（全套CAD）自动换刀机械手设计

格式：RAR 上传：2022-06-25 08:14:31

《（全套CAD）自动换刀机械手设计》修改意见稿

1、“.....为了进步发挥这些优点，数控机床遂向“工序集中”，即台数控机床在次装夹零件后能完成多任务序加工的数控机床即加工中心方面发展。钻镗铣车等单功能数控机床只能分别完成钻镗铣车等作业，而在机械制造工业中，大部分零件都是需要多任务序加工的。在单功能数控机床的整个加工过程中，真正用于切削的时间只占左右，其余的大部分时间都花费在安装调整刀具搬运装卸零件和检查加工精度等辅助工作上。在零件需要进行多种工序加工的情况下，单功能数控机床的加工效率仍然不高。加工中心般都具有刀具自动交换功能，零件装夹后便能次完成钻镗铣攻丝等多种工序加工。.加工中心的组成部分加工中心分两大部分数控机床和刀具自动交换装置。刀具自动交换装置应能满足以下几个方面的要求换刀时间短刀具重复定位精度高识刀选刀可靠，换刀动作简单刀库容量合理，占地面积小，并能与主机配合，使机床外观完整刀具装卸调整维护方便......”。

2、“.....刀库刀库是存贮加工所需各种类型刀具的仓库。它是刀具自动交换系统中的重要组成部分，具有接受刀具传送装置送来的刀具和将刀具给予刀具传送装置的功能。它的容量布局和具体结构对整个加工中心的总体布局和性能有很大的影响，按其结构形状可分为以下六种圆盘式刀库，又分为轴向式刀具中心线与圆盘中心线平行径向式刀具中心线与圆盘中心线垂直和多盘式在根旋转轴上分设几层圆盘刀库。转塔式刀库，又分倾斜式和水平式。鼓轮式刀库。链式刀库。格子式刀库。自动,机械手,设计,毕业设计,全套,图纸自动换刀机械手设计摘要为了更好的应用，机床工业中的对应机械手获得了广泛的研究，然而，有限的工作空间，比较差的灵活性，复杂对应机械手的难于设计，导致人们把目光投向于少于个自由度的对应机械手，本篇论文描述了几个在自由度的数量和类型上都不相同的对应机械手......”。

3、“.....运动模拟器和工业机器人。关键词对应机械手对应运动机械自由度机器人绪论随着我国工业生产的飞跃发展，自动化程度的迅速提高，实现工件的装卸转向输送或操持焊枪喷枪扳手等工具进行加工装配等作业的自动化，已越来越引起人们的重视。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率可以减轻劳动强度保证产品质量实现安全生产尤其在高温高压低温低压粉尘易爆有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工冲压铸锻焊接热处理电镀喷漆装配以及轻工业交通运输业等方面得到越来越广泛的应用。在现代工业生产自动化领域中，机械加工的快速上下刀精确的加工都使数控机床以及数控加工中心的应用显得十分重要。据详实的资料统计，这些费用占全部加工费用的五分之以上。而大规模的机械加工中，时间的节省越来越成为生产者和工程设计者或者技术人员的追求方向，这也是未来工业发展的趋势......”。

4、“.....并取得较好的效果。现今的工业机械手可分为专用机械手和通用机械手两类。我国目前研制的工业机械手大多还是专用机械手。该机械手的结构形式比较简单，专用性强，仅附属于台机床。虽然其有着通用机械手无法比拟的批量大，对些设备或者机加零件的加工精确性高的优点，但就目前来看，专用机械手存在着适应性不强的弊端。这就要对其进行必要的改造，使其适应未来的工业发展的需要。由于通用机械手改变工作程序较方便，特别适用于多品种小批量的生产。当机械手运动到定位点时，行程开关发出信息给电控系统，激励电磁制动器而定位。特点结构简单，工作可靠，维修方便，但定位精度低。机械挡块定位般是在减速后，驱动压力将运动件压在机械挡块上或驱动压力将活塞压靠缸盖而定位，定位精度较高。可分为单点定位或多点定位的挡块机构。.机械传动型机械手速度及位置控制为了便于控制机械手的速度及位置，些专用机械手采用凸轮机构和连杆机构进行驱动......”。

5、“.....通过以上论述和比较，选用液压缓冲器和油缸端部缓冲的方式，定位选用机械挡块定位。.机械手类型确定根据以上的介绍，通过比较我确定选用电动机械手。这样选择的原因主要是根据精度和成本的原因。由于是个单独的部件大量生产，成本是非常主要的原因，气动和液压机械手的制造精度要求非常高，成本也就高，而电动机械手作为发展得最为完善的机械手，在精度满足需要的同时，成本是最低的，所以选择了电动机械手。.驱动系统和电控系统的选择驱动系统的选择机械手驱动系统有液压驱动电压驱动电机驱动和机械驱动四种。台机械手的驱动方式，可以只用种方式进行驱动，也可采用几种方式联合驱动。.机械手的驱动系统有液压驱动，气压驱动，电机驱动，和机械传动四种。台机械手可以只用种驱动，也可以用几种方式联合驱动，各种驱动的特点见表。比较内容驱动方式机械传动电机驱动气压传动液压传动异步电机......”。

6、“.....输出力矩小，如需输出力矩较大，结构尺寸过大液体压力高，可以获得较大的输出力控制性能速度可高，速度和加速度均由机构控制，定位精度高，可与主机严格同步控制性能较差，惯性大，步易精确定位控制性能好，可精确定位，但控制系统复杂可高速，气体压缩性大，阻力效果差，冲击较严重，精确定位较困难，低速步易控制油液压缩性小，压力流量均容易加工时根据程序寻找所需要的刀具。由于每把刀具都有自己的代码，它们在刀库中的位置和存放顺序可以与加工顺序无关。每把刀具都可被多次重复使用。刀具编码有多种方式，常用的有三种。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......”。

7、“.....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定位,也可以在抓刀位置安装接近开关来检测定位。直线式刀库。应当根据被加工零件的工艺要求合理的确定刀库的存储量......”。

8、“.....在加工过程中经常使用的刀具数目并不很多，对于钻削加工，用把不同的规格的刀具就可以完成约的加工，即使要求完成的工件加工，用把刀具也就足够了。对于铣削加工，需要的刀具更少，用把不同规格的铣刀就能完成约加工，用把不同规格的铣刀可以加工的工件。因此从使用角度来看，刀库的存储量般为把较为合适，多的可达把刀，超过把刀的很少。刀具交换装置机械手它的职能是将机床主轴上的刀具与刀库或刀具传送装置上的刀具进行交换，其动作循环为拔刀新旧刀具交换装刀。换刀机械手种类繁多，可以说每个厂家都可以推出自己的机械手，基本上换刀装置按交换方式又分为两类。无机械手换刀由刀库与机床主轴的相对运动实现换刀。在这类装置中，刀库般为格子式，装在工作台上。换刀时，先使工作台与主轴相对运动，将使用过的旧刀送回刀库，然后再使工作台与主轴相对运动次，从刀库中取出新刀。这种换刀方式的换刀时间长，另外刀库设置在工作台上......”。

9、“.....采用机械手换刀机械手刀具交换装置，有单臂单手式机械手回转式单臂双机械手双臂机械手多手式机械手。特别是双臂机械手刀具交换装置具有换刀时间短动作灵活可靠等优点，应用最为广泛。双臂机械手中最常用的几种结构有钩手抱手伸缩手叉手。双臂机械手进行次换刀循环的基本动作为抓刀手臂旋转或伸出，同时抓住主轴和刀库里的刀具拔刀主轴松开，机械手同时将主轴和刀库中的刀具拔出换刀手臂转，新旧刀交换插刀同时将新刀插入主轴，旧刀插入刀库，然后主轴夹紧刀具缩回手臂缩回到原始位置。通用机械手在工业生产中的应用只有三十年的历史，但这些装置在国外得到相当重视。所以设计生产使用数控机床数控加工中心类的较为高级的机加设备是迫在眉睫的。虽然目前我国的数控加工中心等大型设备还是依赖进口，但相信不久的将来我国必然会设计研制出自己的设备，这需要我们所有人的不懈努力。这次设计的换刀机械手的主要任务是，完全模拟人手的换刀动作......”。