換刀機(jī)械手設(shè)計(jì)帶CAD圖
換刀機(jī)械手設(shè)計(jì)帶CAD圖,機(jī)械手,設(shè)計(jì),CAD
自動(dòng)換刀機(jī)械手設(shè)計(jì)(三維Proe)☆
摘 要
加工中心是指在一次裝卡中〖資料來(lái)源:畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)網(wǎng) www.56doc.com〗能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)銑削、鉆孔、鏜孔、鉸孔、攻絲等多工序的數(shù)控機(jī)床。更為明確的說法是：加工中心就是自動(dòng)換刀數(shù)控鏜銑床。這就把加工中心和自動(dòng)換刀數(shù)控車床和車削中心區(qū)別開來(lái)。
加工中心區(qū)別于別的數(shù)控鏜銑床的主要特點(diǎn)就在于它具有根據(jù)工藝要求自動(dòng)更換所需刀具的功能，機(jī)自動(dòng)換刀(ATC)機(jī)能。
加工中心的自動(dòng)換刀系統(tǒng),通常是由刀庫(kù)和機(jī)械手組成,它是加工中心的象征,又是加工中心成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此各加工中心制造廠家都在下大力研制動(dòng)作迅速、可靠性高的自動(dòng)換刀裝置,以求在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中取得好的效益。正因?yàn)樽詣?dòng)換刀裝置是加工中心的核心內(nèi)容,各廠家都在保密,極少公開有關(guān)資料,尤其機(jī)械手部分更始如此。
加重中心的自動(dòng)換刀形式,可分為有機(jī)械手換刀方式和無(wú)機(jī)械手換刀方式。加工中心的ATC,大都采用有機(jī)械手的換刀方式，因?yàn)楦?jié)省時(shí)間。
由于液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手需要采用嚴(yán)格的密封，還需較復(fù)雜的緩沖機(jī)構(gòu)，控制機(jī)械手動(dòng)作的電磁閥都有一定的時(shí)間常數(shù)，因?yàn)閾Q刀速度較慢。近年來(lái)國(guó)內(nèi)、外先后研制出凸輪聯(lián)動(dòng)式單臂雙抓機(jī)械手。這種機(jī)械手的優(yōu)點(diǎn)是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，不需要較復(fù)雜的液壓系統(tǒng)及其密封、緩沖機(jī)構(gòu)，沒有漏油現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠。同時(shí)，機(jī)械手手臂的回轉(zhuǎn)和插刀、拔刀的分解動(dòng)作是聯(lián)動(dòng)的，部分時(shí)間可重疊，從而大大縮短了換刀時(shí)間。 〖資料來(lái)源：畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)網(wǎng) http://www.56doc.com〗
關(guān)鍵詞：機(jī)械手；加工中心；自動(dòng)換刀
Abstract
Machining Center is installed in a card, to achieve automatic milling, drilling, boring, Reaming, Tapping and other processes of CNC machine tools. A more explicit statement of Machining Center is the automatic tool change CNC milling machines. This brings the processing center and automatic tool change CNC lathe and turning centers to distinguish.
Machining Center is different from other CNC milling machines to the main features is that it has under the technological requirements for automatic tool change function, Automatic Tool Change (ATC) function.
Machining Center, ATC system is usually a knife and the composition manipulator, it is a symbol of the processing center. Machining Center is the key to success. Therefore the processing center manufacturers are vigorously developing the next moves quickly, high reliability, ATC, to the fierce competition to achieve good results。It is precisely because of automatic tool change is the core processing center, the manufacturers are confidential, rarely disclose the information In particular, some manipulator so start anew. 〖資料來(lái)源：畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)網(wǎng) WWW.56DOC.COM〗
Add to the automatic tool change form, it can be divided into a manipulator tool change and free manipulator ATC way. ATC machining centers, most using a manipulator tool change, because it is more time-saving.
Due to hydraulic-driven manipulators need strict sealed need more complex buffer, manipulator control of the solenoid valve moves have a certain amount of time constants, because slower speed up the pace. In recent years, domestic and foreign has developed a cam linkage arm-grasping manipulator. This manipulator from the advantages of motor-driven, not more complex hydraulic system and its sealed buffer, no leakage, simple, reliable. Meanwhile, the manipulator arm and rotary knife inserted, the decomposition Everyone moves are linked, and some may overlap time, thus greatly reducing the time ATC。
KeyWords：Manipulator; Machining Center; Automatic tool change
設(shè)計(jì)任務(wù)
本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：自動(dòng)換刀機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)數(shù)控鏜銑床的自動(dòng)換刀，需要換的刀具主要是BT40型刀柄，需要實(shí)現(xiàn)的工作是抓刀—換刀—松刀的動(dòng)作。
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主要技術(shù)參數(shù)：刀具最大重量6kg，雙臂回轉(zhuǎn)式換刀，刀臂數(shù)量和長(zhǎng)度以及直徑主要依據(jù)配套刀庫(kù)的設(shè)計(jì)要求。換刀時(shí)間2.5S。
機(jī)械手的平穩(wěn)性
工業(yè)生產(chǎn)要求機(jī)械手工作速度快，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，定位精度高。應(yīng)注意其影響因素，設(shè)計(jì)合理結(jié)構(gòu)，以滿足要求。
這篇論文主要介紹了機(jī)械手的相關(guān)資料，包括加工中心和自動(dòng)換刀機(jī)械手（ATC）兩部分。
設(shè)計(jì)的主要部分是機(jī)械手的傳動(dòng)方式和手爪抓到的方式。傳動(dòng)方式的選擇是通過比較3種不同類型的傳動(dòng)方案后確定的，這3中方案分別是氣動(dòng)式、液壓式和凸輪聯(lián)動(dòng)式，通過分析，發(fā)現(xiàn)不論是氣動(dòng)式還是液壓式都要求較高的加工精度，緩沖系統(tǒng)復(fù)雜，而且成本很高，相比而言，凸輪聯(lián)動(dòng)式傳動(dòng)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝精度要求低，而且成本非常低廉，綜上所述，選擇了凸輪聯(lián)動(dòng)式作為我的傳動(dòng)方式。
凸輪聯(lián)動(dòng)式驅(qū)動(dòng)的最大特點(diǎn)就是它的2個(gè)凸輪，一個(gè)是弧面凸輪，另一個(gè)是平面凸輪，其中，平面凸輪是平面凸輪和錐齒輪的合體，當(dāng)電動(dòng)機(jī)通過錐齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)平面凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，弧面凸輪也通過鍵和螺栓的連接一起運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，平面凸輪通過連桿，利用杠桿原理帶動(dòng)刀臂軸的上下移動(dòng)，而弧面凸輪通過六溝珠管和刀臂軸上的花鍵，從而帶動(dòng)刀臂軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 〖資料來(lái)源：畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)網(wǎng) WWW.56DOC.COM〗
手臂的抓刀方式，是通過2個(gè)頂柱來(lái)完成的。換刀的過程是這樣的，機(jī)械手先旋轉(zhuǎn)80°，這時(shí)刀具和頂柱1接觸，通過作用力，頂柱1回縮，刀具進(jìn)入刀爪內(nèi)，接下來(lái)手臂做垂直下降動(dòng)作，頂柱2卡死頂柱1的位置，使頂柱1不能移動(dòng)，保證了刀具在接下來(lái)的旋轉(zhuǎn)中不會(huì)飛出，當(dāng)手臂下降到規(guī)定位置的時(shí)候，手臂開始繼續(xù)旋轉(zhuǎn)180°，完成換刀，然后手臂做垂直向上運(yùn)動(dòng)，新刀和舊刀同時(shí)進(jìn)入主軸和刀庫(kù)的夾具里，這時(shí)，頂柱2回到原位，頂柱1恢復(fù)活動(dòng)，最后，手臂反向旋轉(zhuǎn)80°，刀具脫離手抓，完成換刀。
這種設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，換刀時(shí)間快，成本低，非常適合推廣使用。
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種設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單〖資料來(lái)源:畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)網(wǎng) www.56doc.com〗換刀時(shí)間快，成本低，非常適合推廣使用。
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目 錄 22000字
摘 要 I
Abstract II
1 緒 論 1
1.1國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的的發(fā)展情況 1
1.1.1 加工中心發(fā)展簡(jiǎn)史 1
1.1.2 加工中心的主要優(yōu)點(diǎn) 2
1.1.3 加工中心的發(fā)展趨勢(shì) 3
1.2可編程控制器的特點(diǎn) 5
2換刀機(jī)械手的相關(guān)介紹 7
2.1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程 7
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2.2數(shù)控加工中心的基本功能 7
2.3加工中心的組成部分 8
2.3.1 刀庫(kù) 8
2.3.2 刀具交換裝置（機(jī)械手） 8
2.3.3 運(yùn)刀裝置 9
2.3.4 刀具編碼裝置 9
2.3.5刀具識(shí)別裝置 10
2.4刀庫(kù)的驅(qū)動(dòng)及定位 10
2.5我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展概況 11
2.6數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 11
2.7 ATC裝置的分類 11
2.8 ATC裝置的換刀速度比較 13
2.9 分步雙爪式ATC裝置 14
2.10自動(dòng)換刀系統(tǒng)產(chǎn)品化的前景 15
3 換刀機(jī)械手的總體方案設(shè)計(jì) 16
3.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 16
3.2機(jī)械手的平穩(wěn)性 16
3.2.1、影響平穩(wěn)性以定位精度的因素 16
3.2.2 機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)特性 17
3.3機(jī)械手運(yùn)動(dòng)特性的分類 18
3.4開關(guān)型機(jī)械手的速度及位置控制 18 〖資料來(lái)源：畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)網(wǎng) http://www.56doc.com〗
3.5機(jī)械傳動(dòng)型機(jī)械手速度及位置控制 19
3.6 機(jī)械手類型確定 19
3.7 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的選擇 19
3.7.1驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇 19
3.7.2電控系統(tǒng)的選擇 20
4 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23
4.1 手爪部分設(shè)計(jì) 23
4.2 機(jī)械手手臂的設(shè)計(jì) 24
4.2.1臂部要防止偏重 24
4.2.2加強(qiáng)臂部剛度 25
4.2.3改進(jìn)緩沖裝置和提高配合精度 25
4.2.4采取的措施： 25
4.3機(jī)械手傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 27
5 換刀機(jī)械手的參數(shù)和計(jì)算 30
5.1 手臂的彎曲變形 30
5.2 連桿的強(qiáng)度計(jì)算 32
5.3 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇 32
6 換刀過程 35
結(jié) 論 39
參考文獻(xiàn) 40
致 謝 42
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Proe(16)機(jī)械手(17)三維(4)自動(dòng)換刀(1)
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機(jī)械手
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