FANUC数控车床的刀架控制系统设计毕业论文

FANUC数控车床的刀架控制系统设计摘要本次主要是研究FANUC数控车床的刀架控制系统。

其中分析了FANUC数控车床的基本组成，数控车床六工位刀架控制系统的机械机构和电气控制以及六工位刀架的PLC程序；测绘FANUC数控车床六工位刀架部分的电气原理图、接线图；对六工位刀架的动作过程的分析。

关键词：刀架控制原理；刀架电气控制系统目录毕业设计说明书（论文） ...................................................................... 错误!未定义书签。

目录 .......................................................................................................................................... i i 第1章绪论 (1)1.1 FANUC数控刀架研究的背景及现状 (1)1.2 课题的意义 (2)1.3 课题的内容 (2)第2章FANUC数控车床的基本组成 (3)2.1 主控制系统 (3)2.2 FANUC伺服单元 (6)2.3 辅助装置 (7)第3章机械结构 (9)3.1 刀架总述 (9)3.2 刀架的基本结构 (9)3.3 刀架的分类 (10)3.4 刀架的几种典型结构 (10)3.5 FANUC数控车床刀架换刀工作原理 (12)第4章数控车刀架电气控制系统设计 (15)4.1 刀架的控制和接口 (15)4.2 霍尔原理在刀架中运用的简单概述 (15)4.3 六工位刀架PLC接线原理图 (16)4.4 PLC编程的基本步骤及基本编程 (18)4.5 六工位刀架梯形图及调试 (20)第5章结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 (28)附录一 (28)第1章绪论1.1 FANUC数控刀架研究的背景及现状从 2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国。

毕业设计题目数控车床刀架设计学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级机升0901学生崔淋淋学号20090404005指导教师宋强二〇一一年五月三十一日1前言1.1选题背景与意义最近二、三十年以来，我国在引进、消化国外技术的基础上，对数控机床进行了大量的研究。

20世纪90年代，我国数控机床的种类有了新的发展，并且进行了许多技术复杂的大型数控机床的开发工作。

很多高档的数控系统，分辨率为0.02μm的高精度数控系统，数字仿形数控系统等与柔性单元相配套的数控系统都已开发出来了，并制出了样机。

长期以来，我国的数控系统基本为传统的封闭式的体系结构，CNC只能作为非智能机床的运动控制器。

加工过程中的变量根据经验以固定参数形式预先进行设定，加工程序在实际加工前用手工方式或者通过CAD/CAM及自动编程系统进行编程，CAD/CAM和CNC之间并没有反馈控制环节，整个加工过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。

在复杂的环境与多变的条件下，加工过程中刀具的组合、工件的材料、主轴的转速、刀具的轨迹、切削的深度、加工的余量等加工参数，无法在现场根据外部干扰和随机实际因素进行实时的动态调整，更无法通过反馈控制环节随时的修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。

传统的CNC 系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制方向发展，已经不能适应日益复杂的加工制造过程，因此对数控技术实行变革迫在眉睫。

现在欧美的数字产品已经达到了相当高的水平。

高速加工技术发展非常迅速，且在高档数控机床中得到广泛应用。

应用新的机床运动学理论和先进的驱动技术，优化机床结构，采用高性能功能部件，移动部件轻量化，减小了运动惯性。

在刀具材料和结构支持下，从单一的刀具高速切削加工，发展到机床全面高速化加工，如数控机床主轴的转速从每分钟几千转发展到几万转、几十万转；移动速度从每分钟十几米发展到了几十米甚至超过百米；换刀时间从十几秒甚至下降到1秒一下，换刀速度加快了几倍到几十倍。

摘要数控加工的加工精度高，生产率高，能减轻操作者劳动强度，改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。

它的发展和运用，影响着制造业水平高低，实现生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向，所以非常值得我们去研究。

本设计通过对数控车床六工位自动控制刀架工作原理的分析，综合考虑刀架工作过程的优缺点，确定了设计方案，得到了最终设计的结果,也达到了预先设定的目的。

本设计主要包括了数控车床刀架机构的主要部件，其中包括转位机构，刀架的定位机构，驱动伺服电机的选择，蜗轮蜗杆的设计，刀架主轴的结构设计等。

最终得到常用的数控车床六工位刀架应满足的要求。

关键词:六工位；电动刀架ABSTRACTWith its high working accuracy and productivity, the numerical control processing can reduce the operators’ labor intensity, improve labor condition, and is thus advantageous in the modernization of manufacturing management as well as improvement of economic benefit. Hence,the development and the utilization the numerical control processing play a role and become the development direction in the advancement of manufacturing industry.Based on the analysis of operating principle and process of six-station automatic control knife rest of numerically controlled lathe, this paper determines its solution approach and conclusion. The paper first discusses how to choose such critical pieces of the knife rest of numerically controlled lathe as indexing mechanism, positioning mechanism, drive servo motors, and then discusses the design of worm gear, worm drive, and the structure of principle axis of the knife rest, etc.. The paper then concludes the requirements of common six-station automatic control cutter of numerically controlled lathe.Key words: six-location; electronic knife rest第一章引言1.1 毕业设计的背景及目的。

本科毕业设计说明书（论文）题目：FANUC 0i mate-TD数控车床PMC控制系统设计专业：机械设计制造及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：起迄日期：设计地点：毕业设计说明书（论文）中文摘要毕业设计说明书（论文）英文摘要目录前言 (1)第一章绪论 (2)1.1引言 (2)1.2 FANUC数控系统概述 (2)1.2.1 FANUC数控系统的主要类型 (2)1.2.2 FANUC数控系统的特点 (3)1.2.3 FANUC 0系列的主要功能及特点 (4)1.2.4 FANUC 0i系列的主要功能及特点 (4)1.3 FANUC数控车床的创新与应用 (5)第二章FANUC数控车床电气原理图的设计 (5)2.1 常用电器的选型 (5)2.1.1 低压元器件选择 (5)2.2 电气原路图的基础知识 (7)2.2.1 电气原理图 (7)2.2.2 电气原路图的构成要素 (7)2.2.3 电气原路图的画法规则 (7)2.3 电气原理图的设计原则和设计步骤 (8)2.3.1 电气原理图中的图形符号、文字符号和接线端子标记 (9)2.3.2 电气原理图 (9)2.4 电气原理图电路示例 (12)第三章FANUC PMC程序的设计 (13)3.1 概述 (13)3.2 PMC的地址 (14)3.3 PMC程序的结构 (14)3.4 PMC程序基本指令 (15)3.5 PMC程序功能指令 (16)3.5.1功能指令的格式 (18)3.5.2部分功能指令说明 (19)3.6 FANUC数控车床PMC分析 (23)3.6.1 I/O分配表 (23)第四章系统的调试 (26)4.1 FANUC Oi Mate-TD数控系统操作面板 (26)4.2 参数的显示 (27)4.3 存储卡格式PMC 的转换 (30)4.3.1 M-CARD格式→计算机格式 (30)4.3.2 计算机格式→M-CARD格式 (31)4.4与轴设定相关的NC 参数初始设定 (33)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (36)前言计算机技术的发展、电子技术的发展、自动控制的发展、传感测量的发展、机械制造的发展以及网络通信技术的发展造就了数控机床的飞速发展。

1前言1.1数控车床的现状随着科学技术的发展，机械产品的形状和机构不断改进，对机械零件的加工质量要求也越来越高；单件、小批生产的机械产品所占比重越来越大，特别是在造船、航空、及其国防工业的各个部门，加工批量少、精度要求高、形状复杂的零件很多。

像这样的产品在一般的自动机床或组合机床上加工就显得很不经济、不合理，一般的机床有不能加工，所有就产生了数控机床。

数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品，是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。

数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量中和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。

数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。

1.2 数控车床刀架简介随着数控车床的不断发展，刀具结构形式也在不断翻新。

刀架主要分为低、中、高三个档次。

在国外，数控机床应用越来越广，数控车床将向中高档发展，对数控刀架需求量将大大增加。

数控刀架也向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动等高档方向发展。

当今，数控伺服刀架、动力刀架等功能部件已成为衡量数控机床水平的重要标志。

其中转塔动架逐渐成为国际机床业刀架发展中一项主流应用产品，逐渐国内外立、卧式车床中广泛应用。

数控车床刀架的驱动方式主要有电驱动和液压驱动两大类，电动刀架操作方便，维护简单，应用比较广泛，但是就其稳定性和可靠度来说它不如液压刀架，所以在工艺性要求比较高的机床上，液压刀架有其不可替代的位置[7]。

目前国内数控刀架以电动为主，分为立式和卧式两种。

主要用于简易数控车床；卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床[11-13]。

另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。

一个刀架可以安装四把、六把或者更多把刀，以便一次装夹所需的各种刀具，灵活方便地完成各种几何形状的加工，能够有效的提高劳动生产率，缩短生产准备时间，消除人为误差，提高加工精度与加工精度的一致性等等。

数控车床刀架及其液压系统的设计设计一、引言二、数控车床刀架设计1.结构设计刀架底座是刀架的基础部分，应具有足够的强度和刚性，以支撑刀架的各个部件。

刀架卡盘是刀具的夹持装置，应采用强力夹紧机构，以确保刀具的牢固夹持。

刀杆是刀具的支撑部分，应采用高强度合金材料制造，并具备较大的刚性和韧性。

加工平台是工件的支撑平台，其尺寸应根据实际工件尺寸进行设计，并具备足够的强度和稳定性。

2.运动控制设计快速移动模式是为了提高刀具的运动速度，大大缩短空程时间。

在设计过程中，应采用高速伺服电机和精确的位移传感器，以实现快速而精准的位置变换。

准备移动模式是为了使刀具到达工作区域，并开始进行加工准备。

在设计过程中，刀架的移动速度应比切削移动速度略低，以确保刀具的安全。

切削移动模式是切削加工的过程。

在设计过程中，应根据实际加工要求和工件材料，选择合适的进给速度和切削速度，以实现高效、精准的切削加工。

三、液压系统设计1.刀具夹紧设计刀具的夹紧是数控车床刀架的重要功能之一、在设计过程中，应选择合适的夹紧机构，如弹簧夹紧、液压夹紧或气压夹紧等。

夹紧力应根据刀具的直径和切削力进行计算，以确保刀具的牢固夹持。

2.切削力补偿设计在切削加工过程中，刀具的切削力会导致刀架的变形和振动，影响加工精度和表面质量。

为了补偿切削力对刀架的影响，可以采用液压系统进行切削力的补偿。

液压系统的设计包括液压油泵、液压缸和液压阀等组成部分。

液压油泵应选择高压、高流量的液压泵，并配备合适的液压油箱和滤油器，以确保系统的稳定运行。

液压缸应根据切削力的大小选择合适的设计参数，如缸径、行程和工作压力等。

液压阀应采用比例阀或伺服阀，以实现对切削力的精确控制。

四、总结数控车床刀架及其液压系统的设计是数控车床的核心技术之一、本文对数控车床刀架的结构设计和运动控制设计，以及液压系统的刀具夹紧设计和切削力补偿设计进行了探讨。

通过合理的设计，可以提高数控车床的加工精度和效率，满足工业生产的需求。

数控机床自动刀架故障分析与维修摘要数控机床是高性能机电一体化设备，其位置检测用的是串行脉冲编码器，由于串行脉冲编码器的特点。

自动刀架是数控机床中常用的换刀装置，由于使用频繁，且各种型号格的刀架质量参差不齐，所以故障率较高。

刀架出现的故障可能涉及机械、电气、控制系统等多方面的原因，这给迅速确定故障点，排除故障带来一定的难度。

以目前使用较多的螺旋四转位自动刀架为例，介绍自动刀架常见故障及其维修方法。

通过毕业设计使我学会了对相关学科中的基本理论基本知识进行综合运用，同时，使自己对本专业有较完整的系统的认识，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。

关键词：数控机床自动刀架故障诊断与维修毕业设计目录摘要 (1)目录 (2)1.引言 (3)1.引言 (3)2.数控机床故障诊断的基本知识 (4)2.1 数控机床的主要组成部分 (4)2.2 数控机床的特点 (5)2.3 数控机床故障的基本概念 (6)2.4 数控机床常见的故障类型 (6)3.数控机床故障诊断的基本要求 (9)3.1 在故障诊断时应掌握以下原则 (9)3.2 数控机床故障诊断的一般方法 (9)3.3 数控机床的常见故障排除方法 (12)4.数控机床自动刀架故障分析与维修 (15)4.1 自动刀架结构和工作原理 (15)4.2 自动刀架换刀后刀架不能锁紧 (18)致谢 ......................... 错误!未定义书签。

参考文献 .. (20)1.引言数控机床是综合应用了计算机、自动控制、精密测量和现代机械制造和数据通信等多种技术，是机械加工领域中典型的机电一体化设备，适用于多品种、中小批量的复杂零件的加工。

数控机床作为实现柔性制造系统、计算机集成制造系统和未来工厂自动化的基础已成为现代制造技术中不可缺少的设备，因此得到了巨大的发展。

科学技术的发展，对机械产品提出了高精度、高复杂性的要求，而且产品的更新换代也在加快，这对机床设备不仅提出了精度和效率的要求，而且也对其提出了通用性和灵活性的要求。

毕业设计说明书课题名称：FANUC数控车床的刀架控制系统设计学生姓名学号二级学院（系）电气电子工程学院专业机电一体化技术班级指导教师起讫时间：2012年2月13日～2012 年4月 6 日课题名称:FANUC数控车床摘要六工位简易刀架是经济型车床上最常用的一种自动换刀机构。

刀架采用三相异步电动机驱动，刀位检测采用霍尔元件。

这种刀架只能单方向换刀，电动机正转换刀，反转锁紧。

数控车床的刀架是机床的重要组成部分，刀架用于夹持切削用的刀具，其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。

因此数控车床的刀架设计的好与坏、效率高与低将直接影响到产品的加工时间和质量，进而影响到制造业的飞速发展。

本设计主要对总体结构设计、主要传动部件的设计和电气控制部分设计。

包括电气电路和控制软件的设计。

本设计的自动回转刀架控制系统电路简单，可靠性高，有效地解决了传统机床换刀主要依靠手工换刀，辅助时间长，精度不高，累积误差大，加工出的产品既费时且质量不如数控加工的问题，也为车床数控改造中的自动换刀问题提供一种有效的解决途径。

关键词：机械设计；刀架控制原理；刀架电气控制系统；自动换刀；自动回转刀架。

目录摘要 (I)第1章机械结构 (2)刀架总述 (2)数控车床刀架的分类 (2)数控车床刀架传动装置的原理与应用 (3)数控车床六工位刀架换刀工作原理 (8)第2章数控车刀架电气控制系统设计 (12)霍尔原理在刀架中运用的简单概述 (12) (13)六工位刀架梯形图 (14)第3章数控车刀架常见故障分析....... (15)数控车刀架机械与电气故障分析排除 (15)数控车床刀架常见故障的实例分析 (16)刀架使用注意事项 (17)第4章结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录 (22)第1章机械结构刀架总述数控刀架安装在数控车床的滑板上。

它上面可以装夹多把刀具，在加工中实现自动换刀刀架的作用是装夹车刀，孔加工刀具及螺纹刀具并能准确迅速的选择刀具进行对工件的切削。

毕业设计说明书课落款称： FANUC数控车床刀架操纵系统设计学生姓名学号二级院（系）专业班级指导教师起讫时刻：2021 年 2 月13 日～ 2021 年 4 月 6 日FANUC数控车床的刀架操纵系统设计摘要数控车床尔后将向中高级进展，中档采纳普及型数控刀架配套，高级采纳动力型刀架，兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种。

估量最近几年来对数控刀架需求量将大大增加。

数控刀架的进展趋势是：随着数控车床的进展，数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向进展。

本部份要紧对四工位立式电动刀架的操纵系统进行设计。

关键词：数控刀架；四工位；电动回转刀架目录摘要 (1)第1章绪论 (3)课题的研究背景 (3)1.2 课题的研究意义 (3)设计内容 (4)第2章数控刀架电气操纵系统设计 (5)数控机床的组成 (5)霍尔原理及在刀架中运用的简单概述 (6)霍尔效应与工作原理 (6)霍尔效应的普遍运用 (6)霍尔元件在刀架中运用的简单概述 (7)2.3刀架电气操纵 (7).1 刀架的锁紧时刻操纵 (8)2.3.2刀架刀位信号的监控 (8)2.3.3换刀时刻的监控 (9)2.3.4刀架上电进程 (9)2.4刀架机械结构 (10)第3章数控刀架PLC操纵系统设计 (13)四工位刀架PLC梯形图与原理运用 (13)3.3.1 PLC的概述 (13)3.3.2 PLC梯形图运用 (13)3.3.3刀架的操作 (14)数控车床刀架PLC梯形图 (17)3.3.5 程序的调试 (23)小结 (24)参考文献 (25)致谢 (26)第1章绪论数控技术是现代制造技术的核心，是企业现代化水平的标志。

采纳数控系统操纵的数控机床在机械制造、模具加工、航天航空和造船等领域发挥着极为重要的作用。

本章介绍了本课题的研究背景，意义，大体内容1.1 课题研究的背景FANUC数控系统是由日本富士通公司研制开发，目前在我国取得了普遍的应用。

在中国市场上应用于车床的数控系统要紧有FANUC Oi -TA/TB/TC 和FANUC Oi mate- MA等。

引言在自动换刀数控机床上，对自动换刀装置的基本要求是：换刀时间短，刀具重复定位精度高足够的刀具存储量，刀库占地面积小及安全可靠等。

由于液压对环境的污染以及系统笨重、效率低等原因，电动刀架的发展正在逐步取代传统的液压刀架。

并通过PLC 合理地控制，在NC 机床上得到了应用，换刀时间比液压刀架缩短了1/5，性能良好，工作稳定可靠。

1 电动刀架结构1.1 电动刀架的控制工作程序该刀架采用三联齿盘作为分度定位元件。

由电机驱动后，通过一对齿轮和一套行星轮系进行分度传动。

工作程序为：PLC 控制系统发出转位信号后，刀架上的电机制动器松开，电源接通，电机开始工作，通过齿轮2、3 带动行星轮系4 旋转，这时小齿轮5 为定齿轮，由于与行星轮4 啮合的齿轮5、23 齿数不同，行星轮 4 带动空套齿轮23旋转，空套齿轮带动滚轮架8 转过预置角度，使端齿盘后面的端面凸轮松开，端齿盘向后移动脱开端齿啮合，滚轮架8 受到端齿盘后端面键槽的限制停止转动，这时空套齿轮23 成为定齿轮，行星齿轮4 通过齿轮5 带动主轴11 旋转，实现转位分度，当主轴转到预选位置时，角度编码器21 发出信号，电磁铁17 向下将插销13 压入主轴11 的凹槽中，主轴11 停止转动，预分度接近开关18给电机发出信号，电机开始反向旋转。

通过齿轮2 与3，行星齿轮4 和空套齿轮23，带动滚轮架8反转，滚轮压紧凸轮，使端齿盘向前移动，端齿盘重新啮合，这时锁紧接近开关19 发出信号，切断电机电源，制动器通电刹紧电机，电磁铁断电，插销13 被弹簧弹回，转位工作结束，主机可以开始工作。

图1电动刀架结构1一电机;2一电机齿轮;3-齿轮;4一行星齿轮;5一驱动齿轮;6一滚轮架端齿;7一沟槽;8一滚轮架;9一滚轮;1。

一双联齿轮;11一主轴; 12一弹簧;13-插销;14一动齿盘;1，一定齿盘;16一箱体;17一电磁铁; 18一预分度接近开关;19-锁紧接近开关;2n一蝶形弹簧;2i一角度编码器;22一后盖;23一空套齿轮1.2操作流程图图2操作流程图1.3运行信号说明1.3.1 编码器真值表3.2刀架电器部件分布图1一电机;2一温控开关;3一制动装置电磁铁;4一预分度电磁铁;5预分度接近开关;6一锁紧接近开关;7编码器图3刀架电器部件分布图1.3.3运行过程说明刀架转位必须先松开制动装置，然后才能给电机供电，按选择方向旋转。

毕业设计（论文）-数控车床四工位刀架电路的PLC控制设计四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)第1章机械结构1.1刀架总述数控刀架安装在数控车床的滑板上。

它上面可以装夹多把刀具，在加工中实现自动换刀刀架的作用是装夹车刀，孔加工刀具及螺纹刀具并能准确迅速的选择刀具进行对工件的切削。

刀架滑板由纵向(Z轴)滑板和横向(X轴)滑板组成，纵向滑板安装在床身导轨上，可以沿床身纵向运动，横向滑板安装在纵向滑板上，能沿纵向滑板的导轨进行横向运动，刀架滑板的作用是安装在其上的刀架刀具在加工中实现纵向和横向的进给运动。

1.2换刀的机械原理按下换刀键或输入换刀指令后，电机正转，通过联轴器，蜗杆带动涡轮，螺纹带动螺母刀架体松开并上抬，转位、找刀刀架体的上方有一发信盘，盘中每一到刀位都安装一霍尔开关刀架体旋转到一刀位时。

该刀位的传感器件向数控系统发出信号，数控系统将收到的实际刀位信号与指令刀位信号进行比较，当两信号相同时，说明刀架体已旋转到所选刀位，数控系统控制继电器KA1释放，继电器KA2得电吸合，换刀电动机反转，粗定位销在在弹簧的作用下进入粗定位盘的凹槽中进行粗定位，由于粗定位槽的限制刀架体不能反转只能在该位置垂直落下，刀架体和刀架底座的端面齿啮合，实现精确定位，电动机做适当的延时。

继续反转，当两端面齿增加到一定夹紧力。

刀架体被锁紧时。

电动机停止转动，换刀结束。

第 1 页四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)第2章电动刀架的电气控制2.1刀架拆卸顺序A、使刀架处于松开状态，拆下上盖1，拆下发讯盘2上的电线，然后拆下小锣母3、发讯盘2、磁钢座4。

B、取出大螺母5内两只M4螺钉，卸下大螺母5及止退圈6、平面轴承、离合盘7。

C、取下上刀体11，拆下外端齿16、螺杆19、螺母18、离合削8、反靠销10(注意外端齿16、螺母18相对于上刀体11的位置。

D、拆下电机、联接座12、端盖22。

E、从端改22端，向联接座12端敲出蜗杆23以轴承。

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

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对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

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对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

FANUC数控系统论文PMC轴控制论文【摘要】本次设计主要针对数控机床PMC轴控制进行分析，包括自动换刀控制、PMC轴控制要求和数据指令传送，介绍了数控PMC 轴控制的发展趋势，并采用PMC轴实现五轴控制，在此期间介绍PMC 在刀库转位及随机自动换刀中的应用和控制过程，整个设计过程使我获益匪浅。

1 PMC轴控制技术发展状况及趋势数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密加工精度高，质量容易保证，发展前景十分广阔，鉴于一些控制系统存在系统专用性强、故障率高、工艺调整不方便、备件采购困难等多方面的问题，FANUC公司又对机床进行了改造，将部分轴控制纳入PMC控制范畴，PMC轴运动控制主要应用在高档数控系统的刀库、第四轴及相关辅助运动部件的控制。

2 PMC在刀库转位及随机自动换刀中的应用2.1 刀库转位控制应用加工中心在工件加工过程中，需根据加工工艺要求进行刀具自动换刀。

数控系统送出T代码指令给PMC，PMC经译码等处理后，控制刀库回转，使指定刀号转至取刀位，为后续的机械手自动换刀作好了定位准备。

首先动作要求：（1）正在取刀位上的刀套编号称为当前值，希望换上的刀套编号称为设定值。

（2）刀库盘上共有1O把刀具供选择。

（3）为提高换刀效率，要求换刀时按最小旋转角，即小于或等于180°转动。

（4）为提高定位精度，当指定刀号转至离取刀位差两个号码时减速。

其次I/0及内部继电器元件分配表。

再次由控制要求，设计控制程序流程图。

最后根据流程图设计梯形图。

2.2 加工中心自动换刀方式加工中心自动换刀系统的控制主要分为两部分：刀库选刀控制（T 指令）和刀具交换控制（M06指令）。

目前刀库选刀一般有四种控制方式：（1）顺序选刀方式：是将刀具按加工工序的顺序，依次放入刀库的每一个刀座内，刀具顺序不能搞错。

更换加工工件时，刀具在刀库上的排列顺序也要改变。

毕业设计说明书课题名称： FANUC 0i D系统数控车床PMC程序设计学生姓名学号二级学院（系）专业班级指导教师袁兴红老狗起讫时间：2016年2 月22 日～2016年 4 月 15 日FANUC 0i D系统数控车床PMC程序设计摘要为实现数控车床的自动化，根据FANUC 0i Mate-TD数控系统的电气控制特点和数控车床的电气控制要求, 运用FANUC PLC的使用和编程技术来完成冷却、润滑、刀架、主轴的PLC控制程序设计。

其设计思路和方法可为其他机电一体化产品控制系统设计提供借鉴。

关键词：数控系统；Fanuc；PLC；刀架目录摘要 (I)第1章绪论 (1)数控技术 (1)数控机床专用PLC (1)第2章FANUC数控系统介绍 (3)数控系统的组成 (3)2.2 软件功能 (4)第3章机床数控化改造 (5)数控机床的优越性 (5)数控机床操作面板 (5)数控机床的工作流程 (6)操作面板及I/O分配 (7)选择PMC的型号，并分配地址 (7)数控系统功能指令 (10)第4章操作面板梯形图 (11)4.1 控制梯形图 (11)模式选择 (11)主轴控制系统 (12)润滑系统 (13)冷却系统 (15)刀架选择 (16)切削进给速度倍率选择 (17)进给系统的控制原理 (18)4.2 PMC软件调试 (18)第5章小结 (19)参考文献 (20)致谢 (21)第1章绪论数控技术数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。

世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对市场的适应能力和竞争能力。

工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅大力发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。

因此大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。