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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划盘式刀库开题报告江汉大学毕业论文开题报告论文题目：XH716型立式加工中心自动换刀系统的研究与设计学院：机电与建筑工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：学生姓名：学号：指导教师：XX年2月28日开题报告一、课题名称XH716型立式加工中心自动换刀系统的研究与设计;二、课题研究内容的目的和意义一个零件往往需要进行多工序的加工，而单功能的数控机床，只能完成单工序的加工，如车、钻、铣等。因此，在制造一个零件的过程中，大量的时间用于更换刀具、装卸零件、测量和搬运零件等非加工时间上，切削时
2、间仅仅占整个工时中的较小比例。为了缩短非切削时间，提高工作效率，我们便设计了带有自动换刀系统的加工中心。加工中心是适应省力、省时和节能的时代要求而迅速发展起来的自动换刀数控机床，它是综合了机械技术、电子技术、计算机软件技术、拖动技术、现代控制理论、测量及传感技术以及通信诊断、刀具和编程技术的高科技产品。由于加工中心能集中完成多种工序，因而可减少工件装夹、测量和调整时间，减少工件周转、搬运存放时间，使机床的切削利用率高于通用机床3倍4倍，所以说，加工中心不仅提高了工件的加工精度，而且是数控机床中生产率和自动化程度最高的综合性机床。刀库的形式和容量主要是为满足机床的工艺范围，目前常见的刀库类型如下
3、：盘式刀库此刀库结构简单，应用较多。此换刀装置的优点是结构简单，成本较低，换刀可靠性较好，缺点是换刀时间长，适用于刀库容量较小的加工中心上采用。链式刀库此刀库结构紧凑，刀库容量较大，链环的形状可根据机床的布局制成各种形状，也可将换刀位突出以便于换刀，能充分利用机床的占地空间，通常为轴向取刀，位置精度较低，造价也较高。格子箱式刀库结构紧凑，刀库空间利用率高，换刀时间较长。布局不灵活，通常刀库安装在工作台上，应用者较少。直线式刀库刀库容量少，一般在十几把左右，多用于自动换刀数控车床，钻床上也有采用。目前常见的换刀机械手类型有：单臂单手式机械手结构较简单，换刀各动作均需顺序进行，时间不能重合，故换刀
4、时间较长。双手式机械手向刀库还回用完的刀具和选取新刀，均可在主轴正在加工时进行，故换刀时间可较短。回转式单臂双手机械手这类机械手可以同时抓住和拔、插位于主轴和刀库里的刀具。与单臂单手式机械手相比，可以缩短换刀时间。应用最广泛，形式也较多。多手式机械手使用者较少。三、国内外研究现状未来加工中心的发展动向是高速化、进一步提高精度和愈发完善的机能。加工中心是数控机床的代表，是高新技术集成度高的典型机电一体化机械加工设备，我国的加工中心从70年代开始，已有很大发展，但技术、品种和数量上都还远不能适应我国经济、技术发展的需要。随着我国工业的不断发展，推动了模具制造业、机械加工业的巨大发展，使得数控机床的
5、使用越来越普遍，而加工中心更是以其高自动化程度得到广泛应用。然而，目前市场上生产和销售的都是以大、中型的加工中心为主，小型加工中心几乎是空白，而机械加工业、小型模具的制造、工科院校、技工学校等对小型加工中心存在着大量的需求。为加速我国加工中心的发展，需进一步加强对加工中心的研究、设计、制造和应用。在加工中心中，刀库和机械手组成自动换刀装置，而自动换刀装置的好坏，将直接影响加工中心的好坏，从目前情况看，加工中心的主机部分基本定型，变化不大，但自动换刀装置种类繁多，五花八门，是最难搞好的部分。它是加工中心的象征，又是加工中心成败的关键环节。因此各加工中心制造厂家都在下大力研制动作迅速、可靠性高的自
6、动换刀装置，以求在激烈的竞争中取得好效益，正因为自动换刀装置是加工中心的核心内容，各厂家都在保密，极少公开有关资料，尤其机械手这部分更是如此。四、研究内容1、拟解决的主要问题在确立数控机床的设计技术规范时，应该考虑专业市场上的供求情况、顾客潜在的选择，从有关商业文献中获得竞争产品所能达到的技术要求、价格等因素，最后再根据所要求的数控机床性能来确定自动换刀装置的设计技术要求。所研究的主要内容有：、掌握加工中心的基本结构、工作原理；、刀库、换刀机械手结构设计；、刀库电机的选择及计算；、绘制装配图、零件图。开题工作：完成开题报告、文件综述和外文翻译。设计工作：完成立式加工中心自动换刀系统的研究和设计
7、研究所考虑的设计基本原则是：结构简单、价格低廉、容易制造，拆卸、装配、维修方便，配件容易得到等。2、研究步骤、方法及措施查阅有关的立式加工中心自动换刀装置文献或资料，掌握立式加工中心的基本结构。自动换刀系统主要由机械手和刀库组成。刀库的结构设计刀库的作用是储备一定数量的刀具，通过机械手实现与主轴刀具的交换。本课题中刀库采用链式刀库结构，根据刀库中储存刀具的数目和最大刀具直径计算出盘式刀库的最小直径，相邻刀具间应留有一定间隙。链式刀库的特点在于刀具的储备量大，结构紧凑，刀库运动速度平稳，排列合理，大大提高了机床的空间利用率。本次设计的刀库的存储量为30把刀。刀库的传动系统图此链式刀库由伺服电机驱
8、动，经联轴器、蜗轮、蜗杆、齿轮，驱动刀库的链轮和刀座转动，在传动中存在一系列的调问题隙：1、蜗杆轴上的调隙：利用单头蜗轮蜗杆实现刀库的旋转，此传动机构在使用中可随时调整蜗轮蜗杆的传动间隙，实现准确的转位分度，保证刀库工作的可靠性。相比之下，槽轮机构具有冲击小，工作平稳性高，机械效率高，可在较高转速下工作，结构简单等优点，但定位精度不够高；转动轴套是蜗杆轴向移动以调整间隙，调整后用螺母锁紧；2、利用调隙齿轮调隙。毕业设计开题报告学号：学生：指导教师：专业班级：题目：学院：开题时间：XX机械设计制造及其自动化13班VMC850加工中心总体设计及立柱进给系统/刀库系统设计机电工程学院XX年月日XX年
9、月日开题报告基于PLC的自动换刀系统设计1课题名称：基于PLC的自动换刀系统设计2课题来源该课题是老师根椐我们的情况与学校毕业设计的要求相结合提出来的。这个方向是我根据自己的考研和未来准备发展的方向选定的。3选题的目的和意义目的以高速化为先导，提高数控机床的综合性能。根据工艺要求，利用可编程控制器研究刀库和主轴间自动换刀的程序设计。意义可以了解研究开发的大概流程。可以锻炼查找和利用各种资源的能力，培养良好的学习习惯。可以锻炼提高对数控机床，PLC，机电控制系统等的了解，使我们的专业知识得到充分的运用。增加实际设计经验，明确对系统硬件，完成刀库、PLC、液压系统等的具体设计。4国内外研究现状和发
10、展趋势、学术动态，综合分析提出研究课题的主攻方向电气控制技术在现代化的生产和实践中发挥着越来越大的作用，最初的电气控制主要功能是继电接触器逻辑控制系统，随着生产技术的进步和生产过程的复杂化，可编程序控制器技术得到广泛应用，并且发展极为迅速，现在已经成为电气控制技术的主流。PLC、机器人、CAD/CAM技术已被列为工业自动化的三大支柱。虽然PLC可以取代继电接触器逻辑控制，但在传统的机电传动控制中，继电接触器逻辑控制仍是主要的电气控制方式，而且PLC本身就是在继电接触器逻辑控制技术上发展起来的。上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为3040%。在这时期，PLC在
11、处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统.近年，工业计算机技术和现场总线技术发展迅速，挤占了一部分PLC市场，PLC增长速度出现渐缓的趋势，但其在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，主要应用在汽车、粮食加工、化学/制药、金属/矿山、纸浆/造纸等行业。目前，可编程控制器的生产厂家众多，产品型号、规格不可胜数，但主要分为欧、日、美三大块。在中国市场上，欧洲的代表是西门子、日本的代表是富士、松下、三菱和欧
12、姆龙、美国的代表是AB与GE。各大公司在中国均推出自己的从微型到大型的系列化产品，但是，国产的PLC始终没有突破性的发展，占用市场份额很小。PLC生产厂约30家，但没有形成颇具规模的生产能力和名牌产品，还有一部分是以仿制、来件组装或“贴牌”方式生产。在我国，一般按I/O点数将PLC分为以下级别：微型：32I/O；小型：256I/O；中型：1024I/O；大型：4096I/O；巨型：8192I/O。在我国应用的PLC系统中，I/O64点以下PLC销售额占整个PLC的47%，64点256点的占31%，合计占整个PLC销售额的78%。从行业上分，有各自的势力范围。大中型集控系统采用欧美PLC居多，小
13、型控制系统、机床、设备单体自动化及OEM产品采用日本的PLC居多。欧美PLC在网络和软件方面具有优势，而日本PLC在灵活性和价位方面占优势。自动换刀装置是目前CNC机床的必备装置。自1958年首次研制成功数控加工中心自动换刀装置以来,自动换刀装置的机械结构和控制方式不断得到改进和完善。数控车床的刀架是一种简单的自动换刀装置,在经济型数控车床和普通车床数控改造中得到广泛应用,但是这些刀架的机械结构、数控系统硬件和软件复杂。针对目前可编程控制器在数控机床中的应用日益广泛,在研制的一型数控车床中,自动换刀装置采用数控装置汉口与输入端用软开关联接,以为主的软件系统控制刀架的转动,用干簧管开关方式选择刀
14、座,为了提高刀架的回定位精度,机械结构采用粗精定位相结合的方式,因此,自动刀架具有结构简单,可靠性好,刀具重复定位精度高的特点。可编程控制器在CNC机床中的应用将成为主流,如何拓展PC的应用范围是研究的主要问题,PC在CNC机床中的应用有多种方式,一般是探讨数控装置与输入端通过外电路联接控制自动换刀装置,具有通用性好,易于实现,可靠性好的特点,适用于经济型数控车床和普通车床的数控改造。最新发展的PLC产品，还把DDC(直接数字控制)技术加进去，并具有与监控计算机联网的功能，因而它的应用几乎覆盖了所有工业企业，既能改造传统机械产品成为机电一体化的新一代产品，又适用于生产过程控制，实现工业生产的优
15、质、高产、节能与降低成本。也有将PLC和Internet网联系起来，希望借助于互联网的方便快捷来实现各种自动化需求。综合这么久查阅的资料，我觉得这个毕业设计主要点是：利用PLC的存储记忆等功能进行识刀和选刀，这样刀库上的刀具与主轴上的刀具可任意交换即随机换刀；对自动换刀机械过程实现准确定位与控制；熟悉可编程控制器使用的元件及其相关的技术，学会并能独立的进行基本的编程。5要研究的内容、拟采用的技术路线在这个课题当中，我们主要要研究的内容有：1、了解课题的相关研究技术，数控机床，PLC，机电控制系统等。2、设计PLC控制系统和液压执行部分，完成整体设计。3、开发系统硬件，完成刀库、机械手、PLC、液压系统的具体设计。4、设计系统软件，根据运行要求及对电气保护要求由PLC来实现自动换刀系统的逻辑控制。5、对系统进行模拟测试。当刀具交换机构接收到换刀指令后，若采用机械手换刀，拟采用的技术路线分为以下
