小型立式加工中心自动换刀装置及控制的应用研究

发布时间：2017-10-21 20:09

  本文关键词：小型立式加工中心自动换刀装置及控制的应用研究

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【摘要】：本论文主要是开发设计一种体积小、价格便宜、结构紧凑、周期运行短的小型立式加工中心的自动换刀装置。加工中心对零件形状复杂,精度要求高的单件产品加工或中小批量多品种的产品更加适合,采用加工中心加工可以省去工件夹装的时间,这为新的加工中心基本设计和改型换代节省很多地经费和时间,所以在企业间具有很大的竞争力。然而就目前来看,国内外加工中心的生产厂家设计的加工中心大多是大。中型零件的加工,对于小型加工中心研究的相对少。首先介绍小型立式加工中心的发展现状及未来趋势,接着对自动换刀装置的意义及前景做了阐述。然后进一步介绍小型立式加工中心自动换刀装置总体结构和各个零部件的选择方案,并在此基础上进行了部分机械结构的设计计算校核。该自动换刀装置主要由刀库和机械手组成。首先,通过对各种刀库、机械手结构形式及优缺点进行了充分比较,圆盘型刀库在数控加工中心上应用非常广泛,换刀过程比较简单,整体的结构比较紧凑,定位精度比较高。单臂双手机械爪可以同时完成插刀和拔刀动作,结构简单,换刀时间短。在此基础上确定了总体设计方案。采用圆盘式刀库与回转式单臂双手机械手,并对其机械结构和控制原理进行深入细致的研究。主要包括刀库盘零部件的设计,刀库转动定位机构等设计,刀库的总体设计,机械手的部分设计。以三菱系列为控制核心,根据机械手及刀库的动作原理及要求,制定了可编程序控制器的控制方案,并通过调试程序,实现了PLC的自动换刀控制。
【关键词】：加工中心 换刀 机械手 刀库 PLC控制
【学位授予单位】：齐鲁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 加工中心概述10-15
• 1.2 小型立式加工中心的发展现状及趋势15-16
• 1.3 刀库驱动及定位的分析16-18
• 1.4 自动换刀系统产品化的意义和前景18-19
• 1.5 研究的意义及主要完成工作19-20
• 1.6 本章小结20-21
• 第2章 自动换刀装置的总体设计方案研究21-31
• 2.1 运动方案的设计21-23
• 2.1.1 运动数目的确定21-22
• 2.1.2 运动方案的确定22-23
• 2.2 总体布局23
• 2.3 自动换刀系统23-25
• 2.4 刀库的结构设定25
• 2.5 机械手的结构设定25-26
• 2.6 换刀装置材料的分析选择26-27
• 2.7 常见的自动选刀分析27-29
• 2.8 本章小结29-31
• 第3章 零部件设计方案31-47
• 3.1 主要参数设定31
• 3.2 刀库的结构设定31-36
• 3.2.1 刀库主要参数的确定31
• 3.2.2 轴的设计31-36
• 3.3 机械手的设计36-45
• 3.3.1 单臂双手机械手的结构及工作原理36-38
• 3.3.2 机械手的设计38-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第4章 自动换刀装置PLC控制研究47-57
• 4.1 PLC在加工中心的应用研究47-48
• 4.2 自动换刀装置的工作流程48-49
• 4.3 I/O点的分析与PLC选型49-50
• 4.3.1 I/O点的确定49-50
• 4.3.2 PLC选型50
• 4.4 控制部分的应用研究50-51
• 4.5 PLC程序梯形图51-53
• 4.6 PLC程序调试53-57
• 第5章 结论与展望57-59
• 参考文献59-61
• 致谢61

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本文编号：1075032