亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于PLC的刀庫自動換刀控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2022-11-24 08:55:16曹東級柳毅陳劍鋒陳思思
        電子制作 2022年21期
        關(guān)鍵詞:程序

        曹東級,柳毅,陳劍鋒,陳思思

        (泉州信息工程學(xué)院,福建泉州,362000)

        0 引言

        據(jù)統(tǒng)計(jì),在我國加入世界貿(mào)易組織的20年間,配備有自動換刀刀庫的數(shù)控機(jī)床已經(jīng)向國外輸送了接近60萬臺,這對于提升國內(nèi)GDP和制造業(yè)的發(fā)展有著非常重要的作用。自動換刀刀庫與機(jī)械制造業(yè)的關(guān)系屬于密不可分的關(guān)系,隨著科技的逐漸提升,機(jī)械裝置以其高質(zhì)量以及高效率漸漸淘汰了普通的機(jī)床,自動化生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)逐步上升,機(jī)械制造業(yè)即將面臨巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。因此,針對提高數(shù)控加工中心的加工效率、縮短換刀時(shí)間確保加工精度等問題的研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值。

        針對刀庫自動換刀控制系統(tǒng)的研究成為眾多學(xué)者關(guān)注的方向,在1991年到1995年期間,在重慶市科學(xué)研究所科研人員的不懈努力下,順利研發(fā)出了國內(nèi)首臺固定式動態(tài)自動換刀刀庫。2011年,董鋒等人[1]提出了一種加工中心盤式刀庫自動換刀控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),側(cè)重外圍電路的研究,采用PWM脈沖和I/O電路中采用光隔,在系統(tǒng)穩(wěn)定性方面有極大的提升。2014年,陳琳等人[2]針對復(fù)雜零件加工的自動換刀問題,優(yōu)化了PLC的通信,保證多軸運(yùn)動控制器可以有效通信,設(shè)計(jì)了一種特種復(fù)合加工中心的自動換刀系統(tǒng)。2015年,楊伯金等人[3]為了實(shí)現(xiàn)就近選刀和快速換刀,在PLC程序的控制邏輯方面做了大量的研究工作,研發(fā)出一種盤式伺服刀庫自動換刀系統(tǒng)。在2018年,王蕊等人[4]采用了一種新型的換刀系統(tǒng),優(yōu)化了刀庫控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),在硬件配置和軟件設(shè)計(jì)也進(jìn)行了升級,從而提高了換刀的速度和加工精度。2021年,高文嬙等人[5]針對刀庫式加工中心自動換刀系統(tǒng)故障診斷與維修做出了詳細(xì)的分析,讓研究人員能從另外一個(gè)角度研發(fā)新型的自動換刀系統(tǒng)。

        現(xiàn)階段數(shù)控加工中心因其刀庫刀具種類較多,可以完成較復(fù)雜的工件,因此加工中心的應(yīng)用越來越廣泛,但在應(yīng)用中刀庫選刀中出現(xiàn)的問題也普遍存在,故障的出現(xiàn)也影響了生產(chǎn)效率,為了給設(shè)備的維護(hù)和維修提供理論依據(jù)。本文以江蘇德速智能機(jī)械股份有限公司生產(chǎn)的ADKY圓盤系列(BT40)刀庫為研究對象,設(shè)計(jì)了一套了圓盤式刀庫自動換刀系統(tǒng)控制系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)自動換刀系統(tǒng)的精確選刀定位和快速換刀。

        1 刀庫自動換刀機(jī)械系統(tǒng)的基本原理

        本文以東莞市托馬斯精密機(jī)械有限公司生產(chǎn)的立式加工中心VMC650的圓盤式刀庫為研究對象,其機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖1所示,半徑350mm,厚度250mm,最多可容納24把刀柄。刀庫自動換刀機(jī)械系統(tǒng)主要由ATC電動機(jī)、雙爪式機(jī)械手、氣缸、活塞桿、位置刀套、刀盤等組成。刀庫自動選刀機(jī)械系統(tǒng)主要是接收信號通過電機(jī)旋轉(zhuǎn)選擇接下來加工需要的刀具,并使用機(jī)械手完成刀具轉(zhuǎn)換到主軸上。刀庫提供自動換刀和儲存刀的功能,通過控制計(jì)算機(jī)程序,可以完成這些不同的操作條件,銑、鉆、線、攻絲等。它減少了工作時(shí)間,降低了成本。刀庫和換刀機(jī)械手必須同時(shí)存在,如果沒有刀庫就無法事先準(zhǔn)備好需要的刀具,沒有換刀機(jī)械手就無法進(jìn)行刀具的交換。

        圖1 刀庫自動換刀機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        刀庫自動換刀控制系統(tǒng)主要完成刀具運(yùn)動、刀套翻轉(zhuǎn)運(yùn)動、機(jī)械手換刀三個(gè)動作。刀庫自動換刀系統(tǒng)的基本工作流程是:首先數(shù)控系統(tǒng)收到換刀指令,刀庫通過電機(jī)正反轉(zhuǎn)至選定指定刀號,氣缸推動刀杯翻轉(zhuǎn)90度垂直向下,同時(shí)主軸抬高至換刀參考點(diǎn)并完成主軸定向,此時(shí)機(jī)械手執(zhí)行換刀動作,其動作包含:(1)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)卡住刀庫刀柄與主軸刀柄;(2)將刀庫刀柄與主軸刀柄下拉180mm;(3)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)180度;(4)機(jī)械手抬高180mm同時(shí)將刀柄裝入刀庫與主軸;(5)機(jī)械手回正。

        2 硬件電路設(shè)計(jì)

        ■2.1 電源電路

        控制系統(tǒng)電源接線如圖2所示,供電電源為AC380V,需經(jīng)過隔離變壓器把AC380V轉(zhuǎn)變?yōu)锳C220V,然后需要經(jīng)過斷路器,其作用是避免觸電和提高抗干擾能力。采用PLC供電,其輸入/輸出回路的電源為DC24V,選用型號為S-150-24V的AC220V/DC24V直流穩(wěn)壓電源。電源指示燈起到警示作用,亮了說明現(xiàn)在電源處于接通狀態(tài)。

        圖2 電源接線圖

        ■2.2 控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)

        2.2.1 IO分配表

        為了便于PLC接線圖的繪制和PLC程序的編寫,將每一個(gè)輸入/輸出設(shè)備與PLC的輸入/輸出點(diǎn)進(jìn)行定義,其IO分配如表1所示。

        表1 IO分配表

        2.2.2 PLC的IO接線圖

        在本次設(shè)計(jì)中,首先把當(dāng)前的設(shè)備PLC輸入/輸出端的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)出來,然后根據(jù)當(dāng)前項(xiàng)目的工藝要求設(shè)計(jì)出當(dāng)前設(shè)備的具體PLC接線圖,以便在編程過程中更加明確當(dāng)前設(shè)備需要多少個(gè)輸入/輸出點(diǎn),具體設(shè)備PLC每個(gè)管腳接線圖如圖3所示。

        圖3 PLC接線圖

        2.2.3 電機(jī)接線圖

        如圖4所示,設(shè)備工作器件三相電機(jī)在工作時(shí)需要用到三相動力電,而且會發(fā)生故障,此時(shí)如果在設(shè)備進(jìn)線端加裝空氣保護(hù)開關(guān)一套,這樣在電機(jī)出現(xiàn)故障的時(shí)候會起到保護(hù)當(dāng)前設(shè)備電機(jī)的作用,從而不會影響設(shè)備中的其它器件工作。三相動力電通過交流保護(hù)空氣開關(guān)的上端進(jìn)入后,其下端頭的空氣保護(hù)開關(guān)接入到交流接觸器上端頭后,則動力電源交流電220V接通后。電機(jī)正常工作主要是根據(jù)PLC的指令來執(zhí)行的,若交流接觸器線圈的電吸合,常開觸點(diǎn)接通,此時(shí)電機(jī)就開始正常工作。

        圖4 電機(jī)接線圖

        ■3.1 程序主流程圖

        根據(jù)設(shè)計(jì)要求,控制系統(tǒng)的程序主流程如圖5所示。

        圖5 程序主流程圖

        ■3.2 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

        3.2.1 選擇刀號傳送程序

        如圖6所示,當(dāng)輸入繼電器X4接通后,那么這個(gè)時(shí)候輸入繼電器X4把當(dāng)前的位置2傳送到數(shù)據(jù)寄存器地址D100里面這樣進(jìn)行當(dāng)前的后面的程序比較。

        圖6 位置傳送塊程序

        3 控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)

        3.2.2 當(dāng)前刀號位置傳送程序

        如圖7所示,當(dāng)程序自動運(yùn)行到網(wǎng)絡(luò)72處后,那么這個(gè)時(shí)候程序自檢測當(dāng)前的輸入繼電器X14是否接通工作,如果接工作后,那么這個(gè)時(shí)候常數(shù)2被PLC自動傳送到當(dāng)前的數(shù)據(jù)寄存器D102里面,與此同時(shí)輸入繼電器X15如果接通后,那么這個(gè)時(shí)候數(shù)據(jù)寄存器常數(shù)3也傳送帶數(shù)據(jù)寄存器D102里面。

        圖7 刀庫位置傳送程序

        3.2.3 電機(jī)正反轉(zhuǎn)判斷程序

        如圖8所示,當(dāng)程序啟動時(shí)先判斷選擇刀號D100和當(dāng)前刀號D102的大小,M10是當(dāng)D100大于D102的時(shí)候接通,然后計(jì)算其差值并儲存在D300數(shù)據(jù)寄存器里面,然后在判斷D300中的數(shù)據(jù)是否大于四,如果是電機(jī)就進(jìn)行反轉(zhuǎn),否則電機(jī)就正轉(zhuǎn),M12是當(dāng)D102大于D100時(shí)的情況,條件不同,得到結(jié)果也不同,剛好完美地與刀庫選刀相結(jié)合,根據(jù)當(dāng)前刀號和目標(biāo)刀號的最近距離選擇刀庫正反轉(zhuǎn),達(dá)到快速選刀的目的。

        圖8 刀庫正反轉(zhuǎn)判斷程序

        3.2.4 機(jī)械手氣缸工作程序

        如圖9所示,當(dāng)輔助繼電器M1接通后,刀套和機(jī)械手垂直氣缸電磁閥開始接通,完成刀套翻轉(zhuǎn)和機(jī)械手垂直移動。當(dāng)兩者移動到位時(shí),碰到限位開關(guān),此時(shí)便開始機(jī)械手地正轉(zhuǎn)取刀庫的刀,4s后,機(jī)械手開始夾緊2s后開始反轉(zhuǎn),放松2s等待主軸取刀,然后正轉(zhuǎn)回初始位置,刀套和機(jī)械手回歸原位。

        圖9 機(jī)械手氣缸動作程序

        3.2.5 故障指示燈

        如圖10所示,當(dāng)M1接通也就是選刀號與目標(biāo)刀號一致,刀盤停止,準(zhǔn)備換刀時(shí)刀套翻轉(zhuǎn)和機(jī)械手氣缸推動桿超過10s沒有碰到限位開關(guān)時(shí),此時(shí),故障指示燈就會被接通,提醒工作人員出現(xiàn)故障。

        圖10 故障指示燈

        4 控制系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)

        本次系統(tǒng)采用KingView組態(tài)軟件,該軟件產(chǎn)品功能強(qiáng)大,電氣工控設(shè)備資源豐富,可以按照功能需求來設(shè)計(jì)圖形,配合定義數(shù)據(jù)變量和編輯邏輯命令達(dá)到想要的效果。組態(tài)王監(jiān)控畫面如圖11所示,通過當(dāng)前組態(tài)王模擬量,可以進(jìn)行當(dāng)前設(shè)備監(jiān)控的模擬,從動畫里面可以判斷當(dāng)前程序的正確性和可行性。

        圖11 監(jiān)控畫面

        點(diǎn)擊右鍵進(jìn)入動畫,點(diǎn)擊選擇刀號前方的數(shù)字,會彈出一個(gè)對話框如圖12所示,這個(gè)變量設(shè)置了1~8的區(qū)間代表了刀號,超過這個(gè)區(qū)間就會報(bào)警。刀盤根據(jù)當(dāng)前刀號和目標(biāo)刀號來判斷并進(jìn)行正反轉(zhuǎn)。當(dāng)選擇的刀號和目標(biāo)刀號一致的時(shí)候,刀盤停止,然后刀套和機(jī)械手進(jìn)行動作,到位后機(jī)械手開始正轉(zhuǎn)取刀,夾緊并反轉(zhuǎn),然后機(jī)械手松開,全部返回原位。

        圖12 輸入選擇刀號畫面

        如圖13所示,刀庫選刀組態(tài)程序里面還有許多功能可以設(shè)置多個(gè)物體多種效果,配合起來可以達(dá)到各種各樣的效果,功能十分強(qiáng)大。例如,水平移動、閃爍、隱模擬值輸入等,都是本次設(shè)計(jì)中有使用到的。

        5 結(jié)束語

        本文設(shè)計(jì)了一套基于PLC的刀庫自動換刀控制系統(tǒng),介紹了刀庫自動換刀機(jī)械結(jié)構(gòu)的工作原理,完成了刀庫自動換刀控制系統(tǒng)硬件電路方案的設(shè)計(jì)、PLC程序的編寫、組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)及調(diào)試、組態(tài)模擬的運(yùn)行調(diào)試等工作,可以實(shí)現(xiàn)了快速高效地?fù)Q刀,很大程度上提高了數(shù)控加工的效率。通過功能測試可以得到以下結(jié)論:

        圖13 組態(tài)變量定義界面

        (1)優(yōu)化了刀庫自動換刀的控制邏輯,選刀定位精準(zhǔn),減少了換刀的時(shí)間,避免了操作過程中的低級錯(cuò)誤;

        (2)刀庫自動換刀系統(tǒng)適用性強(qiáng),特別適合加工多個(gè)工序連續(xù)換刀的復(fù)雜零件,減小了多次安裝刀具所帶來的誤差,提高加工精度;

        (3)系統(tǒng)控制簡單,制造成本低,維護(hù)簡單,組態(tài)界面良好,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,具有一定的抗干擾能力。

        猜你喜歡
        程序
        給Windows添加程序快速切換欄
        電腦愛好者(2020年6期)2020-05-26 09:27:33
        試論我國未決羈押程序的立法完善
        失能的信仰——走向衰亡的民事訴訟程序
        “程序猿”的生活什么樣
        英國與歐盟正式啟動“離婚”程序程序
        基于VMM的程序行為異常檢測
        偵查實(shí)驗(yàn)批準(zhǔn)程序初探
        我國刑事速裁程序的構(gòu)建
        創(chuàng)衛(wèi)暗訪程序有待改進(jìn)
        恐怖犯罪刑事訴訟程序的完善
        久久亚洲国产高清av一级| 成年女人A级毛片免| 亚洲人成网站在线播放小说| 青青草在线免费观看视频| 琪琪色原网站在线观看| 亚洲中文字幕乱码一二三| 男女18禁啪啪无遮挡激烈网站| 白又丰满大屁股bbbbb| 亚洲中文字幕无码二区在线| 亚洲一区二区三区久久久| 久久一二区女厕偷拍图| 国内精品卡一卡二卡三 | 长腿丝袜在线观看国产| 午夜天堂一区人妻| 中文字幕精品一二三四五六七八| 在线免费欧美| 丰满少妇av一区二区三区| 亚洲av无码一区二区三区鸳鸯影院| 亚洲国产激情一区二区三区| 人妻无码在线免费| 日本久久大片中文字幕| 中文字幕在线亚洲精品 | 精品国产福利久久久| 日本一区二区在线播放| 搡女人真爽免费视频大全| 五十路熟妇高熟无码视频| 狠狠色欧美亚洲综合色黑a| 国产视频一区二区三区观看| 国产综合精品久久99之一| 亚洲国产精品日韩av不卡在线 | 久久亚洲中文字幕精品一区四| 护士人妻hd中文字幕| 国产又爽又黄又刺激的视频| 亚洲丁香婷婷综合久久小说| 中文字幕 在线一区二区| 日本综合视频一区二区| 日本无码欧美一区精品久久| 免费人成又黄又爽的视频在线| 日韩有码中文字幕av| 色欲色香天天天综合网www| 国产精品无码成人午夜电影|