链式刀库及自动换刀装置的控制与检测系统研究

发布时间：2017-05-24 15:25

  本文关键词：链式刀库及自动换刀装置的控制与检测系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在加工中心的自动换刀装置中,刀具翻转的位置是否准确和平稳，将直接影响加工中心自动换刀的准确性和可靠性；因此，在抓刀时测试翻刀机构的位置精度及其平稳性具有重要的意义。 本文以测试控制技术为出发点，以刀库及自动换刀装置的控制及检测系统为研究对象，从总体方案设计、硬件设计和软件设计几个方面介绍了对系统的应用研究。搭建了用于承载刀库及自动换刀装置的测试平台，设计了以三菱FX1N-40MT PLC为核心的控制系统；另外，还设计了以VC为基础的数据采集、分析系统。 首先，依据刀库运行及刀套翻转的特点，完成了系统测试平台的设计；为了实现对刀套翻转定位精度的检测，设计了传感器的安装支架，该支架在装配时能有效的避开机械手换刀及刀套翻转的工作范围；将激光位移传感器安装在支架上，完成对刀柄的数据采集。 其次，为实现整个自动换刀装置的运动，，设计了一种基于PLC的控制系统，利用PLC控制伺服电机、气缸和变频器的运动，继而实现对刀库运动、刀套翻转运动和机械手运动的控制。同时，利用组态王设计人机界面，实现对自动换刀装置的监控、刀库运行的参数设置以及刀库运动的模拟。 最后，开发了基于VC的数据采集系统，实时采集检测数据，并对位移数据进行分析处理；通过友好的图形界面实时显示测量数据及分析结果，并实时将数据进行保存。
【关键词】：定位精度 PLC 数据采集 激光位移传感器
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 概述9-11
• 1.1.1 链式刀库及自动换刀装置简介9-10
• 1.1.2 刀库及自动换刀装置的发展趋势10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 课题来源及研究背景和意义13-15
• 1.3.1 课题来源及背景13
• 1.3.2 课题研究内容及意义13-15
• 第2章 系统总体方案的设计15-23
• 2.1 试验对象介绍15
• 2.2 系统组成15-16
• 2.3 试验平台设计16
• 2.4 控制系统的设计16-20
• 2.4.1 刀库的运动控制17-18
• 2.4.2 刀套翻转的运动控制18-19
• 2.4.3 自动换刀装置的控制19-20
• 2.5 数据采集及分析系统方案20-21
• 2.6 本章小结21-23
• 第3章 控制系统的硬件开发23-35
• 3.1 控制系统的方案分析及 PLC 选型23-25
• 3.1.1 系统控制要求23
• 3.1.2 控制系统方案分析23-24
• 3.1.3 PLC 的选型24-25
• 3.2 电气系统设计25-26
• 3.3 系统的驱动设计26-31
• 3.3.1 刀库的驱动设计26-28
• 3.3.2 自动换刀装置的驱动设计28-30
• 3.3.3 刀套翻转的驱动设计30-31
• 3.4 组态软件的选择与通信31-34
• 3.4.1 组态软件的选择31
• 3.4.2 组态软件的通信设置31-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第4章 PLC 编程及人机界面设计35-49
• 4.1 换刀过程的分析35-38
• 4.1.1 自动换刀装置的换刀过程详细介绍35
• 4.1.2 换刀过程的选刀分析35-36
• 4.1.3 换刀过程的时序分析36-38
• 4.2 PLC 的程序编写38-44
• 4.2.1 PLC 的输入输出分配38-40
• 4.2.2 程序编写40-44
• 4.3 控制台的操作44-45
• 4.4 人机界面的设计45-48
• 4.4.1 刀库运动的模拟45-47
• 4.4.2 自动换刀装置的监控及参数设置47-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第5章 检测系统设计49-65
• 5.1 数据采集卡的模拟量采集功能49
• 5.2 系统的硬件选型49-52
• 5.2.1 位移传感器的选型及参数设置49-50
• 5.2.2 位移传感器的支架设计50-51
• 5.2.3 多功能数据采集卡的选型51-52
• 5.3 数据采集系统的系统布线52-53
• 5.3.1 PLC 输出信号与 PCI-9222 采集卡的连接52
• 5.3.2 位移传感器与 PCI-9222 采集卡的连接52-53
• 5.4 检测系统的软件开发53-62
• 5.4.1 Visual C++6.0 简介53-54
• 5.4.2 程序总体规划54-55
• 5.4.3 软件编程55-62
• 5.5 检测结果62-64
• 5.6 本章小结64-65
• 结论65-67
• 参考文献67-71
• 攻读工学硕士学位期间所发表的学术论文71-73
• 致谢73

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 崔晶;骆玉霞;王然;王迪凡;;弧面凸轮自动换刀机构性能监测系统研究[J];电子测量技术;2013年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 韩鹏卓;面向可靠性的链式刀库及ATC性能测试系统[D];大连理工大学;2013年

  本文关键词：链式刀库及自动换刀装置的控制与检测系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：391199