数控卧式镗铣床刀库机械手回转与装卸刀机构设计【CAD高清图纸和文档】
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毕业设计(论文)中期报告题目: 数控卧式镗铣床刀库机械手回转与装卸刀机构设计系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2012年 3 月 20 日 1. 设计(论文)进展状况 本阶段主要是完成 Optimal Kinematic Design of a 2-DOF Planar Parallel Manipulator* 的翻译工作。对数控卧式镗铣床的深入了解和分析,了解机械手回转和装卸刀。1.1自动换刀的组成 自动换刀机械手是自动换刀装置主要组成部分。自动换刀装置与数控卧式相配合,在一次装夹中完成镗、铣、钻、铰和攻丝等多道工序,解决中小批多品种。生产箱体零件的加工自动化问题。自动换刀装置,主要由刀库,手架升降机构,装、卸刀机械手和手架伸缩与回转机构等组成。刀库由四排带刀套的链条组成,每排链条上有15个刀套,刀库能存放60把刀具。安装刀套的四条链条由油马达通过齿轮组带动而同步转动。找刀(刀具识别),采用刀套编号方式。由于四排刀套链中,各排刀套的位置一一对应,一次找刀是由俩部分运动来实现,即手架升降找刀排刀链转动在一排内选刀。换刀机械手的作用是;在给定的程序指令下,配合刀库和我是镗铣床实现所有加工工序的自动装刀和卸刀。1.2 装、卸刀手的伸缩运动机构和手指夹紧机构装到手和卸刀手对称配置在手架上,其结构和尺寸、运动要求完全相同,只是几个主要零件形状相反。装刀手只有伸缩运动和手指的夹放动作。装刀手的伸缩运动由单杆活塞油缸实现。活塞油缸的活塞杆固定在手架上,当压力油从油孔进到油缸的两腔时,推动缸体在燕尾形导轨上往复移动,其形成位置由装在手架上的行程开关进行检测,并用油缸端部节流缓冲,油缸端盖与活塞端面相碰而定位。装到手和卸刀手的手臂移动方向相交成45度角,其交点即是装刀手和卸刀手前伸移到终点时手指的夹紧中心,它要与刀库上的刀套中心和卧式镗铣床的主轴中心相重合,以保证能正确地装、卸刀。装(卸)刀手的手部由手指座、固定指、活动指、刀具定向键、项销、卡销、弹簧和挡块等组成。此手部属于一支点回转型弹簧式手部。在手臂伸缩运动装卸刀具时,手部的活动手指,应能自由地从刀柄的梯形槽上滑过,抓住刀柄后,特别是在运刀过程中,活动手指应锁住,因此手部内有紧锁机构。图a刀库机械手回转与装卸刀机械手回转及装刀、卸刀机构,是用于主轴和刀库间的装刀、卸刀的换刀装置。回转油缸1摆动,带动手架4回转,实现向主轴和刀库换刀的动作。当拔刀油缸2通入压力油时,缸体连同手臂3沿手臂座5移动,完成拔刀和插刀动作。手臂3靠十字交叉滚子6在手臂5的V字型导轨上移动。手架伸缩运动能实现装、卸刀手的拔、插刀动作;手架回转的运动能改变装、卸刀手的位置(即手向主轴转向刀库,或手向刀库转向主轴)。手架的回转是由安装在滑座内的回转油缸来实现。手架和转轴固联,转轴通过键与回转油缸的动片相联。当压力油通过油管进到回转油缸的工作腔时,推动动片轴,并带动转轴回转,手架即回转,其回转位置由行程开关进行检测,当装在转轴上的定位块与定位螺钉相接触时而定位。图b刀库机械手回转与装卸刀2. 存在问题及解决措施 首先,对机械手回转与装卸刀机构设计的具体设计内容不是特别了解。 其次,对于结构设计和计算分析还不到位。 通过查找资料翻阅课本了解结构设计和计算,与同学的探讨和老师的指点,使我对自己的毕业设计有了更深一步的认识。我明白了设计与实际要紧密结合,要多动脑,勤思考。平时要多练习软件。3. 后期工作安排 10-11周,完成结构设计计算; 11-13周,完成零件图和装配图的绘制; 13-15周,完成论文撰写,准备答辩。 指导教师签字: 年 月 日清华科技 ISSN 1007 - 0214 06/18 pp269 - 275 第12卷,第3号,2007年6月 最优运动设计的一个二自由度平面并联机械手* 吴军,李铁民,刘辛军,王立平 制造工程研究所,精密仪器和机械学系,清华大学,北京100084,中国 摘要:封闭了优化设计的运动学2自由度平面并联机械手的解决方案。基于工作空 间提出了优化设计。与此同时,一个全球性的,全面介绍了空调指数评估运动设 计。最好的并联机械手是纳入一个五自由度混合机工具包括一个二自由度旋转机 头和一个长移动工作台。结 ,平面并联机械手的基 机工具 于机 和 的 机。 :平面并联机械手;全球调 指数;混合机工具 介绍 并 机制 和 的运动,具 的平度,是currency1 的工作空间,具 “的性, fifl 同 。此,并 机制 平台的计机数工的同时”研究全面研究和制造。 的是最的平 运动机, 并联运动机 。并 机 器技 性的 , 1 2 。 是 平台 制造的 程 一 , 的 的 的工作 , 的 运动学和设计 。 并联机 于6自由度是 的设计 运动学 封闭的 。 此,并 机械手于6自由度,是23自由度, 注 3- 5 。而2个3个平移自由度扮演fi要角色的 里,平 机械手 适 于并 联机器 6 挑选和 方 7 和 currency1领域。大数现 的2自由度平面平 机械手 是著名的五杆机 , 的是棱镜执 机 外卷的致动器 89 。这机械手输出是 平移运动的一种 和末端效器取向不 保持不变。 运动学设计方法的一个 部分是平 机制运动的设计理论。优化设计 基于不同评估标 ,括度 10 敏捷一个全球调 指数 1112 。此,没 一个是”广泛 的设计方法。黄等艾 13 ,提出了一种混合的方法基于调 指数。而Liu X J 14 给了一个全球度索 类似全球调 指数。 本文 了一个平面并联机械手的分析。机械手的两个平移自由度不同, 统的五杆机 一个平 四边结 每个链的运动学进 了分析,得到一 个最佳的运动设计。尽量减全局,全面调 指数,结 给最优链路长。 一个五自由度混合机工具的是由一个并联结 和并联机械手结合1自由 度平移工作台和一个二自由度旋转铣头。 制造企混合机工具使 平面并联机 械手一 磨 和 的 混合机工具是合适的。 1结 二自由度并联机械手的1所示。这个机制是由一个龙门框架,一个移动的平台,两个主动 滑块,两个运动链。每个链建设作 一个平 四边。按照设计,机械手是约束一个平 四边 链 和另一个单一的链 的足 移动平台,拥 2平移自由度。两个平 四边链” 增 度,使结 称。 收到:2006-06-02;修订:2006-08-21 *国家自然科学基金资助的中国(第50305016号)和国家科技研究和振(863)计划的中国 (Nos。2004 aa424120和2005 aa424223) *电子邮件:litmmail.tsinghua.e u. n;电 :86-10-62792792 1运动学 运 1 an 2( 1)” 到机制 提 fl 和 度的致动器。 立 动的滑块由两个 电机 滑动 ,此移动平台由 的平移运动一个平面 。 2运动学和 性 2.1 运动学 运动的两个链 的每个运动链是同的平 四边结 ,链 化 一个链 i i( i 1, 2) 1。 基 标系 - 到基 21BB 的中 。一个移动的 标系 统 - 是currency1移动平台。“ i和“ i分是向量 i和 i的 头 的。2 “是移动平台度和两 。 量的 fiO与 于这个 标系o-xy”fl r O= x y T (1) 量Ai的O - x y是 r A1= r 0 T (2) r A2= r 0 T (3) 然 这个向量Ai基 标系O- xy 示 270 清华大学科学与技 ,2007年6月,12(3):269 - 27 5 rAi =rO+ r Ai (4) 的量BiO-xy是 1 “ 1 (5) 2 “ 2 (6) 此,约束方程 联第i运动链 “ i-“ i li ni, i 1, 2 (7) l,n 示长度和链 的单向量,分。 2 方的Eq。(7)给了 y l =y 21 ) R r-(x-l 2 + (8) y 2 =y 22 ) R-r(x-l 2 + (9) 1所示, 运动学”解 y l =y+ 21 ) R r-(x-l 2 + (10) y 2 =y+ 22 ) R-r(x-l 2 + (11) 方程 。(10)和(11),解决方案 运动学的机械手 示 )1(2 )f-y-)(1(4f)2y-(2af- 2 22 1 2 1 22 1 + += a lay (12) a= ( )rR y -2 y- 21 , b= ( )rR y -4 y- 22 12 , c= ( )rR l -4 l- 22 21 , f =Rr+b+c, x= ay+b+c (13) 1,“”Eq。(12) -”。 方程(7)-(13) , 和 运动学的机械手 封闭 。 2.2 分析 的Eq。(10)和Eq。(11) 于时间给了 军(吴军)et al:最优运动设计的一个二自由度平面 271 . 22 1 . 1 . R)r-(x-l Rr-x- xyy + += (14) . 22 2 . 2 . R)-r(x-l R-rx- xyy + += (15) 方程(14)和(15) fi (16) J是 示 (17) 性 致的 制性和化的自然度的,currency1 的工作 。 分 运动学 , 运动学 性,结合 性15, 分机械手的 。 中一个链 是 平的,机械手 运动学的 。 运动学 时 的一个链 链和一个链 的 currency1链是 。 l1 l2 2结合 性不 机械手。2 示了一个 子,每个类 的 。 中, 制 了 性的工作 。 2 的 3工作空间分析 工作 二自由度平面的并联机械手是一个 域的平面所取得的工作空间 O的移动平台。 方程(10)和(11) fi (x-r+R)2+(y-y1)2=l12 (18) (x+r-R)2+(y-y2)2=l22 (19) 此, 工作空间的 是 的子工作 联两个运动链 3。 3机械手工作空间 工作空间是一个部分的 工作空间。 中,这个的工作 fl 一个 域的 工作空间。 最大 度的角度 和 ,链 i i间的 角(i 1,2)和 , ma 和 ma 。 i,ma 和i,min 最大和最的i-th滑块。 到 1滑块 1 到 和 的 最大, i i,min和 ma 。同, 到 4, 2 2,min和 ma 。 一个 的 1与 的 工作空间 2。 3 4的” 方( 3)。 1 2 3 4 然 的工作 ,作 一个 的度和度h,注 t。 4最优运动设计 4.1优化设计基于工作 这个 的标是 机械手 数所 的工作 。优化设计的 :给“, 和 fi量, ,l1l2, 长度 minyi,-max,yi 的滑块。 方程 (10),(11)和(17),机械手的性 与“ 不要“ 立。 ,“ 尽 的, 的 “ 致 的机械手。 ,“取决于, ,和工 具 度currency1移动平台。此,“是设计给出的。 移动平台到 , 4, 数 系 ” 得 l max 1 r-sin bd+= 20 2 min r-sin l d= 21 中d的 到 的工作 。 中,l1等于l2系统性 和度。此 22 272 清华大学科学与技 ,2007年6月,12(3):269 - 275 4机械手的优化设计 此, dbR +=2 于l1 l2 移动平台 1到 4 滑动 的滑块 (24) 移动平台 4到 3 方向,滑动 的滑块 hyB =2 (25) 此, 程 min,max, - ii yy 的滑块 21min,max, - BBii yyyy += (26) 优化设计基于的工作 不 巧和度的机械手,链 长度不是最优。 最优长度的链 4.2 全球,综合指数 条件数的 作 的性 指标评估 度精度和度映射变量间的联合和 移动平台。这个条件数”fl (27) 1 和 2 是最大和最 的 数与给的姿势 。 1 和 2 由求解方程 WU Jun (WU army) et al: Optimal Kinematic Design of a 2 - DOF Planar. 273 ( ) 0- det 2 =JJI T (28) I 一个单 的订单2。这里研究了并联机械手, (29) 1y- Rr- y xs += 和 2y-y R-rxt += K随机制,一个 体的 指标作 绩效测量的最优运动设计, = twtw dWkdW tt 30 注意, 本身不 充分 体的整体运动学性 由于 无法 间的差 的 最大 与最 。黄et al7。提出了一种全局,综合条件指数 标函数运动 设计。标函数 示 31 ( ) ( )kk minmax= 和ma ()和min() 最大 与最 的K工作空间 和 fi量放的率 到 。 和 计的数 32 mn 的价 评估 (m,n)(m1)(n1)同网状的Wt。 5 程 5.1 XNZD2415混合机工具 一个二自由度平面并联机械手结合工作台 一个平移自由度z和一个铣头 和两个旋转自由度约 和z的创建一个五自由度混合并联机(XNZD2415)。 与铣头,工具 得何想要的取向工作空间, 的 活性 自由移动的工作台 z,使机制造长的工件。 的工作 Wt的并联机械手设计 一个长方 1600毫米度和h 1000毫米。机械手 ma 80, min 10,“ 75毫米。 理论分析 , 并联机械手的 性不 工作空间。 最优设计基于的工作 结 1217.4毫米。然 计最化 标函数 currency1设计 数。5 , 最 1.916 L1 2060毫米 0.1。基于Eq。(26), ” 得 mini,max, y-iy 2345.2毫米。 5 不同链 最化长度 条件数的 的并联机械手机是6所示。条件数的分布是 称 的 。良好的运动性 是平衡 和 间的矛盾。 机是由清华大学中国轧机一系 和 的 透平电机 并 哈滨电机 公司。原 7所示。 274 清华大学科学与技 ,2007年6月,12(3):269 - 275 6条件数的 的XNZD2415机 7 XNZD2415混合机工具 5.2 XNZD2430fi 机 XNZD2415 的 种工,哈滨电机 公司 要一个混 合机工具机 大的 和 的 机电机 。 时另一个fi 机(XNZD2430)建基于二自由度并联机械手。的类似于第 一个机结 与一个更大的XNZD2430工作 和一 currency1的包括修两个额外的 盖 currency1的 和一个辅助盘currency1顶部的铣头。方的盖 联系辅助托盘覆盖 薄铜板。辅助盘 触两个盖板和幻灯 间的铣头动作。此,覆盖 制变的 铣头和提机度” 的平面机械手运动。四个括号 到机提度。 两个额外的 旋转铣头”设计 取二自由度铣头, 侧面底部的移动 平台。这种fi 机是那么一个三自由度的机器 机向横向。 Wt的工作 的并联机械手”设计 一个长方度 3000毫米 和度h 1800毫米与 ma 79, min 5。这个机械手不 到 on 状的工作 。 最优设计基于的工作 结 2342.5毫米 最 l1 3550毫 米, 0.1。 minmax, - i,i yy Eq决。(26)。主要设计 数 1中 出。 1的结 XNZD2430 机优化工具 数 数 l1 3550 mm l2 3550 mm r 550 mm minmax, - i,i yy 4010.7 mm 1.99 的分布 优化设计 示8。分布 ,条件数是 称所 x和运动性 是 最优的。 8条件数的 的XNZD2430机 机的XNZD2430 示9是由清华大学”很 的建造与机的动 学和 制 军(吴军)et al:最优运动设计的一个二自由度平面 275 的测 。 9 XNZD2430机的原 6 结论 运动学设计的一个二自由度平面并联机械手”调查。调查 示 。 (1) 两 间的 是优化设计基于工作 。 (2) 一个全球性的,综合性 指标,包括 和条件数的 的 工作空间, 效 优化运动设计。 (3) 平面并联机械手建立机” 于机 和 的 机。另一 个fi 机基于并联机械手”建立更大的工。 文献 1 Beqon P, Pierrot F, Dauchez P. 糊滑 制的 并 机器。:IEEE机器与自动化国 会议 ,1995:1178 - 1183。 2 Ferraresi C, Pastorelli S, Sorli M, Zhmud N. 静态和动态 的度Stewart平台 / 器。机器系统志,1995,12(12):883 - 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290。 。 毕业设计(论文)开题报告题目:数控卧式镗铣床刀库机械手回转与装卸刀机构设计系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2012年 12 月 21 日一、毕业设计(论文)题目背景、研究意义及国内外相关研究情况。1、课题名称数控卧式镗铣床刀库机械手回转与装卸刀机构设计与分析 2.题目背景和意义:2.1数控卧式镗铣床是一种具有自动换刀装置和任意分度数控转台的数字控制机床,工件在一次装夹后能自动完成几个侧面的多种工序的加工。数控卧式镗铣床刀库机械手回转与装卸刀机构用于主轴和刀库间的装刀与卸刀操作。良好的结构设计能够实现刀库与机床主轴之间刀具的快速装卸,提高机床的工作效率。 2.2本课题的意义:在车床、镗床、铣床、插、拉床、磨床、数控加工中心、齿轮加工中心、切断机床、特种加工机床、组合机床、柔性制造系统等众多机械加工设备中,镗铣床加工特点:加工过程中工件不动,让刀具移动,并使刀具转动(主运动),在实践中具有“万能机床”的称号【1】。镗铣床主要是刀具在工件上加工已有预制孔的机床。通常,刀具旋转为主运动,刀具或工件的移动为进给运动。它主要是用来加工高精度孔或一次定位完成多个孔的精加工,此外还可以从事与孔精加工有关的其他加工面的加工。【2】3、数控镗铣床概述和结构组成3.1数控镗铣床也称“加工中心”机床,是一种新型机床,是一种具有自动换刀装置和任意分度数控转台的点位-直线数字控制机床。工件在一次装夹后能自动完成几个侧面的钻、铣、镗、铰、攻丝等多种工序的加工,有立式和卧式之分。在机械零件中,箱体类零件占相当大的比重,例如变速箱、气缸体、气缸盖等。【3】这类零件往往重量较大,形状复杂,加工的工序多。如果能在一台机床上,一次装夹自动地完成大部分工序,对于提高生产率,提高加工质量和自动化程度将有很大的意义。箱体类零件的加工工序,主要是铣端面和钻孔、攻螺纹、镗孔等孔加工。因此,数控镗铣床集中了钻床、铣床和镗床的功能,有下列特点:(1)工序集中。集中了铣削和不同直径的孔加工工序。(2)自动换刀。按预定加工程序,自动地把各种刀具换到主轴上去,把用过的刀具换下来。因此,要有刀库、换刀机械手等。(3)精度高。各孔的中心距全靠各坐标的精度来保证,不用钻、镗模。有的机床,还有自动转位工作台,用来保证各孔各面间的角度。镗孔时,还可先镗这个壁上的孔,然后工作台转180度,再镗对面壁上的孔。两孔要保证达到一定的同轴度。3.2数控镗铣床的结构组成(1)机床本体。数控镗铣床常按主轴在空间所处的状态,分为立式数控镗铣床和卧式数控镗铣床。机床本体是用来支撑机床的工作以达到加工生产目的,主要由床身和立柱组成。(2)主轴结构。主轴部件既要满足精加工时精度较高的要求,又要具备粗加工时高效切削的能力,因此在旋转精度、刚度、抗振性和热变形等方面,都有很高的要求。在布局结构方面,对于具有自动换刀功能的数控镗铣床,其主轴部件除主轴、主轴轴承和传动件等一般组成部分外,还有刀具自动加紧、主轴自动准停和主轴装刀孔吹净等装置。(3)数控转台。数控转台可以进行任意角度定位,它的功用有两个:一是使工作台进行圆周进给运动,二是使工作台进行分度运动。(4)换刀装置。数控镗铣床为了能在工件一次装夹中完成多种甚至所有加工工序,以缩减辅助时间和减少多次安装工件所引起的误差,必须带有自动换刀装置。其主要有刀库、横梁升降机构、滑座伸缩机构、手架回转机构、装刀手和卸刀手组成。(5)机床导轨。导轨主要用来支承和引导运动部件沿一定的轨道运动。在导轨副中,运动的一方叫运动导轨,不动的一方叫支撑导轨。运动导轨相对于支撑导轨的运动,通常是直线运动或回转运动。【4】4、国内外研究情况当今世界,工业发达国家对机床工业高度重视,竞相发展机电一体化、高精、高效、自动化先进机床,以加速工业和国民经济的发展3,s。长期以来,欧、美、亚在国际市场上相互展开激烈竞争,己形成一条无形战线,特别是随微电子、计算机技术的进步,数控机床在20世纪80年代以后加速发展,各方用户提出更多需求,早己成为四大国际机床展上各国机床制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。中国加入WTO后,正式参与世界市场激烈竞争,今后如何加强机床工业实力、加速数控机床产业发展,实是紧迫而又艰巨的任务。【5】随着数控镗铣床的发展,机床附件行业必须有与之相配套的产品,要能跟得上数控镗铣床的步调,数控镗铣床竞争是激烈的,机床附件行业竞争也是激烈的,但恶性的竞争终将给行业带来黑暗,机床附件行业急需公平的良性竞争【6】。我国机床的功能部件虽然从“小件、“配套件的地位提升到“关键岗位并受到重视,但一直是在“重主机、轻配套,“重洋轻土这样的大环境中逆水行舟、艰难成长。长期以来我们对功能部件关注不够,在功能部件上无所作为很难使我们的机床产业上一个台阶,购买国外的功能部件只能使我们的产业缺乏竞争力。【7】我国滚动功能部件产业是土生土长的民族工业,有着40多年的发展历史,行业虽小(约60多家企业)却有一批从上世纪60年代“精密机床全国会战中成长起来的骨干企业。在生产规模、硬件设施等方面与国外同行不相上下。再加上近几年出现的一批新生的企业,行业竞争越来越激烈,我们应为机床附件行业提供一个好的公平的竞争环境。这才能促进行业更进一步发展。最近几年,随着国民经济快速稳定发展,装备制造业的振兴以及整个制造业技术升级和国防现代化需求加大,在固定资产投资较快增长的拉动下,我国机床附件工具市场呈现产需两旺的态势,代表装备制造业先进水平的数控机床生产更是乘势而上。【8】强劲的市场需求拉动,促使国内机床工具行业出现了产销畅旺的局面,机床附件行业在强大的需求之下也是如虎添翼,奋力前进【9】。二、本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施1、本课题研究的主要内容:(1)了解刀库机械手回转与装卸刀机构的性能要求; (2)了解刀库机械手回转与装卸刀机构的工作原理,进行结构设计和计算分析; (3)设计指标:回转油缸摆动,带动手架回转,实现主轴和刀库间的换刀动作,手臂沿手臂座移动,完成拔刀和插刀动作; (4)应用CAD系统对系统零件和装配建模和仿真2、研究方案:(1)明确文章的研究内容,确定研究对象;(2)大量收集并查阅相关资料,力求条理清晰。3、研究方法:(1)坚持很好地全部阅读指导教师指定的参考资料、文献,并阅读了较多的自选资料和较多的外文资料,积极开展调研论证;(2)充分利用时间,提前学习专业软件,能够熟练运用CAD 软件进行设计、分析、加工等操作,使产品提前得到的方案可行性设计。(3)采用同其它同等机械类设备的类比,方案比较等方法,根据实际应用特征及现有的物质、经济技术、人力等条件,以所学的理论知识为基础,按照工业机械手工作的一般过程、设计标准。借鉴以往相似设备的成功经验进行初步设计然后对初步设计方案进行验算,修正,直至达到安全、经济、实用的目的。其中对于机械手设计中的关键问题、难点问题进行重点分析解决,确保整个设计方案的可行性和最佳性。【9】图1 刀库机械手回转与装卸刀自动换刀装置是数控加工中心在工件的一次装夹中实现多道工序加工不可缺少的装置,主要由刀库、机械手和驱动装置几部分组成。机械手和驱动装置是两个关键部分,根据驱动装置的不同,自动换刀装置可分为凸轮式、液压式、齿轮式、连杆式及各种机构复合式,其中以凸轮式用得较多。【10】图2刀库机械手回转与装卸刀机械手回转及装刀、卸刀机构,是用于主轴和刀库间的装刀、卸刀的换刀装置。回转油缸1摆动,带动手架4回转,实现向主轴和刀库换刀的动作。当拔刀油缸2通入压力油时,缸体连同手臂3沿手臂座5移动,完成拔刀和插刀动作。手臂3靠十字交叉滚子6在手臂5的V字型导轨上移动。三.本课题研究的重点及难点,前期已开展工作本课题研究的重点及难点在于设计方案和整体结构特点的确定。目前已经查找和阅读了大量期刊、书籍、报纸及优秀硕士论文,并对相关数据进行了分析。四、完成毕业论文的工作步骤与时间安排(按周次填写)(1)13周:调研并收集资料;(2)310周:确定设计方案和整体结构特点;(3)1011周:完成结构设计计算;(4)1113周:完成装配图、三维建模和仿真;(5)13-15周:完成论文撰写,准备答辩。5 指导教师意见(对课题的深度、广度及工作量的意见) 指导教师: 年 月 日 6 所在系审查意见: 系主管领导: 年 月 日参考文献1 吴波,周云龙.数控机床现状及发展趋势简析.科技信息.2010年25期:461479.2 俄 IO.M.索罗门采夫主编 干东英、安永辰译工业机械人图册机械工业出版社 1993年5月 2753 梁训瑄.我国机床工业60年发展.航空制造技术.2009年19期:5659.4 徐国威.国内外数控机床的发展及应用.兵工自动化.1993年02期:3135.5 徐宁安.从CIMT2005看数控卧式镗铣床与落地铣镗床的发展.世界制造技术与装备市场.2005年06期:98100.6 吴波,周云龙.数控机床现状及发展趋势简析.科技信息.2010年25期:461479.7 徐国威.国内外数控机床的发展及应用.兵工自动化.1993年02期:3135.8 苗松.海德汉工件测头TS640在数控镗铣床上的应用.制造技术与机床.2009年12期:141142.9 王斌,徐艳新.数控镗铣床改造设计.科技风.2010年10期:234.10 卢秉恒.机械制造技术基础.第三版.北京:机械工业出版社.2007.1211 白婕静 万宏强.机械制造工程学课程设计手册.北京:兵器工业出版社.2008.312 李允文主编工业机械手设计机械工业出版社 1996年6月1417、262913 胡占齐 杨丽.机床数控技术.第二版.北京:机械工业出版社.2007.514 李育锡.机械设计课程设计.北京:高等教育车版社.2008.615 凡仁建.当前数控机床改造的最新技术研究M.机械工业出版社,2009,19(10):178-180.16 吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册第二版M.北京:高等教育出版社,2006:1-261.17 徐颓主编机械设计手册(第5卷).北京:机械工业出版社,1992.18 Blohoubek, P., Kolbal, Z.: The knowledge from the Research in the Field of Robotics at UT Brno, Czech Republic. 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In: Strojrensk vyroba, ro nk 45, 1997, .1-2, ISBN 0039-24567, pp. 9-11数控卧式镗铣床刀库机械手回转与装卸刀机构设计摘要数控卧式镗铣床是一种具有自动换刀装置和任意分度数控转台的数字控制机床,工件在一次装夹后能自动完成几个侧面的多种工序的加工。数控卧式镗铣床刀库机械手回转与装卸刀机构用于主轴和刀库间的装刀与卸刀操作。良好的结构设计能够实现刀库与机床主轴之间刀具的快速装卸,提高机床的工作效率。镗铣床主要是刀具在工件上加工已有预制孔的机床。通常,刀具旋转为主运动,刀具或工件的移动为进给运动。它主要是用来加工高精度孔或一次定位完成多个孔的精加工,此外还可以从事与孔精加工有关的其他加工面的加工。自动换刀装置是数控加工中心在工件的一次装夹中实现多道工序加工不可缺少的装置,主要由刀库、机械手和驱动装置几部分组成。关键字:卧式镗铣床;自动换刀装置;回转机构;装卸刀装置CNC horizontal boring and milling machine tool storage manipulator rotary knife with loading and discharging mechanism designAbstractCNC horizontal boring and milling machine is a kind of digital control machine tools, automatic tool changer and arbitrary indexing NC rotary table machining of the workpiece in a fixture can automatically complete the side of a variety of processes. CNC horizontal boring and milling machine magazine robotic swing and handling knife institutions for the loading the knife and unloading knife operation between the spindle and magazine. The good structure designed to achieve rapid loading and unloading of the tool between the magazine and the machine tool spindle to improve the efficiency of the machine. Boring and milling machine is a machine tool on the workpiece processing has been pre-hole. Typically, the rotation of the tool main movement, the movement of the tool or workpiece feed movement. It is mainly used to process high-precision holes or location to complete the finishing of a plurality of apertures, in addition to in the hole finishing machining surface processing. The automatic tool changer CNC machining centers in the workpiece clamping device, multi-channel processes indispensable mainly by the magazine, robots and drives several parts.Keywords:horizontal boring and milling machine; automatic tool changer;rotating mechanism; loading and unloading knife device目 录1 绪论1 1.1题目背景和意义1 1.2数控镗铣床概述和结构组成1 1.2.1数控镗铣床的结构组成2 1.3国内外研究情况2 1.4本课题研究的主要内容3 1.4.1本课题研究的主要内容3 1.4.2 研究方案3 1.4.3 研究方法32 总体方案的确定.7 2.1 主要技术参数6 2.2 自动换刀装置的设计参数6 2.3 确定数控卧式镗铣床自动换刀装置的形式63 机械手8 3.1机械手的组成8 3.1.1执行机构8 3.1.2驱动机构8 3.1.3 控制系统9 3.1.4课题工作要求9 3.2机械手手部的结构的设计10 3.2.2夹紧力及驱动力的计算12 3.2.3 机械手手抓夹持精度的分析计算13 3.2.4 弹簧的设计计算13 3.3机械手腕部结构的设计15 3.3.1腕部的结构以及选择15 3.3.2腕部的设计计算15 3.3.3液压缸盖螺钉的计算17 3.4 臂部18 3.4.1 臂部结构形式19 3.4.2 臂部运动的导向装置19 3.5机械手机身的设计计算21 3.5.1机身的整体设计21 3.5.2 机身回转机构的设计计算22 3.6自动换刀机械手的滑座伸缩和手架回转运动机构244 刀具交换装置的设计26 4.1 换刀机械手抓刀部分结构26 4.2 机械手传动结构27 4.3 自动换刀过程的动作顺序28 4.4 自动换刀装置的相关技术要求29 4.4.1 主轴准停装置29 4.4.2 换刀机械手的安装与调试295 自动换刀装置的控制原理30 5.1刀库的控制30 5.2机械手的控制30结 论31致 谢32参考文献33毕业设计(论文)知识产权声明.34毕业设计(论文)独创性声明.3521 绪论1.1题目背景和意义数控卧式镗铣床是一种具有自动换刀装置和任意分度数控转台的数字控制机床,工件在一次装夹后能自动完成几个侧面的多种工序的加工。数控卧式镗铣床刀库机械手回转与装卸刀机构用于主轴和刀库间的装刀与卸刀操作。良好的结构设计能够实现刀库与机床主轴之间刀具的快速装卸,提高机床的工作效率
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