施提高部件的配合精度，减少间隙，有利于运动平稳，特别是高速运动的机械手更需要保证加工精度和提高配合。机械手的紧固件在运动中受变载荷的作用必须采用防松措施。综合以上所述，我在设计机械手手臂的时候采用了完全中心对称的机构，并且通过调整螺栓来调整机械手手臂的水平。因为整体的尺寸很小，所以机械手换刀臂的轴的直径比较小，并不适合采用键连接来传动，所以采取了胀缩环这个标准件来连接机械手换刀臂和机械手换刀臂的轴。胀缩环具有非常好的对中性，并且能够传递非常大的转距，结构简单，非常适用在机构尺寸小的结构中。机械手换刀臂的结构简图如图所示。这个手臂的形状，完全按照中心对称的方式设计，但是为了适应不同型号的刀柄，两边的刀爪是可以拆卸调换的。沈阳理工大学学士学位论文图沈阳理工大学学士学位论文机械手传动结构的设计根据第章的介绍，我选择凸轮换刀装置作为传动方案。凸轮机械手换刀装置是目前加工中心常用的机构之，与传统的气动液压换刀机构相比，它具有换刀速度快换刀可靠运动平稳的特点。近年来加工中心得到了广泛的应用。凸轮机械手换刀装置通常由个凸轮以及相应的机构组成，其中，个平面凸轮通过连杆机构，用来完成装刀与拔刀动作另个弧面凸轮带动凸轮分度机构，用来实现机械手的转位，完成抓刀和换刀动作。图凸轮机械手换刀机构原理图驱动电动机减速器锥齿轮平面凸轮弧面凸轮连杆机构机械手滚动盘电气信号盘凸轮换刀装置的结构原理如图所示，它主要由驱动电动机减速器平面凸轮弧面凸轮连杆机械手等部件构成。换刀时，驱动电动机连续回转，通沈阳理工大学学士学位论文过减速器与凸轮换刀装置连接，提供装置的动力并通过平面凸轮弧面凸轮以及相应的机构，将驱动电动机的连续运动转化为机械手的间歇运动。图中，平面凸轮通过锥齿轮和减速器连接，在驱动电动机转动时，通过连杆机构，带动机械手在垂直方向作上下运动，以实现机械手在主轴上的拔刀装刀动作。弧面凸轮和平面凸轮相连，在驱动电动机回转时，通过滚动盘共个滚珠带动花键转动，花键轴带动机械手在水平方向上作旋转动作，以实现从机械手转位，完成抓刀和换刀动作。电气信号盘中安装有若干开关，以检测机械手实际运动情况，实现电气互锁。弧面凸轮转角平面凸轮转角图平面凸轮和弧面凸轮的运动过程平面凸轮与弧面凸轮的动作配合曲线如图所示。在驱动电动机的带动下，弧面凸轮在的范围内，完成机械手的转位动作。在的范围内弧面凸轮平面凸轮均不产生机械手运动，用于松开刀具。当凸轮继续转动到的范围内，平面凸轮通过连杆机构带动机械手进行向下运动其中，在范围内，只有平面凸轮带动机械手作向下的运动，机械手同时拔出主轴刀库中的刀具在的范围内，因刀具已经脱离主轴的刀座，两凸轮同时动作，即在机械手继续向下的过程中，已经开始进行沈阳理工大学学士学位论文转位，以提高换刀速度。在凸轮转动到的范围内，弧面凸轮带动机械手进行转位，完成主轴与刀库的刀具交换当进入的范围时，两凸轮同时动作，平面凸轮已经开始通过连杆机构带动机械手进行向上运动，以提高换刀速度。从起，平面凸轮带动机械手向上运动，机械手同时将主轴刀库中的刀具装入刀座这动作在范围，完成装刀动作。接着的范围内，弧面凸轮平面凸轮均不产生机械手运动，机床进行刀具的夹紧动作，这动作由机床的气动或液压机构完成。在的范围内，弧面凸轮完成机械手反向转位动作，在机械手回到原位，驱动下，机械手向下伸出同时娶出刀库和主轴上的刀具，进行卸刀。刀具换位卸刀完成后，凸轮换刀机构在电动机驱动下，机械手旋转进行刀库侧刀具和主轴侧刀具的换位。装刀刀具完成换位后，凸轮换刀机构在电动机的驱动下，机械手向上缩回，将刀库侧刀具和主轴侧刀具同时装入刀座和主轴，并且刀库以及主轴内的刀具夹紧装置同时夹紧。机械手返回刀库以及主轴内的刀具夹紧专职完成夹紧后，凸轮换刀机构在电动机驱动下，机械手反向旋转回到起始位置这时手臂旋转过，两边手爪互换，完成换刀动作。换刀完成后，主轴箱向下运动即可进行下把刀的加工，同时刀杯向上旋转。沈阳理工大学学士学位论文沈阳理工大学学士学位论文图机械手换刀顺序图图刀盘和机械手位置图沈阳理工大学学士学位论文沈阳理工大学学士学位论文图机械手和主轴的位置图致谢在这次毕业设计中，我有很多收获，首先把我几年来所学的知识做了次系统的复习，更深步了解了所学的知识，培养了我综合运用所学知识，独立分析问题和解决问题的能力，也使我学会怎样更好的利用图书馆，网络查找资料和运用资料，还使我学会如何与同学共同讨论问题。这对我以后的工作有很大的帮助,今后我会在工作中不断的学习,努力的提高自己的水平。经过本次设计，我切实体会到作为个优秀的设计人员的艰难性。在设计过程中，我经常遇到各种各样的问题，有的是知识方面的不足导致的，有的是设计经验方面不足导致的。这些问题有时使得我束手无措，不过在指导老师帮助和自己的努力下，终于使得我顺利完成了设计。虽然我的设计存在很多不足的地方，但在这两个多月的时间里，我学到了很多有用的知识，也积累了定的设计经验，这些对于我即将要走向社会工作岗位，将起到很关键的作用。在此衷心感谢学校学院各位老师年来给我的教育和培养，特别要感谢易广建我的毕业设计期间给予的诸多指导。沈阳理工大学学士学位论文参考文献吴宗泽,罗圣国机械设计课程设计手册第二版北京高等教育出版社,廖念钊,莫雨松,李硕根,杨兴骏互换性与技术测量第四版北京中国计量出版社,陈锦昌,刘就女,刘林计算机工程制图广州华南理工大学出版社,冯辛安,黄玉美,杜君文机械制造装备设计北京机械工业出版社,周伯英工业机器人设计北京机械工业出版社,濮良贵，纪名刚机械设计北京高等教育出版社,龚振帮机器人机械设计北京电子工业出版社,何立民单片机高级教程应用与设计北京北京航空航天大学出版社,吴宗泽,罗圣国机械设计课程设计手册北京高等教育出版社,郑堤,唐可洪机电体化设计基础北京机械工业出版社,张铁,谢存禧机器人学广州华南理工大学出版社,哈尔滨工业大学理论力学教研室理论力学北京高等教育出版社,余达太,马香峰工业机器人应用工程北京冶金工业出版社,换刀结束。沈阳理工大学学士学位论文换刀机械手的参数和计算手臂的弯曲变形手臂受到自身重力和刀具的重力左右，所以会有弯曲变形，如果弯曲太大，就会造成换刀时手臂和刀具的干涉，造成机器的损坏。手臂的自身重力可以通过简化的方式转化为个长度为，宽，高的长方体来计算，刀具的重量手臂材料的抗拉强度屈服强度图手臂的受力可以简化为图所示如上图所示，可简化为悬臂梁来处理，则任意横截面上的弯矩为得挠曲线方程刀具重力所造成的弯曲刀臂自重所造成的弯曲其中最大挠度为刀具重力所造成的弯曲沈阳理工大学学士学位论文刀臂自重所造成的弯曲端截面转角为刀具重力所造成的弯曲刀臂自重所造成的弯曲计算得刀具重量所造成的弯曲刀臂自身重量所造成的弯曲通过以上的计算可知，换刀机械手的手臂的弯曲非常小，根本不会对实际工作造成任务影响，所以是符合要求的。电动机的选择根据设计要求，锥齿轮的传动比为，大齿轮每转圈，所以小齿轮每转圈。速度为，电动机没有这个转速的，所以要通过减速系统减速来达到要求转速。假设减速比为，通过咨询和调查，决定选择厂家生产的型号伺服电机，具体参数如下制造商沈阳理工大学学士学位论文型号电源，电压相，额定功率转速换刀过程整个换刀的过程和关系如图所示。刀具预备在机床进行加工的同时，根据数控系统作出的代码指令，把需要换的新刀回转到指定位置，完成刀具的预选动作，为刀具交换做好准备。主轴定向准停在换刀指令发出后，首先进行主轴定向准停，使主轴上的定位键方向和刀库位键致。与此同时，轴快速的向上运动到换刀点，刀杯旋转，使刀具轴线与主轴轴线平行。机械手回转夹刀当主轴箱到达换刀位置，同时刀库上的刀具完成旋转动作后，凸轮换刀机构通过电动机驱动，是机械手进行转位，两边的刀爪分别夹持刀库换刀位以及主轴上的刀具。卸刀在机械手完成夹刀动作后，刀库以及主轴内的刀具加紧装置同时放松，刀具被松开，凸轮换刀机构在电动机的种。刀具编码在每把刀具的尾部都用编码环编上自己的号码。选刀时根据穿孔带所发出的刀号指令任意选择所需的刀具。由于每把刀具都有自己确定的代码，无论将刀具放入刀库的哪个刀座中都不会影响正确选刀。采用这种编码方式可简化换刀动作和控制线路，缩短换刀时间。这种编码现已获广泛应用。刀座编码在刀库的每个刀座上用编码板编码。这种编码方式的优点是刀柄不会因尾部有编码环而增加长度缺点是刀具必须对号入座，换刀时间长。编码钥匙预先给每把刀具都系上把表示该刀具代码的编码钥匙。刀具识别装置通常有接触式和非接触式两种。刀库的驱动及定位刀库的旋转可分为电气驱动和液压驱动两种方式。电气驱动可以将伺服半闭环系统用作驱动刀库的转动，也可采用系统的直接发出运转信号控制电机的运转来带动刀库旋转。液压驱动仍需电气信号的配合，给出运转信号，般通过电磁阀来实现前级控制，只是执行机构是液动马达。在执行过程时，除了主轴头的定向及主轴箱的定位外，为确保所更换的刀具准确地被机械手抓住，所以刀库的定位也是必要的功能。电气驱动时可在电机上安装位置编码器进行