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数控车床自动送料控制设计【字数:7025】

2024-03-07 16:20编辑: www.jxszl.com景先生毕设
数控机床作为常见的机加工设备,具有较高的加工精度,主要加工轴类回转体零件。自动送料控制,则是针对数控车床构造与加工零件等多方面条件,定制的专用型辅助机床加工的设备,主要实现自动更换待加工零件与取下已加工零件的功能。本设计的自动送料控制,采用三菱可编程控制器作为总控制元件,为确保自动送料的运行精度,控制方面采用伺服驱动器与伺服电机的组合实现伺服控制,实现高精度定位功能,结构上采用丝杠、丝杠螺母、导轨来配合运动控制。自动送料控制方面也采用了大量的气动装置来实现对送料、取料、换料等功能。
目 录
引言 1
一、绪论 2
(一) 课题背景 2
(二) 课题的意义 2
(三) 设计方案及步骤 2
二、 自动送料控制的设计思路 2
(一) 自动送料初步控制设计 2
(二) 自动送料的控制流程 4
三、 伺服控制部分 5
(一) 伺服控制原理 5
(二) 原点回归控制设计 6
1.原点回归原理 6
2. 原点回归控制程序设计 6
(三) 相对位置定位控制设计 7
1.采用相对位置定位的原因 7
2.原点回归控制程序设计 7
(四) 相关参数的设定 8
四、 气动控制部分 10
(一) 气动控制设计 10
(二)建立换向阀与PLC的控制关系 10
五、自动送料总控制程序设计 11
总结 17
参考文献 18
致谢 19
引言
自动送料设备的出现,加速了工业自动化的发展,高效且完善的控制方式,提高了生产效率,同时也尽可能的缩短零件的加工工时。采用系统控制送料,也使得每个控制循环所需时间近似相同,在不受外界因素的影响下,则可通过单次循环时间来推算出一段时间内的加工数。
本文的自动送料控制,采用双轴伺服控制来控制运行路线的轨迹,运行途中对相应的气动装置加以控制,从而在组成一个功能完善的送料控制。
一、绪论
(一) 课题背景
在数控加工领域中,加工企业多数只对单个 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072
或多个固定零件加工生产,借此作为公司主要的产品之一。公司内部完善的加工工艺与零件加工程序,使得数控车床操作加工人员,只需装上待加工零件后对,然后调用零件加工程序即可,加工完毕后,从新换上下一个待加工零件,从而开始下一个工作循环。当加工较为复杂精度要求较高的零件时,需要操作人员进行对刀、测量尺寸、参数补偿等技术操作,此类零件一般加工时间较长,需要多次程序加工与参数调整,以确保零件精度,也对操作者有着极高的技术要求,此类零件并不适合使用自动送料控制。原因在于,复杂与高精度的零件加工,不仅对数控加工设备有着一定的要求,自动送料与数控设备的控制建立也相对较为复杂,造价高且稳定性难以长时间保证,并不适用于中小型企业。当加工工序简单且精度要求不高的零件时,操作者只需要装拆零件与调用加工程序即可,此类零件一般加工时间较短,对操作者技术要求不高,没太多的技术含量,大批量生产时,需要操作者频繁装拆零件,针对这种情况采用自动送料控制最佳,采用机器代替人工,从而提高加工效率。
课题的意义
此设计的自动送料控制,主要用于加工工序简单且精度要求不高的零件。此类加工需要操作者长时间处于高度集中的状态,频繁与单一的工作内容,则会使人慢慢产生疲倦,长时间枯燥无味的工作也会对人的心灵造成创伤,所以从事此类工作的人员容易在生产过程中发生事故。
环境因素方面,加工车间环境普遍的较差,设备长时间的加工,会产生大量的热量,同时也伴随着加工噪音。加工车间的空气质量也相对较差,空气中会夹杂着或多或少的冷却液与材料碎渣。这些原因都会使操作人员的身体健康受到影响,内在或外在的因素影响,也会使操作者的良好的工作状态不能长时间保持,加工效率也因此受到影响。采用自动送料设备来代替人工,使用机械设备来控制送料,不仅可应对各种极端环境,而且设备长时间高速运转也大大提高了生产效率。
设计方案及步骤
根据数控车床与加工零件,首先,初步制定出自动送料的大体控制思路,然后通过各控制方式,进行单独的控制设计,本设计中主要有两大部分组成,分别为位置控制与辅助控制,本设计采用伺服控制来实现对位置的定位,辅助控制则有各气动装置来实现。当两大部分设计完成后,设备通过PLC可编程控制器来对两大控制部分进行编程与控制,从而实现自动送料控制的功能。
自动送料控制的设计思路
自动送料初步控制设计
如图21、图22所示,为自动送料初步控制结构图,整体的控制思路大体为,当数控车床加工完零件后,数控车床系统会发出一个加工完毕信号给自动送料系统,自动送料系统接收到信号后,自动送料控制系统启动。首先,送料结构会最先动作,存储料槽作为待加工零件的存储部分,独特的设计使料槽内的零件受重力的影响,会源源不断的流入输送料槽中,由于输送料槽只能容纳一个零件,因此当输送料槽内的零件备送出后,存储料槽会自动进行填料,为下一个循环做准备,以此构成自动填料的功能,其功能与控制系统无关。填料程序启动,气缸二动作活塞杆伸出,推动待加工零件在输送料槽上,向输送料槽末端运动,待加工零件的最大移动量取决于气缸的型号,理想控制为,活塞杆伸出完毕后,此时待加工零件应超出输送料槽末端一部分,位于气动卡爪一内,以便于后续气动卡爪一进行装夹,当填料控制执行完毕后,气动卡爪一加紧待加工零件,Y轴电机运转,带动卡爪一向下运动,当运动一定位置后X轴电机运转,带动卡爪所在工作台,向右运行,与此同时,气缸一动作,车床车门打开,旋转气缸动作,带动卡爪二顺时针旋转90°,到达原卡爪一位置,通过X轴与Y轴的相互配合,将卡爪二移至到已加工零件处,卡爪二动作,加紧已加工零件,此时,自动送料系统给数控车床系统,发送一个指令,让数车的三爪卡盘松开,Y轴电机运转,带动整个工作台向下运动,当运动到合适位置后,旋转气缸动作,带动卡爪逆时针旋转90°,Y轴运作,带动卡爪一朝三抓卡盘运动,将待加工零件,插入三抓卡盘后,三爪卡盘加紧,卡爪一松开,换料完毕,工作台在X与Y轴的配合控制下复位,卡爪二松开,将已加工零件放入成品收纳盒中,气功一动作车门关闭,数控车床进行加工,气缸二收回,待加工零件流入输送料槽内,当送料系统接收到数控车床发出的加工完毕指令后,下一个送料循环启动。

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