数控镗铣床换刀机械手设计[毕业论文+CAD图纸]

机械手毕业论文:数控镗铣床换刀机械手设计，含毕业设计说明书一份，开题报告一份，英文翻译一份，autocad图纸13张，三维模型

数控镗铣床换刀机械手设计[毕业论文+CAD图纸]

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6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，这些对应机械手可被用语对应运动机器，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

Abstract

llel manipulators for the machine tool Industry have been studied extensively for various industrial applications. However, limited useful workspace areas, the poor mobility, and design difficulties of more complex parallel manipulators have led to mare interest in parallel manipulators with less than six degrees of freedom (DoFs). Several parallel mechanisms with various numbers and types of degrees of freedom are described in this paper, which can be used in parallel kinematics machines, motion simulators, and industrial robots.

Key words： parallel manipulator；parallel kinematic machine； degree of freedom；robot

目录

绪论 ………………………………………………………………………………… 5
1机械手的相关介绍 …………………………………………………………………… 6
1.1数控技术的发展历程 …………………………………………………………… 6
1.2 数控加工中心的基本功能 ………………………………………………………… 6
1.3 加工中心的组成部分 ……………………………………………………………… 7
1.3.1 刀库 …………………………………………………………………… 7
1.3.2 刀具交换装置………………………………………………………………… 7
1.3.3 运刀装置 …………………………………………………………………… 8
1.3.4 刀具编码装置………………………………………………………………… 8
1.3.5 刀具识别装置……………………………………………………………………9
1.4 刀库的驱动及定位………………………………………………………………… 9
1.5 我国数控技术的发展状况…………………………………………………………10
1.6 数控技术的发展趋势 ……………………………………………………………10
2 换刀机械手的总体方案设计…………………………………………………………… 11
2.1 设计任务…………………………………………………………………………… 11
2.2 机械手的平稳性……………………………………………………………………11
2.3机械手的运动特性分类…………………………………………………………… 13
2.4 开关型机械手的速度及位置控制………………………………………………… 13
2.5 机械传动行机械手的速度及位置控制……………………………………………14
2.6 机械手类型确定…………………………………………………………………… 14
2.7 驱动系统及电控统的选择…………………………………………………………14
3 总体结构设计 ………………………………………………………………………… 19
3.1 手爪部分设计………………………………………………………………………19
3.2 机械手手臂设计 …………………………………………………………………19
3.3 机械手传动结构的设计………………………………………………………… 22
4 换刀机械手的参数和计算……………………………………………………………… 25
4.1 手臂的弯曲变形…………………………………………………………………… 25
4.2 电动机的选择……………………………………………………………………… 26
5 换刀过程……………………………………………………………………………… 27
致谢………………………………………………………………………………………31
参考文献………………………………………………………………………………… 32

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一以上。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。

机械手已被广泛用于航空、航天以及工业生产领域中，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，仅附属于某台机床。虽然其有着通用机械手无法比拟的批量大，对某些设备（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。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、数控加工中心一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，给机床主轴提供相对转动实现夹紧、放松刀具的动作。

1 换刀机械手的相关介绍

1.1数控技术的发展历程

回顾数控技术的发展已经经历了两个阶段，六代的发展历程。第一个阶段叫做NC阶段，经历了电子管、晶体管、和小规模集成电路三代。自1970年开始小型计算机开始用于数控系统就进入了第二个阶段，叫做CNC阶段，成为第四代数控系统：从1974年微处理器开始用于数控系统即发展到第五代。经过十多年的发展，数控系统从性能到可靠性都得到了根本性的提高。实际上从20世纪末期直到今天，在生产中使用的数控系统大部分都是第五代数控系统。但第五代数控系统以及以前各代都是一种专用封闭的系统，而第六代——开放式数控系统将代表着数控系统的未来发展方向，将在现代制造业中发挥越来越重要的作用。