“车床维修”数控铣床带斗笠式刀库改造

-1-17.37广州工程技术职业学院毕业设计（论文）编号：GIT-QI-A6-37广州工程技术职业学院广州数控设备有限公司毕业设计（论文）题目：数控铣床带斗笠式刀库改造系(院)：机电工程系专业班级:10级数控3班学生姓名：骆金炮学号2100981919278指导教师：练一鸣孙晓辉完成日期：2012年12月12日姓名骆金炮学号2100981919278毕业届别2013年专业数控技术-2-27.38广州工程技术职业学院毕业设计（论文）任务书编号：GIT-QI-A6-387.39广州工程技术职业学院学生开题报告书毕业设计（论文）题目数控铣床带斗笠式刀库改造指导教师练一鸣学历大专职称导师指导教师孙晓辉学历硕士职称讲师具体要求1．根据有关企业市场需求的、指导教师所给定的和自己选定项目为毕业设计课题。2．搜集准备设计资料和相关手册。3．确定毕业设计课题的实施步骤。4．绘制出产品的相关图形。5．编写毕业设计说明书。进度安排1．2012年10月12日至10月15日完成课题选择，并搜集准备设计资料和手册。2．2012年10月16日至11月16日完成毕业论文的主要部分内容。3．2012年11月17日至11月30日编写毕业论文设计说明书。4．2012年12月01日至12月31日指导教师审核全部设计资料。5．2013年01月01日至01月08日修改并打印全部设计资料，上交给校内指导老师。广州数控设备有限公司指导教师签字：：年月日专业组长意见：专业组长签字：年月日题目发出日期2012.10.12论文起止时间2012.10.12－2013.01.08附注：-3-3编号：GIT-QI-A6-39课题类型：（1）A—工程设计；B—技术开发；C—软件工程；D—理论研究；（2）X—真实课题；Y—模拟课题；Z—虚拟课题（1）、（2）均要填，如AY、BX等。课题名称数控铣床带斗笠式刀库的改造课题来源教师指定课题类型AX指导教师练一鸣孙晓辉学生姓名骆金炮学号2100981919278专业数控技术开题报告内容：随着现代科技的发展猛进、为了提高生产效率、加强设备的技术要求，当今有很多厂家对数控机床进行了改造，使其成为机械化、智能化、人性化等。根据功能和技术要求的不同因而改造也不同，例如：在机床上安装排销功能或安置机器手使其全自动机械化或智能化等，而本论文主要讲述的是数控铣床带斗笠式刀库的改造。方法及预期目的：数控铣床带斗笠式刀库的改造就是在主轴支架体上安装一个斗笠式刀库，使其成为加工中心能够全自动换刀。主要目的:因为在实际加工过程中使用到的加工时间很少而大部分时间都是用在装夹和换刀过程中，所以为了提高生产效率和批量生产，充分利用原有的资源，很多厂家都会注重这一点而进行改造。指导教师签名：日期：-4-4目录前言..............................................................5摘要..............................................................5一、绪论.....................................................61.1数控机床概述...................................................61.2刀库的发展趋势及方向...........................................7二、刀库类型和改造的选择方案..................................72.1刀库的类型.....................................................72.2刀库改造的对比和决择...........................................11三、斗笠式刀库使用说明.........................................133.1斗笠式刀库自动换刀装置.........................................133.2斗笠式刀库的PMC控制要求........................................163.3刀库配置表.....................................................173.4与刀库相关的电气连接图.........................................183.5主轴准停控制信号...............................................213.6宏程序调用及换刀宏程序.........................................21四、斗笠式刀库的调试...........................................234.1刀库换刀调试必须注意的问题.....................................234.2刀库安装与相关PLC参数设置.....................................244.3刀库的调试设置.................................................28五、自动换刀系统的常见故障及排除.............................295.1刀库的维护要点................................................295.2刀库的故障及排除..............................................305.3刀库常见的报警处理............................................31六、总结......................................................33七、参考文献....................................................34-5-5前言由于市场竞争日趋激烈，产品更新极为迅速。随着汽车工业以及轻工消费品生产的高速增长，中小批量零件的生产及复杂零件越来越多，精度要求也越来越高，这就要求加工设备具有很高的效率和加工精度。而传统的普通机床已远远不能满足现代生产的需要。而以数控机床为代表的数控设备的生产与应用水平反映了一个国家的机械与电子水平。它的推广应用对于提高劳动生产率和产品质量，改变我国制造技术落后的状况起着极为重要的作用，因此有很多厂家为了达到相应技术要求而对原有的机床设进行改造。加工中心之所以得到这个称号就是因为它有独特的刀库和高精度，而刀库的容量及性能又直接决定了一台机床的价位和技术水平。目前，加工中心以及其它大型机床都拥有自己独立的刀库，但还有很多中小型机床还是使用小型刀架换刀或人工装刀，这大大降低了加工效率，难以批量生产，而在加工过程中实际上用到的加工时间很少，而大部分时间都是用在换刀和装夹上。因此有很多厂家对这类机床进行了改造，在机床上安装一个刀库使其成为加工中心能够全自动换刀，这不但提高了生产效率、缩短加工时间、能够批量生产，而且还充分利用了原有的资源，避免了不必要的损失，利用最小的投资得到最大收益是每个厂主的追求。因此机床的改造在当今起着重要的作用，特别是对加工中心的改造。摘要在现代数控加工技术得到迅速的普及及发展，高速加工中心作为新时代数控机床的代表，已在机床领域广泛使用。自动换刀刀库的发展俨然已超越其为数控加工中心配套的角色，在其特有的技术领域中发展出符合机床高精度、高效率、高可靠度及多任务复合等概念的独特产品。因而刀库是加工中心最重要的部分之一，它的发展也直接决定了加工中心的发展。近年来有很多厂家对刀库方面进行更新改进，在容量、效率和稳定可靠性等各方面进行提高，使其更智能化、人性化。在现代,加工中心虽然已经被广泛使用，但不可能每个厂家都全部使用加工中心加工，无论是大厂还是小厂都还有很多普通机床或技术先进一点的机床而又并非加工中心，因此，有很多厂家避免浪费现象加强设备性能对原有的资源进行了充分利用，注重了机床改造。而本论文主要讲述的是XK714铣床带斗笠式刀库-6-6的改造，因为这种刀库在数控加工中心上应用非常广泛，而换刀过程简单，换刀时间短，定位精度高；总体结构简单、紧凑，动作准确可靠；维护方便，成本低而被广泛使用。关键词：机床改造；刀库；加工中心一．绪论1.1数控机床概述1.1.1数控机床的概念数字控制是利用数字化信息对机械运动以及加工过程进行控制的一种方法，简称数控（NumericalControl，NC）。数控机床是指采用了数控技术进行控制的机床，或者说是装备了数控系统的机床，也称作为NC机床。由于现代数控系统是通过计算机进行控制的，因此，数控机床又称为CNC机床。1.1.2数控机床的组成数控机床主要由数控系统、伺服系统、程序载体、输入\输出装置、强电控制装置、辅助装置和机床主体组成。输入数控装置的程序指令记录在信息载体上，由程序读入装置接收，或由数控装置的键盘直接手动输入。1.1.3数控机床的工作原理数控机床在加工工艺与表面成形方法上与普通机床基本相同，在实现自动控制的原理和方法上有很大的区别。数控机床是利用数字化信息来实现自动控制的。先将与加工零件有关的信息，即工件与刀具相对运动轨迹的尺寸参数、切削用量以及各种辅助操作等的加工信息，用规定的文字、数字和符号组成代码，按一定的格式编写成加工程序，然后将加工程序输入数控装置。经过数控装置的处理、运算，按坐标轴的移动分量送到各轴的驱动电路，经转换放大，用于伺服电动机的驱动，带动各轴转动，并进行反馈控制，使刀具、工件以及其他辅助装置严格按照程序规定的顺序、轨迹和参数有条不紊的动作，从而加工出所需的零件。1.1.4数控机床的特点数控机床具有广泛的适应性，加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂型面，因而适合于加工中小批量、-7-7改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果。1.1.5数控机床的发展随着数控技术的发展，采用数控系统的机床品种日益增多，有车床、铣床、镗床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床等。此外还有能自动换刀、一次装卡进行多工序加工的加工中心、车削中心等。未来数控机床的类型将更加多样化，多工序集中加工的数控机床品种越来越多；激光加工等技术将应用在切削加工机床上，从而扩大多工序集中的工艺范围；数控机床的自动化程度更加提高，并具有多种监控功能，从而形成一个柔性制造单元，更加便于纳入高度自动化的柔性制造系统中。1．2刀库系统的发展趋势及方向：近年来刀库的发展俨然已超越其为配备的角色，在特有的技术领域中发展出符合工具机高精度、高效能、高可靠度及多任务复合等概念产品，多样化产品，左右工具机在生产效能及产品精度的表现。刀库的容量、布局，针对不同的工具机，形式也有所不同，根据刀库的容量、外型和取刀方式可概分为斗笠式刀库、圆盘式刀库、链条式刀库。其发展趋势均为为高效能、轻量化低成本的产品。刀库系统作为自动化加工过程中所需的储刀及换刀需求的一种装置，为数控机床缩短机床非切削时间，降低劳动强度提供了必要条件，是数控机床的重要功能部件，必将向精密和简易两极化；高速轻量化；低碳、环保、智能、安全等几个方向发展。二、刀库类型和改造的选择方案由于本次实践主要是对数控铣床XK714进行加工中心改造，在这次改造中刀库的选择特别重要，因为刀库是加工中心自动换刀装置的主要部件，刀库的容量和性能直接决定了一台加工中心的技术含量。而刀库的形式又有很多种，如：斗笠式、盘式、链条式、格子箱式等等，再加上各种刀库的价格、寿命和用途都不同，因此选择刀库不仅仅是资金成本的问题，还应考虑到其它的条件限制和各种设备因素，例如机床与