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数控车床用自动对刀仪的研究

作　者: 黄继永
导　师: 唐宗军
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 对刀仪 数控车床 刀补
分类号: TG519.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


为满足用户对加工精度和效率越来越高的要求,很多数控机床生产厂家及用户都希望在其机床上配备各种加工精度监测设备,在机床上使用测量装置进行自动测量,直接对刀具位置进行测量,并根据测量结果自动修正刀具的偏置量,使同样的机床能加工出更高精度的零件。 本文设计的就是一个能在简易数控车床上使用的自动对刀仪。该对刀仪采用机械触发式传感器,通过控制车刀运动来触发传感器,PLC把传感器得到的信号传给数控系统,再由系统来进行相应的数据处理。机械触发式传感器与PLC的输入扩展端的连接线简单,而且易于维护,比用其它的传感器降低了成本。 此外,本对刀仪并不要求对数控系统进行更改,只需要在对刀时调用事先输入的对刀程序,并运行它即可。在所有刀具对完之后,刀补值会自动存入数控系统。此外,用本对刀仪对刀过程中,只需很少的人工操作,达到了一定的自动化程度,提高了对刀的精度与效率,X轴向精度可达到0.02mm,Z向精度可达到0.025mm。 本对刀仪适用范围广,可对不同类型的车刀,四个传感器根据所对刀具的不同作了适当的角度调整,将倾斜角度设为22°,这是现有的对刀仪不能实现的功能。 采用这种新型的对刀仪,在经济型数控车床上可一次对出4把车刀的位置尺寸。在需要一次对更多把刀时,只要对对刀程序进行适当的修改即可。本对刀仪对刀迅速简捷,一般对4把刀只需几分钟,而且对刀准确,有声光信号显示,使用非常方便,消除对刀者对刀的烦恼,提高数控车床加工效率,具有较高的实用价值。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-15
  1.1 问题的提出  10-11
  1.2 对刀仪产品分析  11-13
    1.2.1 国内产品分析  11-12
    1.2.2 国外产品分析  12-13
  1.3 自动对刀仪的价值与意义  13-14
  1.4 本课题的主要工作  14-15
2 自动对刀仪方案研究  15-25
  2.1 自动对刀仪原理介绍  17-21
    2.1.1 概念介绍与刀具位置偏差原因分析  17-20
    2.1.2 刀补值的确定  20-21
  2.2 自动对刀仪设计方案的分析论证  21-25
3 自动对刀仪的分析与设计  25-34
  3.1 刀具形状分析  25
  3.2 斜面角度的确定  25-26
  3.3 传感器表面保护  26-27
    3.3.1 弹簧的选择与测头压力分析计算  26-27
  3.4 对刀仪传感器的设计  27-30
    3.4.1 概述  27
    3.4.2 传感器设计  27-30
  3.5 传感器信号输入、输出  30-31
    3.5.1 信号灯与蜂鸣器  30
    3.5.2 信号输入、输出  30-31
  3.6 联接臂设计  31-34
    3.6.1 问题的提出  31
    3.6.2 联接臂的回转设计  31-32
    3.6.3 联接臂的固定  32-34
4 PLC与数控系统编程  34-51
  4.1 NUM数控系统介绍  34-36
    4.1.1 硬件结构  34-35
    4.1.2 软件功能特点  35-36
  4.2 接口电路  36-42
    4.2.1 接口电路图  36-37
    4.2.2 NUM系统的自动控制功能  37-39
    4.2.3 应用程序结构  39
    4.2.4 用户任务  39-40
    4.2.5 应用程序模块  40-42
  4.3 自动对刀仪控制梯形图  42-43
  4.4 CNC编程  43-51
    4.4.1 程序变量 L说明  43-44
    4.4.2 外部参数 E说明  44
    4.4.3 编程思路  44-45
    4.4.4 对刀与数据处理程序  45-49
    4.4.5 刀补算法说明  49-51
5 对刀仪操作方法  51-54
  5.1 对刀方法  51-52
  5.2 注意事项  52-54
6 对刀仪的误差与精度分析  54-59
  6.1 概要  54-55
  6.2 对刀仪的主要误差  55-59
    6.2.1 对刀仪的机械结构误差  55-57
    6.2.2 系统误差  57
    6.2.3 整体误差  57-58
    6.2.4 对刀仪的精度  58-59
7 结论  59-61
  7.1 论文结论  59-60
  7.2 展望  60-61
参考文献  61-65
在学研究成果  65-66
致谢  66

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 车削加工及车床（旋床） > 程序控制车床和数控车床
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