镗铣加工中心换刀机械手部件设计开题报告.doc

浙江理工大学本科毕业设计（论文）开题报告班级机械设计制造及其自动化09（4）班姓名洪之奇课题名称镗铣加工中心换刀机械手部件设计目录1选题的背景与意义1.1国内外研究现状和发展趋势1.11机械手简介1.12机械手的分类1.2换刀机械手研究意义2研究的基本内容与拟解决的主要问题2.1基本内容2.2拟解决的主要问题3研究思路方案、可行性分析及预期成果3.1研究思路方案3.2可行性分析3.3预期研究成果4研究工作计划成绩：答辩意见答辩组长签名：年月日系主任审核意见签名：年月日镗铣加工中心换刀机械手部件设计洪之奇(机械设计制造及其自动化09(4)班B09300410)1选题的背景与意义机械制造业是一个国家最基础的行业，为整个国民经济提供技术装备，其发展水平是国家工业化程度的主要指标之一。在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下：一、以提高生产过程中的自动化程度应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。二、以改善劳动条件，避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。三、可以减轻人力，并便于有节奏的生产应用机械手代替人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都没有机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。综上所述，有效的应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。1.1国内外研究现状和发展趋势1.11机械手简介人类在面对对人体健康有害的各种射线、高温和低压、高压和低压，进行深水考察，以及操作有毒性的和爆炸性的物质时，都必须利用各种远距离操作设备。远距离操作设备与普通设备的主要区别，在于能够通过适当的生物屏蔽把操作人员与危险源隔开进行操作。作为这种屏蔽的有各种防护屏、屏蔽箱、热室和其它箱室的壁，有时亦可采用加大距离的办法。机械手就是这样一种远距离操作设备1。机械手是由操作人员或程序装置远距离操纵的一种装置。它包括供模仿人手的移动和关节动作功能用的操作机构。机械手通常是由安装在危险区内的从动臂、安装在危险区外的主动臂和穿墙（防护屏）的连接臂组成。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用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。1.1.2机械手的分类目前，机械手尚无通用的分类方法。它们可按不同的特点分，例如，根据从动臂对于主动臂动作的模仿程度，主动臂上力的再现，用途，从动臂与主动臂的连接形式，操作方法，外形等分类。实践中所采用的机械手可分为四类：1）剑式机械手；2）机械传动和密封磁力机械传动机械手；3）电动机械传动、液压和气动机械手；4）特殊机械手1。第一类机械手一般不能完全模仿操作人员的手关节的动作。但是，由于其结构简单、价格便宜，因而获得广泛应用，是通用的机械手。第二类机械手能完全模仿操作人员的手关节的动作（有七个和七个以上的动作）。它比第一类机械手较为复杂。由于其操作方便、价格不太高，所以也得了广泛应用。磁力机械传动机械手比机械传动机械手略微复杂，而且昂贵，但能保证箱室的完全密封。第三类机械手比第二类机械手更加复杂而且昂贵。这类机械手的某些类型得了广泛应用，尤其是用于操作间与箱室之间要求高度密封，进行远距离操作和主动臂作用于从动臂的力按比例反射操作的地方。这一类的非模拟机械手有杠杆或控制装置和普通（非随动的）电传动装置，简化了结构，降低了价格。第四类机械手装有控制装置，这类机械手的抓举能力很大，可用于完成预先给定的工序。其中换刀机械手也有各种分类：单臂单爪回转式机械手机械手摆动的轴线与刀具主轴平行，机械手的手臂可以回转不同的角度来进行自动换刀，换刀具的所花费的时间长，用于刀库换刀位置的刀座的轴线相平行的场合。如图1所示：图1单臂单爪回转式机械手单臂双爪回转式机械手图2单臂双爪回转式机械手这种机械手的手臂上有两个卡爪，两个卡爪有所分工，一个卡爪只执行从主轴上取下“旧刀”送回刀库的任务，另一个卡爪则执行由刀库取出“新刀”送到主轴的任务，其换刀时间较上述单爪回转式机械手要短，如图2所示。这种机械手的两臂各有一个卡爪，可同时抓取刀库及主轴上的刀具，在回转之后有同时将刀具归回刀库及装入主轴，是目前加工中心机床上最为常用的一种形式，换刀时间要比前两种都短，如图3所示。图3双臂回转式机械手