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Contenidos
Resumen………………………………………………………………2
Proyecto de Graduación Carta de Asignación…………………………………………2
Requisitos de diseño………………………………………………2
Selección del sistema CNC y almacén de herramientas………………………………2
Proceso de herramienta del almacén de herramientas……………… ………………3
El diseño del circuito de control del almacén de herramientas y sus puntos de entrada y salida de E/S…………3
El diseño del programa macro del almacén de herramientas… …………… ………………………………………5
Parte de la descripción de la función del PLC……………………………………………………6
Diseño de PLC………………………………………………8
Depuración del almacén de herramientas……………………………… ………… …… 11
Referencias……………………………………………………13
Resumen: El control del almacén de herramientas diseñado Se basa en programas macro, PLC y circuitos de control que cooperan entre sí para realizar cambios de herramientas seguros y eficaces. El cargador de herramientas seleccionado es un cargador de cucharón de tipo cilindro. El cilindro controla principalmente el movimiento izquierdo y derecho del cargador de herramientas. La rotación del motor impulsa el movimiento intermitente del engranaje, controlando así el movimiento intermitente hacia adelante y hacia atrás del cabezal de corte.
Asignación de Proyecto de Graduación
En la actualidad, los almacenes de herramientas en los centros de mecanizado y centros de torneado y fresado generalmente se pueden dividir en dos tipos: uno es la fijación de las herramientas en la funda de herramientas, es decir, el proceso de trabajo. Las cuchillas contenidas en cada juego de cuchillas son fijas. Su representante es el cargador de cuchillos estilo sombrero. Durante el proceso de trabajo de otro tipo de almacén de herramientas, las herramientas instaladas en cada bolsillo de herramientas pueden cambiar, y su representante es el almacén de herramientas del robot. Hay dos tipos comunes de métodos de cambio de herramientas en el cambiador automático de herramientas (ATC) del centro de mecanizado. Uno es que la herramienta se intercambia directamente desde el almacén de herramientas por el husillo y el otro es que la herramienta se intercambia entre los husillos. y el almacén de herramientas apoyándose en un manipulador. El primer método de cambio de herramienta es adecuado para centros de mecanizado pequeños. El almacén de herramientas es pequeño, hay menos herramientas, la acción de cambio de herramienta es simple y fallas como la caída de herramientas son fáciles de detectar y pueden eliminarse a tiempo. El segundo método de cambio de herramienta es relativamente complejo en términos de estructura y acción. Dado que los métodos de cambio de herramientas de estos dos tipos de cargadores de herramientas son diferentes, el personal de depuración debe utilizar métodos diferentes al programar programas de cambio de herramientas.
Objetivo principal: Completar el diseño de control desde el inicio del cambio de herramienta hasta el final del cambio de herramienta.
Requisitos de la tarea de diseño: ①Diseño del circuito de control
②Diseño de programa macro
③Diseño de control PLC
④Depuración del almacén de herramientas
p>En este diseño: se selecciona Mitsubishi M64S como sistema CNC de máquina herramienta.
Según el modelo de herramienta utilizado en el husillo, seleccionar el cargador de herramientas tipo sombrero cilíndrico BT-40×20.
Las características principales del cargador de herramientas:
1. El cargador de herramientas adopta un modo de diseño de doble eje paralelo con una capacidad de carga promedio y un movimiento suave hacia adelante y hacia atrás del cargador de herramientas.
2. Segmentación de la teoría de Ginebra, el ángulo de segmentación es preciso, lo que garantiza la precisión del centro del husillo al cambiar de herramienta.
3. El cilindro está diseñado con una función de amortiguación, de modo que cuando el cargador de herramientas avanza rápidamente para cambiar de herramienta, se detendrá silenciosamente cuando alcance la posición sin emitir un fuerte sonido de impacto.
4. Adopte un interruptor de proximidad y un sistema de inducción electrónico cuidadosamente diseñado.
Se proporcionan instrucciones especiales para el cambio de herramientas en el software de desarrollo de PLC de Mitsubishi CNC. Ahora combinado con el programa macro de cambio de herramienta del cargador de herramientas para sombreros, los detalles son los siguientes:
1 Términos y condiciones
La descripción en este diseño es la siguiente:
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1.1 Herramientas ——————Se refiere a la herramienta específica para cortar la pieza de trabajo. Cada herramienta se puede numerar y el número de herramienta se especifica directamente al seleccionar la herramienta.
1.2 Portacuchillas: se refiere al dispositivo para sostener la cuchilla instalada. La funda del cuchillo también está numerada.
1.3 Cabezal de herramienta: el cuerpo giratorio en el cargador de herramientas. Impulsa el movimiento del portacuchillas.
1.4 Posición de cambio de herramienta: una posición específica en el almacén de herramientas. Solo se puede cambiar la herramienta en esta posición al husillo.
2. La secuencia de cambio de herramienta del almacén de herramientas tipo sombrero
La secuencia de cambio de herramienta se puede dividir en dos estados: el husillo tiene una herramienta y el husillo no tiene una herramienta.
Cuando el husillo tiene herramienta Cuando: El eje Z sube a la herramienta cambiando de altura - el husillo se detiene - el husillo se detiene con precisión - el almacén de herramientas busca la herramienta (encontrando la posición con la misma herramienta). número que el husillo) - el almacén de herramientas oscila a la posición del husillo - el husillo libera la herramienta - El eje Z sube al segundo punto de referencia - comienza a buscar herramientas - el eje Z baja a la altura de cambio de herramienta - el el husillo aprieta la herramienta - el almacén de herramientas oscila a la posición inicial - finaliza el cambio de herramienta
Cuando el husillo no está Tiempo de herramienta: El eje Z sube al segundo punto de referencia - el husillo se detiene - el husillo se detiene con precisión - el almacén de herramientas comienza a buscar herramientas - el husillo libera la herramienta - el eje Z desciende a la altura de cambio de herramienta - el husillo aprieta la herramienta - la herramienta Posición inicial de la dirección de giro del almacén - fin del cambio de herramienta
Diseño del circuito de control del almacén de herramientas y su diagrama esquemático de cableado de E/S:
Código de nombre de dirección
X7 Señal de selección de herramienta SQ7
X3 Protección del almacén de herramientas SQ3
X4 Detección de presión de aire SP1
X9 Liberación de herramienta SQ9
X10 Tensión de herramienta SQ10
X5 Límite derecho del cabezal de corte SQ5
X6 límite izquierdo del cabezal de corte SQ6
XA protección contra sobrecarga FR1
Y5 almacén de herramientas Control de rotación hacia adelante KA2
Y6 almacén de herramientas hacia atrás control de rotación KA3
Y1 Control de electroválvula de cambio de herramienta KA1
Programa macro almacén de herramientas
#1132=1 Iniciar cambio de herramienta
IF [#1032 EQ 0] G0 T0 20 Determinar si el husillo tiene actualmente una herramienta, si no hay herramienta, salta a N20
IF [#1032 EQ #1033] G0 T0 10 Determinar si el husillo está actualmente la herramienta de destino, si es así, salte a N10
M05 Parada del husillo
M20 Parada precisa del husillo
N15 G04 M80 El almacén de herramientas oscila a la posición del husillo
M83 El cabezal libera la herramienta
G30 P3 Z0 El eje Z se desplaza al segundo punto de referencia
N16 G04 X1.0 Pausa de un Segundo
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IF[#1034 EQ 0] G0 T0 16 Búsqueda de herramienta
G30 P2 Z0 El eje Z baja para cambiar de altura
Herramienta de apriete de husillo M82
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G04 X1.0 pausa de un segundo
El cargador de herramientas M81 vuelve a la posición inicial
N10 #1132=0 cambio de herramienta completo
M99 Fin de herramienta
N20 G30 P3 Z0 El eje Z se desplaza al segundo punto de referencia
M05 El cabezal se detiene
M20 El cabezal se detiene con precisión
N17 G04 Herramienta
G30 P2 Z0 El eje Z baja a altura de cambio de herramienta
M82 Husillo aprieta herramienta
G04 X1.0 Pausa de un segundo
M81 El almacén de herramientas vuelve a la posición inicial
#1132=0 Cambio de herramienta completado
Cambio de herramienta M99 completado
Introducción a la función M en el programa macro:
M80 mueve el almacén de herramientas hacia la derecha, M81 mueve el almacén de herramientas hacia la izquierda, aprieta la herramienta para el husillo, M83 libera la herramienta para el husillo
M20 detiene el husillo con precisión
Parte de la descripción de la función del PLC:
En el software Mitsubishi GX-DEVELOP, hay 13 instrucciones especiales de cambio de herramientas que se pueden utilizar.
Entre ellos se encuentran buscar el número de herramienta, girar el cabezal de corte, cambiar la herramienta del husillo, escribir el número de herramienta, leer el número de herramienta, seleccionar la dirección de rotación de la herramienta más cercana, determinar el número de pasos de rotación, hacer un contador de anillos, etc., ahora en estilo sombrero. Tomando como ejemplo el almacén de herramientas, explicaremos el uso de instrucciones especiales de cambio de herramientas.
1. Configuración del almacén de herramientas y parámetros de cambio de herramienta
Cuando se utilizan instrucciones especiales de cambio de herramienta, se han especificado registros de archivos R2950---R3639 para el propósito especial de las instrucciones de cambio de herramienta. , debe configurarse adecuadamente a través del programa PLC.
2. Establezca el número de herramienta (se toman 20 herramientas como ejemplo en este diseño).
Escriba el número de herramienta secuencialmente en R3000-R3079 en el almacén de herramientas.
3. Comando de selección de herramienta más cercana
Selección de herramienta más cercana: es decir, girar el cabezal de la herramienta según el recorrido más corto. Al compilar un programa de PLC, el núcleo es la "selección de herramienta", es decir, enviar un comando de selección de herramienta para hacer que el cargador de herramientas gire hacia adelante o hacia atrás hasta que el "número de herramienta de posición de cambio de herramienta" sea igual al "número de herramienta seleccionada". . El disco deja de girar y se realizan cambios de herramienta posteriores.
La "posición de cambio de herramienta" es una posición fija en el almacén de herramientas. Sólo se puede cambiar la herramienta en esta posición al husillo. El número de herramienta en la "posición de cambio de herramienta" cambia constantemente cuando gira el cabezal de la herramienta. En el programa PLC, un registro de archivo R que se retiene durante un corte de energía se utiliza para representar la "posición de cambio de herramienta" (como R2000 Cuando el cabezal de corte gira, el valor de R2000 cambia mediante el pulso de conteo del contador del cabezal de corte). . El "dato" de R2000 es el "número de herramienta" de la "posición de cambio de herramienta".
"Número de herramienta seleccionada" - es el número de herramienta seleccionado con el comando T en el programa de mecanizado principal.
Este comando para seleccionar la herramienta más cercana puede accionar automáticamente M502 = ON u OFF según el valor de "número de herramienta de posición de cambio de herramienta" y el número de herramienta seleccionado. Cuando M502=ON, el cabezal de corte gira hacia adelante y M502=OFF, el cabezal de corte gira hacia atrás. Sin embargo, se deben realizar algunas configuraciones antes de usar este comando. El ejemplo es el siguiente:
（Rn）——. R2000——Uso Establezca la dirección inicial del búfer con el parámetro especificado.
En el búfer de configuración de parámetros especificado, no se establece ningún contenido específico, solo se establece el número de dirección del registro de archivo que almacena datos específicos. .
Si el número de dirección de un registro de archivo - 2100 se especifica en R2000, el registro de archivo R2100 se utiliza para configurar los parámetros relevantes de la rotación del cabezal de corte, si se debe seleccionar la herramienta más cercana, etc.
(Rn +1): R2001 especifica el número de dirección de registro del archivo de "posición de cambio de herramienta", que se almacena en R2001.
(Rn +2): R2002 especifica el número de dirección de registro del archivo "número de herramienta seleccionado", que se almacena en R2002.
(Rn +3): R2003 especifica un número de dirección de registro de archivo que se almacenará en R2003. El valor en el registro de archivo es el número de pasos que debe girar el cabezal de la herramienta para la selección de herramienta calculado por el CN. .
Después de la configuración anterior,
R2100——se utiliza para configurar los parámetros de rotación del almacén de herramientas
R2001——registro de posición de cambio de herramienta
R536 - registro de número de herramienta seleccionado
R2102 - registro de número de pasos a girar
Explicación del parámetro de dirección
#1032 R72 Número de herramienta de conteo interno del PLC
p>#1033 R74 Recuento del almacén de herramientas
#1034 R76 Verificar la herramienta real y el número de herramienta objetivo
#1035 R78 Cambio de herramienta completado
#1132 R172 Si se debe ejecutar el programa de cambio de herramienta
Programa PLC del almacén de herramientas
Parámetro de control ATC R2950 Marca de puntero R2965
Número de marca del almacén de herramientas Herramienta de husillo R2960 R2970
Explicación del comando
S.ROT K1 Rn Rm Mn Rotación del cuerpo giratorio
S.ATC K1 Rn Rm Mn Búsqueda de número de herramienta
S.ATC K3 Rn Rm Mn Cambio de herramienta
Depuración del almacén de herramientas
El ajuste de la posición de cambio de herramienta es una operación delicada y requiere que personal capacitado utilice equipos de proceso especializados para ser precisa y eficaz cumplimentada.
Para los cargadores de herramientas de tipo disco, la acción de cambio automático de herramienta se completa con los cinco pasos de avance y retroceso del cargador de herramientas, rotación del disco de la herramienta, posicionamiento preciso del husillo, movimiento hacia arriba y hacia abajo. del eje Z, y aflojamiento y sujeción de la barra de herramientas. Al cambiar herramientas en una máquina herramienta, el centro del portaherramientas y el orificio cónico del husillo deben estar alineados, y el chavetero del portaherramientas y la cara del extremo del husillo también deben estar alineados. Estos dos puntos son cruciales. El ajuste de la posición de cambio de herramienta incluye el ajuste del almacén de herramientas, el ajuste de la parada precisa del husillo y el ajuste de la posición de altura del eje Z.
Los siguientes son los pasos de depuración del cargador de herramientas de sombrero tipo cilindro:
1. Instale el cargador de herramientas en la máquina herramienta. Instale el soporte del cargador de herramientas correspondiente en la posición designada de la columna de la máquina herramienta, fíjelo ligeramente, luego instale el cargador de herramientas en la posición designada del soporte, fíjelo también ligeramente y conecte los circuitos relevantes del cargador de herramientas, y realice una verificación de encendido.
2. Instale la mitad de calibración en el portaherramientas del husillo, levante el eje Z hasta y más allá de la altura del portaherramientas y gire el cargador de herramientas hacia el husillo. Coloque la otra mitad del corrector en el portaherramientas. Utilice el volante para bajar el eje Z cerca del portaherramientas del almacén de herramientas, cierre la selección de ejes del volante, luego ajuste el soporte del almacén de herramientas a la parte delantera y trasera de la máquina herramienta y el almacén de herramientas a las posiciones izquierda y derecha. del soporte y realice la calibración. Cuando se ajusta de manera que la varilla de prueba pueda pasar fácilmente a través de los dos orificios de prueba instalados en el husillo y el portaherramientas del almacén de herramientas, y la varilla de prueba pueda deslizarse lentamente hacia abajo por sí sola cuando suelta la mano, demuestra que el centro de la El portaherramientas del almacén de herramientas está alineado con el centro del portaherramientas del husillo en la misma línea recta. En este momento, apriete todos los tornillos de fijación y coloque los pasadores de posicionamiento en los soportes y columnas.
3. Una vez completados los ajustes anteriores, el siguiente paso es modificar los parámetros del sistema. En el sistema Mitsubishi M64S, el parámetro de posicionamiento del husillo es #3207 y el parámetro del punto de referencia de cambio de herramienta es #2038. Primero modifique los parámetros de posicionamiento del husillo para que después de posicionar el husillo, esté en la misma línea recta que el bloque de herramientas en el portaherramientas.
4. Para ajustar la posición de cambio de herramienta, gire el cargador de herramientas a la posición inicial, use un mango de herramienta estándar para medir el desplazamiento del mango de la herramienta cuando el husillo se suelta y agarra la herramienta, sostenga el estándar. mango de la herramienta con el husillo y utilice un calibrador. Mida la distancia G entre el extremo inferior del husillo y la cara del extremo superior del anillo de la herramienta con una galga de espesores para determinar las coordenadas de posición del cambio de herramienta en la caja del husillo. mango de herramienta estándar sin remaches en el cargador de herramientas, mueva el cargador de herramientas a la posición del husillo y ajuste Z con el volante. El eje desciende lentamente, de modo que la llave del husillo entre lentamente en el chavetero del portaherramientas hasta el espacio entre el extremo del husillo. La cara y la cara del extremo superior del anillo de la herramienta es G. La coordenada del eje Z en este momento es la altura de cambio de herramienta.
5. Después del ajuste, levante el eje Z a la distancia de un portaherramientas por encima del portaherramientas, gire el portaherramientas hacia el husillo e instale un portaherramientas en el portaherramientas para un estándar. mango de la herramienta con remaches, coloque el eje y mantenga presionado el botón de cambio de herramienta. Use el volante para bajar el eje Z para que el mango de la herramienta se pueda agarrar con seguridad. Suelte el botón de cambio de herramienta para apretar el mango de la herramienta. ¿Subir el portaherramientas? Si es así, debe usar el volante y ajustar la ampliación a un valor pequeño, y continuar bajando el eje Z hasta que la manga de brocha ya no sea demasiado grande al apretar la cuchilla. Luego verifique el valor de las coordenadas mecánicas del sistema e ingrese su valor en el segundo punto de referencia (altura de cambio de herramienta). Determine el tercer punto de referencia, presione el botón de cambio de herramienta para separar el portaherramientas y el husillo, levante el eje Z a 1,5 veces más alto que el portaherramientas e ingrese su valor de coordenadas mecánicas en el tercer punto de referencia. En este momento, se ha completado el ajuste del almacén de herramientas.
6. Realice un cambio de herramienta de prueba y observe si el cambio de herramienta es fluido. Si no hay errores, puede realizar cambios continuos de herramienta y observar si el cambio de herramienta es fluido.
Referencias:
1. Tecnología de aplicación del controlador programable Zhang Wanzhong (segunda edición) Beijing: Chemical Industry Press 2005
2 Manual de parámetros del sistema CNC de Mitsubishi 2004.2 <. /p>
3. Manual de programación de PLC MITSUBISHI CNC EZMOTION NC E60 Mitsubishi Electric Corporation (primera edición) 2002.7
4. Tecnología de control eléctrico de fábrica de Zhang Yunbo y Liu Shurong (segunda edición) Senior Education Press 2004.11