再输出过程映像寄存器的值更新输出点，使系统的运行稳定。（2）用户程序读写I/O映像寄存器比读写I/O点快得多，这样可以提高程序的执行速度。3.通信处理在处理通信请求阶段，CPU处理通信接口和智能模块接收到的信息，例如读取智能模块的信息并放在缓冲区，子适当的时候将信息传送给通信请求方。4.CPU自诊断测试自诊断测试包括定期检查CPU模块的操作和扩展和扩展模块的状态是否正常，将监控定时器复位，以及完成一些别的内部的工作。5.改写输出CPU执行完用户程序后，将输出过程映像寄存器的0/1状态传送大输出模块并锁存起来，梯形图中某一输出位的线圈“通电”时，对应的输出过程映像寄存器为1状态。信号经输出模块隔离和功率放大后，继电器输出模块中对应的硬件继电器的线圈通电，其常开触点闭合，使外部负载通电工作。若梯形图中输出点的线圈“断电”，对应的输出过程映像寄存器中存放的二进制数为0，将它送到继电器型输出模块，对应的u影见继电器的线圈断电，其常开触点断开，外部负载断电，停止工作。当CPU的操作模式从RUN变为STOP是，数字量输出位置为系统块中的输出表定义的状态，或保持当时的状态，默认的设置是将所有的数字量输出清零。6.中断程序处理如果在程序中使用了中断，中断事件发生时，CPU停止正常的扫描工作方式立即执行中断程序，中断功能可以提高到PLC对某些事件的相应速度。7.立即I/O处理在程序执行过程中使用立即I/O指令可以直接存取I/O点，用立即I/O指令读输入点的值时，相应的输入过程映像寄存器的值未被更新。用立即I/O指令来改写输出点时，相应的输出过程映像寄存器的值被更新。3.3PLC的编程语言与程序结构3.3.1PLC编程语言的国际标准IEC（国际电工委员会）通于1994年5月公布了PLC标准（IEC61131），它由以下5部分组成：通用信息、设备与测试要求、编程语言、用户指南和通信。其中的第三部分（IEC61131-3）是编程语言的标准。IEC61131-3是世界上第一个，也是至今为止唯一的工业控制系统的编程语言标准。IEC61131-3详细地说明了句法，语义和下述5种编程语言（见图3-1）图3-1PLC编程语言顺序功能（SequentialFunctionChart，SFC）。梯形图（LadderDiagram，LD）。功能块图（FunctionBlockDiagram，FBD）。指令表（InstructionList，IL）。结构文本（StructuredText，ST）。标准中有两种图形语言——梯形图和功能模块图，还有两种文字语言——指令表和结构文本，可以认为顺序功能图是一种结构块控制程序流程图。1.序功能图这是一种位于其他编程语言之上的图形语言，用来编制顺序控制流程。顺序功能图提供了一种组织程序的图形方法，步、转换和动作时顺序功能图中的三种主要元件。2.梯形图梯形图是使用得最多的PLC图形编程语言。梯形图与继电器控制系统的电路图相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂熟悉继电器的技术人员掌握，特别适用于数字量逻辑控制，有时候梯形图称为电路或程序。梯形图由触点、线圈和用方框表示的功能块组成。触点代表逻辑输入条件，例如外部的开关按钮等。线圈通常代表逻辑输出结果，用来控制外部的指示灯、交流接触器和内部的标志位等。功能块用来表示定时器、计数器或者数学运算器等指令。3.功能块图这是一种类似于数字逻辑电路的编程语言，有数字电路基础的人很容易读懂。改编程语言类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入、输出端的小圆圈表示“非”运算，方框被“导线”连接在一起，信号从左向右流动。如图3-2中的控制逻辑与图3-3中的相同。图3-2梯形图与语句表图3-3功能模块4.语句表PLC的指令是一种与微机的汇编语言中的指令相似的助记符表达式，由指令组成指令表或语句表程序。语句表比较适合熟悉PLC和程序设计的经验丰富的程序员使用。5.结构文本结构文本是为IE61131-3标准创建的一种专用的高级编程语言。与梯形图相比，他能实现复杂的算术运算，编写的程序非常简洁和紧凑。3.3.2PLC的程序结构以西门子S7-200为例，S7-200CPU的控制程序由主程序、子程序和中断程序组成。主程序主程序是程序的主体，每一个项目都必须并且只能有一个主程序。在主程序中可以调试用子程序和中断程序。主程序通过指令控制整个应用程序的执行，每个扫描周期都要执行一次主程序。STEP7-Micro/WINde程序编辑器窗口下部的标签用来选择不同的程序。因为各个程序都放在独立的程序块中，各程序结束时不需要加入无条件结束指令或无条件返回指令。子程序子程序可逆的，仅在被其他程序调用时执行。同一个子程序可以在不同的地方多次调用。使用子程序可以简化程序代码和减少扫描周期时间。设计的好的子程序容易移植到其他别的项目中。中断程序中断程序用来即使处理与用户程序的执行时序无关的操作，或者不能事先预测何时发生的中断事件。中断程序不是有用户用户程序调用。而是在中断事件发生时由操作系统调用。中断程序是用户编写的。因为不能预知何时会出现中断事件，所以不允许中断程序改写可能在其他程序中使用的存储器。第四章PLC控制系统设计4.1PLC实现随机换刀在随机换刀控制中，换刀的位置是随机的，刀具选择指令与刀套编号无关，是随机变动的，指令仅以刀具自身的直接编号为目标。这种换刀方式在新刀取出后，刀具不需转动，可立即随机存入原先使用的刀具，即换刀、存刀一次完成，缩短了换刀时间。数控装置数控装置刀库回转指令刀号复合判断刀具检索译T指令代码刀库回转控制位置反馈图4-1T功能处理示意图数控系统发出T代码换刀指令给PLC，经译码后在数据表中检索，找到代码指定的新刀号所在的数据表地址，并与实现刀号对照，如果不相同，则将刀库回转控制信号送至刀库控制系统，直到定位到新刀号位置，刀库才停止回转，并准备换刀。4.2刀库换刀定位控制4.2.1换刀过程盘式刀库的三个基本动作：取刀、还刀、换刀。取刀既是主轴上无刀具，将目标刀具由刀库取刀主轴上。还刀是主轴上有刀具，将主轴刀具还回刀库中对应的位置。换刀是主轴上有刀具，先将主轴上的刀具还回刀库中对应的位置上，然后目标刀具由刀库取到主轴上。取刀的基本过程：1、刀库将目标刀具按就近原则转到换到位置。2、Z轴进入换刀准备位置。3、刀库进入换刀位置。4、主轴准停，主轴松刀。5、Z轴进入换刀位置。6、主轴紧刀。8、刀库回到原始位置。9、Z轴返回到换刀准备位置。还刀的基本过程：1、Z轴进入换刀准备位置。2、z轴进入换刀位置，主轴准停，3、刀库进入换刀位置。4、主轴松刀。5、z轴返回到换刀准备为位置。6、主轴紧刀。换刀控制的基本约定：1、盘式刀库采用固定刀位，即刀具号就是刀库位置号。2、就近寻找目标刀具。3、程序测试时要求：刀库无换刀动作。编程的刀具应生效，以便系统检测加上刀具参数后有无超出软限位，记录进入程序测试时，主轴上的刀具号，在程序测试结束后的第一次换刀时，恢复原主轴的刀具号。换刀控制部件包括：换刀固定循环和换刀PLC子程序,以及液压缸的液压原理图。根据加工要求，自动将指定的刀具转至换刀位置；刀库盘上共有10刀具供选；为提高换刀效率，要求换刀时按最小旋转角（小于等于180°）转动：为提高定位精度，当指定刀具号转至离取刀具号位置时减速。若设定值为8，现值为2，则8-2=6>5，置正转标志；若设定值为4，现值为2，则4-2=2<5，则置反转标志；若定之为1，现值为2,则1-2=-1，-1+10=9>5置正转标志；由于9>5，经小于半数处理：10-9=1，置减速标志。数控系统发出T代码指令给PLC，经PLC译码后在数据表中检索，找到T代码指定到新刀号所在的数据表地址，换刀起动，并设定新刀号内存。用设定值VW12减去当前值VW10，得到差值VW14内存，若VW14为负值，取补后内存，若差值大于当前刀号的一半5，则设正转输出标志M0.3，若小于5，设反转输出标志M0.4；设正转输出标志后使差值VW14小于一半（也就是10减去差值VW14，然后差值VW14内存）。若差值VW14小于或等于2，设减速标志M0.5。然后进行刀具检测I0.0，若是正转Q0.0，当前刀号加，当前值VW10内存，若当值VW10等于0#，一号刀作为当前值VW10内存；若当前值VW10不等于0#，用差值VW14减1，差值VW14内存；若不是正转Q0.0，当前号减，当前值VW10内存，若当前值VW10等于#,10号刀作为当前值VW10内存，若当前值VW10不等于0#，则用差值VW14减1，差值VW14内存。然后看设定值VW12是否等于现值VW10，等于，则停车标志M0.7有效，停车结束Q0.3；不等于的话，停车标志M0.7无效，正传标志M0.3有效，输出正转Q0.0，反转标志M0.4有效，输出反转Q0.4，减速标志M0.5有效，输出减速Q0.2，然后返回差值VW14是否小于等于2，反复循环，直至停车标志M0.7有效，停车Q0.3有效。4.根据加工要求，自动将指定的刀具转至换刀位置；刀库盘上共有10刀具供选；为提高换刀效率，要求换刀时按最小旋转角（小于等于180°）转动：为提高定位精度，当指定刀具号转至离取刀具号位置时减速。若设定值为8，现值为2，则8-2=6>5，置正转标志；若设定值为4，现值为2，则4-2=2<5，则置反转标志；若定之为1，现值为2,则1-2=-1，-1+10=9>5置正转标志；由于9>5，经小于半数处理：10-9=1，置减速标志。数控系统发出T代码指令给PLC，经PLC译码后在数据表中检索，找到T代码指定到新刀号所在的数据表地址，换刀起动，并设定新刀号内存。用设定值VW12减去当前值VW10，得到差值VW14内存，若VW14为负值，取补后内存，若差值大于当前刀号的一半5，则设正转输出标志M0.3，若小于5，设反转输出标志M0.4；设正转输出标志后使差值VW14小于一半（也就是10减去差值VW14，然后差值VW14内存）。若差值VW14小于或等于2，设减速标志M0.5。然后进行刀具检测I0.0，若是正转Q0.0，当前刀号加，当前值VW10内存，若当值VW10等于0#，一号刀作为当前值VW10内存；若当前值VW10不等于0#，用差值VW14减1，差值VW14内存；若不是正转Q0.0，当前号减，当前值VW10内存，若当前值VW10等于#,10号刀作为当前值VW10内存，若当前值VW10不等于0#，则用差值VW14减1，差值VW14内存。然后看设定值VW12是否等于现值VW10，等于，则停车标志M0.7有效，停车结束Q0.3；不等于的话，停车标志M0.7无效，正传标志M0.3有效，输出正转Q0.0，反转标志M0.4有效，输出反转Q0.4，减速标志M0.5有效，输出减速Q0.2，然后返回差值VW14是否小于等于2，反复循环，直至停车标志M0.7有效，停车Q0.3有效。4.2.3动作要求1）跟具加工的要求，刀库应该能够自动地将指定刀具转至目标换刀位置。2）刀库盘上共有10把刀。3）为提高换刀效率，要求换刀时按最小旋转角转动。4）为提高换刀效率，当指定刀具号转至距取到位置相差两个刀号位置时，刀库要减速。2.输入/输出及内部继电器地址分配利用西门子S7-200可编程控制器对自动选刀和刀库运动定位进行控制，其输入/输出及内部继电器地址见表4-2.序号输入输出数据内部继电器1234567I0.0—刀具检测I0.1—复位按钮Q0.0—正转Q0.1—反转Q0.2—减速Q0.3—停车VW010—现值VW012—设定值VW014—差值M0.1—换刀指令M0.2—启动微分M0.3—复位微分M0.4—正转标志M0.5—反转标志M0.6—减速标志M0.7—停止信号表4-3PLC输入/输出及内部继电器地址分配4.3.程序流程图图4-3自动换刀PLC流程图设减速标志4.3.程序流程图图4-3自动换刀PLC流程图设减速标志检测刀具是正转?当前刀号加1当前刀号减1当前值=0#?当前值=21#?20#-->当前内存1#-->当前值内存差值减1差值内存NNNYNNYNYNYYY设定值=现值设停车标志停车有效?正传有效输出正传停车反转有效输出反转设正传输出标志使差值小于一半差值<=2启动换刀换刀号设定值减当前值差值为负负值取补差值内存差值大于10设反转输出标志Y4.4PLC硬件接线图停车减速正转K反转停车减速正转K反转图4-4PLC硬件接线图图4-4PLC硬件接线图4.5.程序梯形图PLC接受数控系统的T指令，经译码后将设定值送VW012，并发出刀库回转指令脉冲M0.0。当复位按钮按下后，1#送VW012，发出1#换刀命令。自动换刀定位控制的梯形图如图4-3所示M0.2M0.2I0.1M0.2PM0.1I0.1PM0.2MOV_WENENOINOUTVW12+1SUB_IENENOIN1IN2OUTVW12VW10VW14M0.0ADD_IENENOIN1IN2OUT+10VW14VW14M0.1VW14<1+0VW14>=1+5M0.1M0.3SUB_IENENOIN1IN2OUT+20VW14VW14VW10VW10==1VW12Q0.1VW10==1+11VW14<=1+2M0.5VW14<1+5M0.4M0.1M0.6PM0.6TNC_WENENOINOUTVW10VW10SM0.0I0.0Q0.1MOV_WENENOINOUTVW10+10VW10==1+0Q0.0MOV_WENENOINOUTVW10+1DEC_WENENOINOUTVW14VW14Q0.1M0.6SM0.0SM0.7Q0.3Q0.3SM0.0Q0.0M0.7Q0.0M0.4Q0.1M0.7Q0.1M0.5Q0.2M0.7Q0.2Q0.7SM0.1Q0.1M0.3M0.4第五章液压传动部分的设计5.1液压传动系统的特点液压传动系统包括控制执行元件运动速度的速度控制回路，控制液压整个系统的压力控制回路，控制执行元件运动的换向回路。对于功能强大的液压传动系统由好几个功能不同的回路组成，这些个回路共同完成机械的各种运动及控制功能。液压控制系统控制的每一个运动过程都是按顺序实现的，工作部件主要是液压缸、马达等，它们都是按照预定的顺序实现的。由各种开关提供控制信号，这些个信号通过PLC转化为控制信号。5.2液压传动系统的选择液压传动技术已成为工业机械，工业建筑及国防尖端产品不可缺少的重要技术。而其向自动化、高效率、高精度方向的发展，是不断提高它与电传动、机械传动竞争的关键。但是在现液压传动中，能量损失较大,使得液压系统温度升高，影响液压元件使用寿命和系统工作的可靠性，所以首先应该考虑提高效率。液压泵是液压系统中提供一定流量和压力的液压油原动力，它是每个液压系统不可缺少的核心元件，合理的选择液压泵对也降低液压系统温度、提高性能、提高效率、改善环境十分重要。所以选择液压泵就必须根据主机的工况、功率大小和系统对工作性能的要求。液压泵的选择时泵的定量不能过大，这样可降低能耗，然后按系统所要求的压力、流量的大小选择其型号规格，特别注意其定量泵不能过大，这样可以降低能耗。5.3液压传动回路设计功能复杂的液压传动系统有多个不同功能的基本液压回路组成，这些个回路组成的传动系统实现了机械设备所需的各种运动及控制功能。通过对液压传动系统的工作过程和特点进行分析，液压传动系统控制的任何一个过程几乎都是按照顺序不走进行的。在液压传动中，由于能量损耗较大，使得液压传动效率低。而液压系统的这些能量损耗都变成了热量，是系统的温度升高，影响液压元件的正常工作。这就需要在液压传动设计中必须考虑如何提高效率。这就需要在液压传动回路设计上下功夫，由于液压部分不是我们设计所要研究的，所以不做简述。图5.1液压系统回路图图5.1液压系统回路图1油箱,2滤油器,3.油泵,4、5、6.液压缸,7、8、9.二位四通换向阀,10、11、12单向阀�总结光阴荏苒，转眼间四年的大学就要结束了。作为毕业之前的最后一次练兵，也为了把所有的知识串联起来。我们进行了这次毕业设计。为我们的大学生活画上一个圆满的额句号，也为我们即将开始的工作提供了很好的练兵机会、加工中心刀库的设计，是在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新。提高精度、效率和自动化程度，降低经济成本，节约工装费用，也减轻了工人劳动强度。因此，它特别适合对国内现有的加工中心的改造。本次设计的题目是加工中心自动换刀装置的设计。关于盘式刀库的自动换刀。刚拿到题目对于刀库换刀不是很了解，通过查阅资料对于自动换刀有了初步的了解。自动刀库作为加工中心的重要部分应用广泛。设计主要针对自动换刀PLC的程序设计，程序由功能指令编写更加简单。其中用到的传送指令，运算指令等功能指令是这次实习的主要内容。要正确分析控制要求，绘制程序控制流程图，写出I\O分配表，并进行PLC电气控制的元器件选型，还要画出电气原理图。最后分析调试程序。课程设计是让我对于课题不断深入了解，进行自主的学习掌握知识。自动换刀的换刀取存是整个设计过程中困扰我的问题。在自己冥思苦想而不得法，后来去学校图书馆查找有关书籍。给了我很大的启发，在以后的日子里循序渐进抽丝剥茧的慢慢完成程序。通过这次毕业设计，我有如下几方面的感触：首先，在这次毕业设计实习中，通过自己的努力和请教老师和同学，我收获很大，不但比较系统的复习了以前所学习的所有关于机械设计,机械原理，机械制图以及相关制图软件操作的知识而且加深了对以前那些枯燥公式的理解。其次，以前我总是以为我什么东西都懂了，但到了实际设计过程中才发现自己是那么的肤浅，所以设计过程中我逐渐克服了自己眼高手低的缺点。通过此次实习，把自己所学习的知识运用到实际中解决实际生产中的问题，增强了我的理论联系实际的观念，提高了自己理论联系实际的能力。理论是对实际操作的一个提炼和升华，是一个被理想化了的实际操作的模型，将实际操作简单化了。而实际操作却是比理论更复杂的，因为在实际操作过程中会遇到许许多多人为因素和社会因素。比如理论上只要一部机器各个机构或者部件满足所需的运动要求和力学性能，那么这样的设计方案就是可行的。但是在实际生产中情况却远要复杂得多。我们不但要会学习知识，更要会将所学的知识运用到实际工作中，那样才能学以致用，才能造福自己和别人。致谢在本次论文设计过程中，对该论文从选题、构思到最后定稿的各个环节给予我细心指引与教导，使我得以最终完成毕业论文设计。在学习中,老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模，老师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。这四年中我还得到众多老师的关心支持和帮助。在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意！最后，我还要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。同时，本篇毕业论文的写作也得到了许多同学的热情帮助。感谢在整个毕业设计期间和我密切合作的同学，和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们，在此，我再一次真诚地向帮助过我的老师和同学表示感谢！参考文献[1]邹慧君.机构系统设计[M].上海:上海科技出版社,1996.15～20[2]邹慧君.机械运动方案设计手册[M].北京:高等教育出版社,1995.17～20[3]毕承恩,等.现代数控机床(上册)[M].北京:机械工业出版社,1993.115～206[4]王继正.CNC铣床与切削中心[M].台湾:全华科技图书公司发行,1991.76～86[5]机床设计手册(3)[M].北京:机械工业出版社,1986.23～34[6]廉元国,张永洪.加工中心设计与应用[M].北京:机械工业出版社,