文档包括:
说明书一份,32页,13000字左右.
开题报告一份。
外文翻译一份。
三维UG零件图以及装配图一份。
图纸共12张,如下所示
A0-机械手装配图.dwg
A0-箱体装配图.dwg
A1-六栓槽轴.dwg
A2-连杆.dwg
A2-凸轮轴.dwg
A3-换刀臂.dwg
A4-弹簧座.dwg
A4-刀臂座下盖.dwg
A4-刀爪.dwg
A4-顶柱1.dwg
A4-顶柱2.dwg
A4-胀缩环压环.dwg
开 题 报 告
课题名称 数控镗铣床换刀机械手设计
一、 意义及背景
换刀机械手的主要任务是：完全模拟人手的换刀动作，给机床主轴与弹簧夹头提供相对转动实现夹紧、放松刀具的动作。
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30％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。刀具自动交换系统由刀库、刀具交换装置、刀具传送装置、刀具编码装置、识刀器等五个部分组成。其中，刀具交换装置（换刀机械手）是该系统的核心部分。带有自动换刀刀具交换装置的数控机床称为加工中心。它通过刀具的自动交换，可以一次装夹完成多道工序的加工，实现了工序的集中和工艺的复合，从而缩短了辅助加工时间，提高了机床的效率，减少了零件安装、定位次数，提高了加工精度。
二、国内外发展现状
从换刀系统发展的历史来看，1956年日本富士通研究成功数控转塔式冲床，美国IBM公司同期也研制成功了“APT”（刀具程序控制装置）。1958年美国K&T公司研制出带ATC（自动刀具交换装置）的加工中心。1967年出现了FMS（柔性制造系统）。1978年以后，加工中心迅速发展，带有ATC装置，可实现多种工序加工的机床，步入了机床发展的黄金时代。1983年国际标准化组织制定了数控刀具锥柄的国际标准，自动换刀系统便形成了统一的结构模式。现在的国内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、多手式机械手等。机械手中最常用的几种结构有：钩手；抱手；伸缩手；叉手等。
三、 设计的主要内容和方案
我的主要设计内容为数控镗铣床换刀机械手设计。
方案：1、要求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，所以选择回转式单臂双爪机械手。2、采用钩手结构，简单可靠。3、传动方式：换刀机械手完全采用电磁机械传动，以求最大限度地降低自动换刀系统的成本造价。
四、日程安排：
1-2周 调研，了解背景、国内外现状，确定设计方案，写开题报告。
3-6周 参数设定，计算基本数据。
7-13周 具体设计，完成所有内容，包括模型，设计图等
14周 老师检查，攥写说明书。
15周 答辩
五、参考文献
1、廉元国、张永洪编著，加工中心设计与应用，北京：机械工业出版社，1985
2、爱玲主编，现代数控机床，北京：国防工业出版社，2003
3、良贵，机械设计，北京：高等教育出版社，2001
4、先逵主编，机械制造工艺学，北京：机械工业出版社，1995
5、侯秀珍主编，机械系统设计，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2000
6、辛安主编，北京：机械工业出版社，1999
7、学桐主编，我国数控产业的现状和发展措施，北京：机械工业出版社，1999
8、爱珍主编，数控原理与系统，北京：机械工业出版社，1999
数控镗铣床换刀机械手设计
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
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