立式加工中心换刀机械手设计
立式加工中心机械手的设计设计-32页word资料
目录摘要 (1)关键词 (1)1前言 (1)2换刀机械手的相关介绍 (2)2.1数控技术的发展历程 (2)2.2数控加工中心基本功能 (3)2.3加工中心组成部分 (3)2.3.1刀库 (3)2.3.2刀具交换装置 (4)2.3.3运刀装置 (4)2.3.4刀具编码装置 (5)2.4刀库的驱动及定位 (5)2.5数控系统发展趋势 (6)2.6 ATC装置分类 (6)2.7 ATC装置换刀速度比较 (7)3换刀机械手的总体方案设计 (8)3.1设计任务 (8)3.2机械手的平稳性 (9)3.2.1影响平稳性以及定位精度因素 (9)3.2.2机械手运动特性 (9)3.3机械手运动特性分类 (10)3.4开关型机械手的速度及位置控制 (11)3.5机械传动型机械手速度及位置控制 (11)3.6机械手类型确定 (11)3.7驱动系统和电控系统的选择 (11)3.7.1驱动系统的选择 (11)3.7.2电控系统的选择 (12)4总体结构设计 (14)4.1刀爪部分设计 (14)4.2机械手手臂的设计 (15)4.2.1臂部防止偏重 (16)4.2.2加强臂部刚度 (16)4.2.3改进缓冲装置和提高配合精度 (16)4.2.4采取的措施 (16)4.3机械手传动结构设计 (18)5运动及其动力计算 (20)5.1选用异步电机的方法 (20)5.2锥齿轮的设计及计算 (21)5.2.1确定公式内各计算数值 (21)5.2.2锥齿轮部分的计算 (22)5.3锥齿轮轴的设计及其计算 (23)5.3.1锥齿轮设计及校核 (23)5.3.2确定各轴段直径和长度 (24)5.4刀臂的弯曲变形 (28)6换刀过程 (31)7结论 (35)参考文献 (35)致谢 (36)附录 (36)立式加工中心机械手的设计摘要：加工中心是指在一次装卡中，能够实现自动铣削、钻孔、镗孔、铰孔、攻丝等多工序的数控机床。
更为明确的说法是：加工中心就是自动换刀数控镗铣床。
加工中心的自动换刀机械手毕业设计说明书(论文)
毕业设计说明书(论文)作者：学号：系：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化题目：加工中心的自动换刀机械手指导者：评阅者：2010年 6 月 4 日题目加工中心的自动换刀机械手摘要：介绍了加工中心的自动换刀机械手的设计的基本原理和实现方式，本次设计采用了结构设计方式。
通过液压缸的控制实现机械手大臂的上升、下降、前进和后退，通过减速电机来实现机械手大臂的回转，而机械手小臂的回转则是通过回转液压缸来实现。
本设计的机械手能够对立式加工中心进行换刀，通过一个45°的弯轴实现水平和竖直的转换，并进行换刀动作。
本设计的机械手换刀时间短，精度高，并且结构简单。
关键词：机械手自动换刀加工中心Title Automatic processing center in knife manipulator AbstractIntroduces the processing center for the design of automatic knife manipulator, the basic principle and realization. This design USES the structure design .Through the control of hydraulic cylinder robot arm of the rise and fall, forward and backward.The motor to realize the manipulator arm of rotary.And turning the forearm manipulator is through rotary hydraulic cylinder.The design of manipulator to vertical machining center, to change, Through a 45 °bend axial realize the transformation, and vertical level and change.The design of manipulator in short sword, high precision, and simple structure.Keywords：Manipulator Automatically change knife Machining center目次1 引言 (1)1.1 国内外研究现状及发展趋势 (2)1.2 研究的目的和意义 (6)1.3 本次设计主要完成任务 (6)1.4 本课题主要研究内容 (6)1.5 遇到的问题和解决问题的方法 (7)2 总体方案的确定 (7)2.1 驱动方式的选择 (7)2.3 方案的比较论证 (8)3 技术参数与结构方案的确定 (11)3.1 技术参数的确定 (11)3.2 传动方案的确定 (12)3.3 结构方案的确定 (16)4 零件与部件的确定 (21)4.1 机械手爪的设计 (21)4.2 液压缸的设计 (22)4.3 减速电机的选取 (24)4.4 轴承的选取 (26)4.5 联轴器的选取 (32)5 主要零件的校核 (37)5.1 轴的计算和校核 (37)6 装配图、部装图和零件图的完成 (41)结论 (44)参考文献 (45)致谢 (46)1 引言加工中心和车削中心是由机械设备与数控系统组成，适用复杂零件加工的高效、高精度的自动化机床。
立式加工中心换刀机械手
立式加工中心换刀机械手Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】毕业设计（论文）题目：基于pro/e的加工中心换刀机械手的设计学生姓名：黄玉鹏学号：学部（系）：机械与电气工程专业年级：12级机械设计制造及其自动化（3）班指导教师：樊珊职称或学位：本科2016 年 5 月 1 日加工中心换刀机械手设计【摘要】本论文介绍的是小型加工中心换刀机械手的设计。
机械手的种类很多，在本次设计中机械手选用回转式双臂机械手。
它的主要动作是将机床主轴上的刀具与刀库或刀具传送装置上的刀具进行交换，其动作循环为：拔刀─新旧刀具交换─装刀。
回转式双臂机械手刀具交换装置具有换刀时间短、所需空间小动作灵活可靠等.应用最为广泛。
数控系统是加工中心的控制中心，它主要由（CNC）、可编程控制系统(PLC)、伺服系统构成。
关键词:加工中心换刀机械手Vertical machining center for knife manipulatordesign[Abstract]:This paper introduces the design of the tool changing-manipulator of the small machines centertool changing-manipulator is one of the main components of the automatically-trading-knife installment. There are a lot of types of tool changing-manipulators. The tool changing-manipulator of this design adopts the two arms manipulator of turn-over type in this design。
大型加工中心换刀机械手的设计
大型加工中心换刀机械手的设计一、设计背景随着制造业的快速发展，大型加工中心的应用越来越广泛。
大型加工中心一般拥有多把刀具用于不同工序的加工，需要手动更换刀具，不仅浪费了时间，还增加了人力成本和安全隐患。
因此，设计一个高效、安全、智能的大型加工中心换刀机械手，具有重要的意义。
二、设计目标1.实现自动化刀具更换，提高加工效率；2.提高工作安全性，减少人为操作的风险；3.具备智能、自主学习、自动适应的功能，提高机器人操作的灵活性和实用性。
三、设计要点1.结构设计：机械手的设计应考虑加工中心刀库的布局和工作条件，采用多关节结构，具备较大的工作范围和灵活性。
2.控制系统：机械手需要搭载先进的控制系统，具备自主学习和自适应的能力，能够根据刀具更换的要求自动调整操作步骤和力度。
3.传感器：机械手需要搭载各种传感器，实时监测加工中心的刀库情况、刀具状态和操作环境，保证机械手的安全性和可靠性。
4.机械手末端工具：机械手末端需要设计合适的夹具，能够牢固地固定不同类型和尺寸的刀具，保证更换过程的精确性和稳定性。
5.自动化控制和管理系统：机械手需要与加工中心的自动化控制和管理系统进行无缝对接，实现自动化的刀具管理和更换。
四、设计流程1.刀具信息录入：使用者通过界面输入加工中心刀库的刀具信息，包括类型、尺寸、位置等。
2.系统规划：系统根据刀具信息和加工需求，确定最优化的刀具更换方案和机械手动作路径。
3.动作执行：机械手根据系统规划的路径，自动移动到对应的位置，使用夹具固定住刀具，完成刀具更换操作。
4.刀具状态检测：机械手通过传感器对刀具状态进行实时监测，如刀具磨损、损坏等情况。
5.故障处理：如果刀具状态异常，机械手会将异常信息传递给系统，系统进行相应的故障处理，如果需要更换刀具，机械手会自动执行更换流程。
6.报警系统：机械手配备报警系统，一旦出现异常情况、人为干预等，及时发出警报，保证工作环境安全。
五、潜在问题及解决方案1.增加机械手的稳定性和可靠性：通过优化机械结构设计，加强关节和连接部位的刚度和精度，提高机械手的稳定性和可靠性。
立式铣床加工中心换刀机械手(参考模板)
立式铣床加工中心换刀机械手设计摘要:在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品的质量，普遍重视生产过程的自动化程度，机械手作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。
机械手的技术水平和应用程度在一定程度上面反映了一个国家工业自动化的水平，目前，机械手主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取教再现的方式。
本文主要是注重对铣床加工中心的自动换刀机械手进行设计。
主要的功用就是根据零件加工需求的不同，来更换刀具对零件进行精细加工。
机械手代替人工换刀不仅提高了生产效率和降低了生产成本，还避免了人身事故。
关键词：换刀机械手铣床加工中心Design of Manipulator of Milling Vertical Machine CenterAbstract:Nowadays, in the great scale of manufacturing industries, enterprises pay more attention to the level of the automation in order to improve the production efficiency and the product quality. And the manipulators are gradually recognized by enterprises as the important parts of the automatic production line. The technical levels and the skilled application of the manipulators reflect the national levels of industrial automation to some degrees. At present, the manipulators are devoting themselves to the tasks like welding, painting, carrying and stacking which are very complicated and tiring. And their way of working is to teach and to payback.This unit mainly considers the design of the automatic knife manipulators of the milling machining center. Its main function is to replace the knife tools and to process the body parts finely according to the different demands of the body parts that need processing. Manipulators instead of the manual work not only improve the efficiency of production and reduce the costs of production, but also avoid the security accidents.Key Words：The knife manipulators，The Milling machining center1 前言1.1 国内外研究现状加工中心是在数控铣床的基础上发展起来的。
加工中心换刀机械手设计论文定稿(不打印).doc
摘要本论文介绍的是加工中心换刀机械手自动换刀装置的设计. 通过分析加工中心的整体结构和自动换刀系统的特点、应用条件，设计要求等，并结合在数控机床上对刀库和换刀机械手的需要——能在数控程序的控制下灵活的实现换刀过程。
设计的刀库为盘形结构，沿刀库主轴轴向安装。
驱动为型号为90SZ03 的 SZ 系列电磁式直流伺服电动机。
换刀机械采用机械手交换刀具的方式。
结合了工厂实际，该自动换刀系统在数控的控制下能灵活的完成换刀程序，节省了时间、提高了效率、安全可靠。
关键词：刀库、机械手、加工中心ABSTRACTThe present paper introduces is processes the center to trade the knife manipulator automatically to trade the design which the knife installs. And trades the knife system automatically through the analysis processing center overall construction the characteristic, the application condition, the design request and so on, and unifies on the numerical control engine bed and trades the knife manipulator's need to the knife storehouse - - to be able the nimble realization to trade the knife process in under the numerical control procedure control.The design knife storehouse is the disc structure, along knife storehouse main axle axial installment.The actuation for the model is the 90SZ03 SZ series electromagnetic cocurrent servo motor.Trades the knife machinery to use the manipulator to exchange the cutting tool theway.Linked to the factory reality, this trades the knife system to be able automatically nimble to complete under the numerical control control trades the knife procedure, saved the time, enhanced the efficiency safely, reliable.Key words: Tool-magazine,Tool-changing manipulator,Machining Center.目录引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 1. 数控床介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 1.1 数控床的分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 1.2 数控床的构特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2 1.3 数控床的主要功能及加工象⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2 2．体方案的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4 2.1 加工中心刀机械手及其主要参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4 2.2 初定加工中心刀机械手自刀装置的参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 5 2.3 确定加工中心刀机械手自刀装置的形式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 5 3．刀的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 6 3.1 确定刀容量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 3.2 确定刀形式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73.3 刀构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯74. 刀具交装置的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 4.1 刀机械手抓刀部分构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 4.2 机械手构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯104.3 自刀程的作序⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯115. 自刀装置的控制原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12 5.1 刀的控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯125.2 机械手的控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯136. 典型零件的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13 6.1 器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13 6.1.1 器的用与校核⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13 6.2 托架的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14致⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15 附 1 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16 附 2 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17引言近年来，加工中心换刀机械手在自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、便于操作、精度准确等方面所表现出的综合优势是其手动操作难以比拟的。
加工中心机械换刀手毕业设计
卡爪锁紧机构
单活塞双作用液压缸
活塞杆直径为32mm,液压缸行程为125mm， 工作压力为1MP
液压系统原理图
系统工作状态如图所示，首先由数控系统发出 换刀指令后，液压泵1工作向液压系统供油，压力 油经单向阀11通到换刀机械手上的油路分配器，并 通向两只电磁换向阀（三位四通）。电磁阀的通电 或断电由PLC编制的程序控制，从而使机械手动作。 当换向阀中的电磁阀DT4通电时，压力油通过换向 阀的右位进入摆动液压缸右腔，在压力油的作用下 使摆动液压缸的动片旋转一定角度，实现机械手的 抓刀动作。该角度是由行程开关和PLC所控制，当 转动到位压下行程开关后DT4自动断电。接着将执 行拔刀动作，换向阀4中的电磁阀DT2通电经过单 向调速阀进入升降液压缸的上腔，在压力油作用下 推动活塞杆向下运动完成拔刀动作。其它的几个动 作如手臂旋转、手臂上升的控制都是由控制相应电 磁阀的通断改变压力油的方向实现换刀动作。手臂 的升降采用单杆双作用液压缸驱动，手臂的升降速 度由单向节流阀6、7实现回油节流调速；手臂的 回转由摆动液压缸驱动，其正反运动采用单向调速 阀8、9回油节流调速。由于手臂升降缸为立式液 压缸，为了支承平衡手臂运动部件的自重，该系统 在手臂升降中采用了单向顺序阀10的平衡回路
硬 件 整 体 设 计
手爪
刀具的刀柄和拉钉都已经标准化，有各国标准和国际标准（ISO），我国多 年来进口和引用日本标准较多，采用日本JIS标准刀柄也较多，刀柄型号有 BT40, BT45, BT50, 此次设计采用BT45刀柄，刀柄包括了与机床主轴配合 定位的7：24锥面及机械手夹持的轴颈和键槽，尾部供主轴内拉紧机构拉紧， 其型式如下图所示,尺寸见《 加工中心设计与应用》132页。
Байду номын сангаас
加工中心换刀机械手设计
加工中心换刀机械手设计摘要在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，机械手作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。
机械手的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，机械手主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。
本文将设计一台四自由度的机械手，主要的功用就是自动换刀。
首先，本文将设计机器人的底座、机身、臂部和手爪的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计设计了机械手的夹持式手部结构；以及机械手的总体结构，以实现机械手伸缩，升降，回转和俯仰四个自由度及手爪的开合。
运用了FX 系列可编程序控制器（PLC）对换刀机械手进行控制, 论述了电气控制系统的硬件设计, 控制软件结构以及手动控制程序和自动控制程序的设计。
关键词：机械手，可编程序控制器，液压DESIGN FOR AUTOMATIC TOOL CHANGEROF MACHINING CENTERABSTRACTIn the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance the production efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jops of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way.In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used to carry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design manipulator's clamp type hand structure; As well as has designed manipulator's gross structure, realizes the manipulator to expand and contract, the fluctuation, rotates three degrees-of-freedom and hand fingernail's opening and closing. The drive type realizes the arm expansion and the fluctuationby the air cylinder, the asynchronous machine realizes manipulator's revolving.The paper illustrates that the control of the automatic tool changer by means of the PLC and also includes the hardware design of the electric control system, the control software structure and the design of the manual and automatic control program.KEY WORDS: robot，plc，hydraulic pressure第一章引言机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
毕业设计论文-数控加工中心—换刀机械手设计论文
1绪论1.1数控加工中心概述1.1.1数控加工中心的优点数控加工中心的优点很多，主要有一下几种：（1）工件一次装夹可完成多种加工任务，避免了因多次装夹带来的误差和时间成本，而且，由于不需要依靠操作者的技术水平，可得到相当高的稳定精度。
（2）减少了加工的准备时间，提高了加工效率，减少了劳动力的使用，从而大大的降低了生产成本，提高了产品的竞争力。
（3）提高了设备的利用率，数控加工中心的设备利用率为通用机床的几倍，并且，由于工序较为几种，更加适合多种、中小批量的加工生产。
1.1.2数控加工中心的结构特点数控加工中心的结构特点如下：（1）刚度高、抗振性好。
（2）传动系统结构简单，传递速度快，精度高。
（3）设计有刀库和换刀机构，这是数控加工中心与其他机床的主要区别。
（4）相较其他机床更为人性化，功能齐全，省去了绝大部分的人力劳动。
1.1.3数控加工中心的发展趋势（1）高速化随着数控系统核心处理器性能的进步，数控加工中心的主轴转速和进给速度的进一步提升以及自动交换平台和自动换刀用时的进一步缩短，进而使数控机床的效率向更高的目标迈进。
（2）高精度化先进的数控系统一般带有高精度的位置检测装置，并通过自我反馈系统时时的调整主轴的运动，进而保证了较高的加工精度和准确性。
随着现代科学技术的发展，以及人们不断去对超精密加工技术提出更高的要求，并且伴随新材料，新零件的出现对它们的加工需要更高的超精密加工工艺，因此不断发展新型的超精密加工机床和不断完善现代超精密加工技术，是数控机床发展的毕由之路。
（3）复合化随着产品外观曲线的复杂化致使模具加工技术必须不断升级，对数控系统提出了新的需求。
机床五轴加工、六轴加工已日益普及，机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。
（4）高柔性化数控机床在提高单机柔性化的同时，正朝着单元柔性化和系统柔性化方向发展.柔性制造系统是一种在批量生产下，高柔性和高自动化程度的制造系统，它综合了高效，高质量及高柔性的特点，适用于中各种批量和不同品种产品的自动化生产的技术问题，伴随数控系统技术的成熟和升级改造，数控机床的高单元柔性化和系统柔性化已日趋成为现实。
自动换刀机械手的设计
自动换刀机械手的设计摘要加工中心在加工中用得很广泛，加工中心利用刀库实现换刀，这是目前加工中心大量使用的换刀方式。
而自动换刀装置是加工中心的重要组成部分之一，它的功能的好坏，关系到整个加工中心的功能。
自动换刀装置可分为五种基本形式，即转塔式、180 回转式、回转插人式、二轴转动式和主轴直接式。
刀库换刀，按照换刀过程有无机械手参与，分成有机械手换刀和无机械手换刀两种情况。
在有机械手换刀的过程中，使用一个机械手将加工完毕的刀具从主轴中拔出，与此同时，另一机械手将在刀库中待命的刀具从刀库拔出，然后两者交换位置．完成换刀过程．无机械手换刀时，刀库中刀具存放方向与主轴平行，刀具放在主轴可到达位置换刀时，主轴箱移到刀库换刀位置上方，利用主轴Z向运动将加工用毕刀具插人刀库中要求的空位处，然后刀库中待换刀具转到待命位置．主轴Z 向运动将待用刀具从刀库中取出，并将刀具插人主轴。
[关键词]：加工中心自动换刀装置刀库机械手AbstractMachining center in the increasingly wide use of the processing , which is currently used by large processing center blade. And the automatic blade changer devices is an important component of machining center。
Its function is good or bad, on the whole processing machining center functions。
Automatic blade devices can be divided into five basic forms .Namely to Tower, 180 turnaround-type, rotation planting one-, two-and the main axis of rotation axis direct .Exchange cutlery in the tools storehouse , according to the availability of process machinery blade in hand, into a mechanical hand blade andnon-blade two mechanical hands .In a mechanical hand exchange cutlery，those will be completed using a mechanical hand, the cutlery out from the main axis.At the same time, another mechanical hand take cutlery from tools storehouse, and then the two exchange locations. The whole process is completed。
加工中心换刀装置的设计
XKA5032A/C数控立式铣床自动换刀装置设计摘要本设计介绍的是XKA5032A/C数控立式升降台铣床自动换刀装置（刀库式）的设计，刀库式的自动换刀装置是由刀库和刀具交换装置（换刀机械手）组成。
它是多工序数控机床上应用最广泛的换刀装置。
换刀时，先在刀库中进行选刀，由机械手从刀库和主轴上取出刀具，然后交换位置，把新刀插入主轴，旧刀放回刀库。
存放刀具的刀库具有较大的容量，其容量为六把刀具,采用盘形结构,安装在机床的左侧立柱上。
设计成采用轴向放置的鼓盘式刀库形式和回转式双臂机械手组成。
刀具按预定工序的先后顺序插入刀库的刀座中，使用时按顺序转到取刀位置。
用过的刀具放回原来的刀座内，也可以按加工顺序放入下一个刀座内。
该法不需要刀具识别装置，驱动控制也比较简单，工作可靠。
数控铣床用4把刀就可完成大多数的铣削加工。
所以这个容量为6把刀的刀库，几乎不存在加工过程中需要重复利用刀具的情况，所以刀具的选择方式确定为顺序选择刀具。
两手互相垂直的回转式单臂双手机械手的优点是换刀动作可靠，换好时间短，缺点是刀柄精度要求高，结构复杂，联机调整的相关精度要求高，机械手离加工区较近。
一般来说，这种机械手用于刀库刀座轴线与机床主轴轴线垂直，刀库为径向存取刀具形式的自动换刀装置，因此，在XKA5032A/C数控立式升降铣床的自动换刀装置中可采用这种机械手形式。
关键词：数控铣床，自动换刀装置，刀库，换刀机械手The XKA5032A/C Number Controls The Sign Type Working Panel Miller To Change The Knife DeviceABSTRACTthe introduction is the design that the XKA5032 A/C number controls the sign type working panel lifter miller to change the knife device(the knife database type) automatically.The knife database type automatically change the knife device is have by the knife database and the knife to exchange device(change the knife the machine hand) to constitute.It is many work ordinal numbers to control the top of the tool machine to apply to change the knife device most extensively, it is whole to lead to change the knife process more complicated.First process process in need to be use of all knifes have to install on the haft of the standard, pressing certain way to pack into the knife database after the tool machine carry on size to prepare to adjust outside.Be in the knife database carry on choosing knife first while change the knife, the design becomeses the adoption stalk toward the drum dish type knife database form and the turn-over type double the arm machine hand for place to constitute.The knife has to press to schedule to the work preface insert the knife of the knife database order of sequence, usage turn to take knife position in order.The knife for using puts back the original knife inside, can also press to process sequence to put into the next knife.That method doesn't need the knife to identify device, driving a control also more simple, work credibility. scaled the auto change the knife device.Can know the number controls miller to use 4 make the knife complete most milling and can pare to process.So this capacity is 6 knife databases of knifes, almost the nonentity process to need to make use of the circumstance that the knife have again in the process, so theknife have of the choice method assurance for in proper order choice the knife have.Two hands are mutual perpendicular of the advantage of the turn-over type single arm hands machine hand change the knife action credibility, changing good time short, the weakness is the haft accuracy to have high request, structure complications, the linking machine adjust of the related accuracy have high request, the machine hand leaves to process area nearer.Generally speaking, this kind of machine hand useds for the knife database knife the stalk line and the tool machine principal axis stalk line perpendicular, the knife database has a form to change the knife device automatically toward the access knife for the path, therefore can adopt this kind of machine hand form in the XKA5032 A/C number control the sign type rise and fall miller the auto change the knife the device.KEY WORDS:numerical control milling machines, Automatic tool changer, Tool storage , tool changing-manipulator目录前言 (1)第1章数控机床概述 (2)1.1 数控机床知识 (2)1.1.1 数控铣床的分类 (2)1.1.2 数控铣床的结构特征 (4)1.1.3 数控铣床的主要功能及加工对象 (5)1.1.4 自动换刀装置（ATC）及其形式 (5)1.1.5 自动换刀装置应当满足的基本要求 (7)第2章总体方案的确定 (8)2.1 刀库系统的设计 (8)2.1.1 确定刀库容量 (8)2.1.2 确定刀库形式 (9)2.1.3 刀库结构设计 (9)2.1.4 初选电动机与降速传动装置 (11)2.1.5 初估刀库驱动转矩 (11)2.1.5 刀库转位机构的普通圆柱蜗杆传动的设计 (12)2.1.6 刀库驱动转矩的校核 (17)2.1.7 花键联接的强度计算 (17)2.1.8 夹紧机构插销剪切强度的校核 (18)2.1.9 确定刀具的选择方式 (18)2.10 刀库的定位与刀具的松夹 (19)第3章刀具交换装置的设计 (21)3.1 换刀机械手的设计 (21)3.1.1 确定换刀机械手形式 (21)3.1.2 换刀机械手的工作原理 (23)3.1.3 机械手的自动换刀过程的动作顺序 (23)3.1.4 自动换刀装置的相关技术要求 (25)3.1.5 换刀机械手的安装与调试 (25)第4章自动换刀装置的控制原理 (26)4.1 自动换刀装置的液压系统原理图 (26)4.2 自动换刀装置换刀动作的顺序控制过程 (26)第五章典型零件的设计 (28)5.1 联轴器的设计 (28)5.1.1 联轴器 (28)5.1.2 联轴器的选用 (28)5.1.3 联轴器的校核 (29)5.1.4 蜗杆蜗轮传动设计的一些相关技术要求 (29)5.1.5 托架的设计 (29)结论 (30)谢辞 (31)参考文献 (32)外文资料翻译 (34)前言数字控制是20世纪中期发展起来的一种自动控制技术，是用数字信号进行控制的一种方法。
机械毕业设计26XKA5032A数控立式升降台铣床自动换刀装置
刀具选择方式的确定
• 刀库中选择刀具通常采用两种方式。 （一）顺序选择刀具 （二）任意选择刀具 因为4把刀就可完成大多数的铣削加工, 这个容量为6把刀的刀库，几乎不存在加工 过程中需要重复利用刀具的情况，所以本 设计刀具的选择方式确定为顺序选择刀 具。该法不需要刀具识别装置，驱动控制 也比较简单，工作可靠。
* 盘式刀库(容量为6Hale Waihona Puke 序选刀)* 回转式双臂机械手
安装位置的确定
安装自动换刀装置后铣床的外观图
换刀过程示意图
a、b 刀套下转90° c、机械手转75° d、机械手拔刀 e、刀具位置交换 f、机械手插刀 g 、机械手顺时针转75° h 、刀套带着换回的旧刀具向上翻转90°，准备下一次选刀,
机械手 传动 结构 示意图
主要技术参数
1) 刀库容量:4-6 2）选刀方式:顺序选刀 3）重复精度:± 5“
设计学生： 所在班级： 指导老师：
XKA5032A数控 升降台立式铣床
设计流程图
自动换刀装置的形式
(一)更换主轴头换刀形式
(二)带刀库的自动换刀形式
本设计选择:带刀库的自动换刀形式
本设计自动换刀装置的组成
仿效JCS—018A数控立式镗铣床换刀装置
机械手 换刀动 作动画 演示
刀 库 装 配 图
机械手液压控制图
机械手装配图
鸣谢
在此对在整个设计 过程中，给予我指导和 帮助的老师同学表示衷 心的感谢！特别是我的 指导老师温坚老师 。
刀库容量的确定
刀库储存量过大，导致刀库的结构 庞大而复杂,影响机床总体布局； 储存量过小，则不能满足复杂零件 的加工要求。对自动换刀数控机床 的刀库容量，有关资料曾对15000 个零件进行分组统计，指出不同工 序加工时必须的刀具数不同，如图 3-1所示。由图可知，铣削90%的 加工量由4把铣刀即可完成。因此， 对XKA5032A/C数控立式升降台铣 床，容量为6的刀库就可满足要求 了。
毕业设计(论文)-加工中心机械换刀手结构设计
西南交通大学本科毕业设计(论文) 第 I 页本科毕业设计（论文）加工中心机械换刀手结构设计摘要机械手是自动换刀装置中交换刀具的主要工具，它担负着把刀库上的刀具送到主轴上，再把主轴上已用过的刀具返回刀库上的任务。
机械手的目的是为了使加工中心能够更快的的工作，使加工中心能够得到更加充分的利用，以实现其的价值所在；再者，由于使用了机械手，减少由于人工换刀带来的低生产效率和容易出事故的弊端。
加工中心的自动换刀装置，通常是由刀库和机械手组成，它是加工中心的象征。
因此各加工中心制造厂家都在下大力研制动作迅速、可靠性高的自动换刀装置，以求在激烈的竞争中取得好效益。
自动换刀装置是加工中心的核心内容，各厂家都在保密，极少公开有关资料，尤其机械手部分更是如此。
本次设计思路是利用机械手的运动来实现加工中心的换刀。
机械手的运动由三种运动组成即：旋转、升降和手爪的自锁。
机械手的旋转运动主要负责交换刀具，其驱动装置由两相互啮合的齿轮传动来实现，动力则由步进电机驱动提供，控制步进电机的每秒脉冲数，就可以准确的控制其位置。
机械手的升降运动主要负责拔刀、插刀，其驱动装置由齿轮齿条啮合把旋转运动变为直线运动，同样控制步进电机的每秒脉冲数和实现对三相中的任意一相一直保持通电以实现抱闸。
其手爪自锁主要利用电磁感应来实现，顶杆后面用弹簧连接用于在断电后能自由返回到原来的位置。
关键词：机械手；加工中心；电磁感应；刀具AbstractThe machine hand is the main tool in the install of automatic tool change,which shoulder carrying the knife onto the principal axis,then,put the have been used knife of the principal axis return to the tool. Purpose of the machine hand is in oder to making the central machining work more quickly and be used more fully.In other hand,using machine hand can improve the low produce efficiency and reducing the accident. The automatc tool change install of the central machining ,is usually composing of the machine hand and tool,which is the symbol of the central machining . So the central machining maker study the automatic tool change on the quickly move and good reliability .Vigorously, in oder to gain huge benefit in the intense competition market.The automatic tool change is the core content to the central machining, so allthe maker are all keeping secret and do not open,especially the machine hand.In my graduation design,the main thinking is using the machine hand to complete exchanging the knife.movement of the machine hand is make up by three kind movement.The whirling of the machine hand is in charge of exchanging the knife。
立式加工中心换刀机械手和刀库设计
1 绪论1.1加工中心的定义加工中心，简称cnc，是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床,是适应省力、省时和节能的时代要求而迅速发展起来的自动换刀数控机床，是综合了机械技术、电子技术、计算机软件技术、拖动技术、现代控制理论、测量及传感技术以及通信诊断、刀具和编程技术的高科技产品。
加工中心备有刀库，具有自动换刀功能，是对工件一次装夹后进行多工序加工的数控机床。
加工中心是高度机电一体化的产品，工件装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等多种工序，因而大大减少了工件装夹时间、测量和机床调整等辅助工序时间，对加工形状比较复杂，精度要求较高，品种更换频繁的零件具有良好的经济效果。
图1.1 加工中心1.2加工中心的发展历程1952年美国PARSONS公司与麻省理工学院（MIT）合作研制了第一台三坐标数控机床，它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结合等多方面的技术成果。
1958年，美国卡尼，特雷克（Kearney&Trecker）公司首次把铣、钻、镗等多种工序集中于一台数控机床上，通过换刀方式实现连续加工，成为世界上第一台加工中心。
该产品出现后，销路惊人，引起了日、德、美、英、法、意等先进工业国家的高度重视，竞相开发生产，不断扩大和完善机床的功能，成为数控机床中发展最快、需求量最大的商品之一。
如今，世界上出现了立式、卧式、龙门式、落地式等各种加工中心，据不完全统计，大约有1000多个品种规格。
未来加工中心的发展动向是高速化、进一步提高精度和愈发完善的机能。
加工中心是数控机床的代表，是高新技术集成度高的典型机电一体化机械加工设备，我国的加工中心从70年代开始，已有很大发展，但技术、品种和数量上都还远不能适应我国经济、技术发展的需要。
随着我国工业的不断发展，推动了模具制造业、机械加工业的巨大发展，使得数控机床的使用越来越普遍，而加工中心更是以其高自动化程度得到广泛应用。
加工中心自动换刀后机械手设计及控制
在未来，随着技术的进 步，这一领域仍有很大 的优化和拓展空间
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2. I/O配置
根据机械手的动作和控制需求，合理配置PLC的输入和输通过输出端口传给机械手的驱动系统
PLC控制方式
3. 程序设计
利用PLC编程软件编写控制程序 ，实现以下功能
自动换刀流程控制：根据预 设的流程控制机械手的动作
实时监控与报警：监控机械 手的运行状态，如有异常立 即报警并采取相应措施 参数设置与调整：允许用户 根据实际需要调整机械手的 运行参数
3. 材料选择
机械手的结构材料应满足耐磨、 耐腐蚀和高强度的要求，常用的 材料有碳钢、不锈钢和铝合金等
3
PLC控制方式
PLC控制方式
1. PLC选型
选择合适的PLC对于机械手的控 制至关重要。应考虑PLC的处理 速度、输入/输出端口数量、扩 展性以及是否支持所需的通信协 议等因素
PLC控制方式
2. 机械手结构
自动换刀机械手的设计
典型的自动换刀机械手结构包括 手臂：负责夹持刀具，通常设计有多段 伸缩结构，以适应不同长度的刀具 驱动系统：采用电动、气动或液压方式 驱动机械手进行动作 控制系统：用于接收换刀指令，并控制 机械手的动作 传感器：用于检测刀具的位置和状态， 为控制系统提供反馈
自动换刀机械手的设计
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结构和PLC控制方式
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自动换刀机械手的设计
自动换刀机械手的设计
1. 设计原则
自动换刀机械手的设计应遵循以下原则 高可靠性：机械手应能在各种工作环境下稳定运行 ，保证换刀过程的准确性和安全性 易于维护：机械手的部件应便于拆装和维修，降低 维护成本 高效性：机械手应能在最短时间内完成换刀动作， 提高加工中心的工作效率 模块化设计：方便根据不同的加工需求进行定制或 改造
立式加工中心换刀机械手设计
立式加工中心换刀机械手设计加工中心简述加工中心（英文缩写为CNC 全称为Computerized Numerical Control）：是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床。
在中国香港，台湾及广东一代也有很多人叫它电脑锣。
工件在加工中心上经一次装夹后，数字控制系统能控制机床按不同工序，自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助机能，依次完成工件几个面上多工序的加工。
并且有多种换刀或选刀功能，从而使生产效率大大提高。
立式加工中心简述是指主轴轴线与工作台垂直设置的加工中心，主要适用于加工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。
立式加工中心能完成铣、镗削、钻削、攻螺纹和用切削螺纹等工序。
立式加工中心最少是三轴二联动，一般可实现三轴三联动。
有的可进行五轴、六轴控制。
立式加工中心立柱高度是有限的，对箱体类工件加工范围要减少，这是立式加工中心的缺点。
但立式加工中心工件装夹、定位方便；刃具运动轨迹易观察，调试程序检查测量方便，可及时发现问题，进行停机处理或修改；冷却条件易建立，切削液能直接到达刀具和加工表面；三个坐标轴与笛卡儿坐标系吻合，感觉直观与图样视角一致，切屑易排除和掉落，避免划伤加工过的表面。
与相应的卧式加工中心相比，结构简单，占地面积较小，价格较低。
立式加工中心分类依据导轨分类：依据立式加工中心各轴导轨的形式可分硬轨及线轨。
硬轨适合重切削，线轨运动更灵敏。
依据转速分类：立式加工中心主轴转速6000-15000rpm为低速型，18000rpm以上为高速型。
依据结构分类：依据立式加工中心的床身结构可分为C型及龙门型。
机械手简述机械手mechanical hand，也被称为自动手，auto hand，能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。
机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
自动换刀机械手的设计
自动换刀机械手的设计首先，我们来看一下自动换刀机械手的结构设计。
通常，自动换刀机械手由机械臂、刀具库、刀具传递机构和控制系统等部分组成。
其中，机械臂是实现自动换刀功能的核心部分，可以通过回转、伸缩等动作实现刀具的取放。
刀具库是存放各种刀具的地方，可以根据需要存放不同类型和规格的刀具。
刀具传递机构则是用于将刀具从刀具库中传递到机械臂上，并将用完的刀具重新放回刀具库中。
控制系统则是对整个自动换刀机械手的操作进行控制和调节，以确保其正确、高效地工作。
其次，我们来了解一下自动换刀机械手的工作原理。
首先，控制系统会根据生产线上的需要，确定需要更换的刀具类型和规格。
然后，机械臂会根据这些信息，在刀具库中寻找对应的刀具，并将其取下。
接着，机械臂会将用于更换的刀具传递到刀具传递机构上，将原来的刀具从机械臂上取下，并将用完的刀具重新放回刀具库中。
最后，机械臂会将新的刀具安装到机床上，完成整个换刀过程。
整个过程中，机械臂可以灵活、准确地控制刀具的位置和动作，以确保刀具的正常更换与工作。
自动换刀机械手具有许多优势，使其在很多领域都得到了广泛应用。
首先，它可以提高生产效率，减少了刀具更换的时间，节约了人力资源。
其次，它的操作精度高，可以保证刀具的准确更换，避免了生产误差。
此外，自动换刀机械手的设计灵活，可以根据不同的生产需求定制不同的机械臂和刀具库，以适应不同的生产环境。
最重要的是，它还可以提高生产线的安全性，减少了人工操作中的潜在危险。
自动换刀机械手广泛应用于各个领域，特别是自动化生产线上。
例如，汽车制造、机械制造、模具制造等行业，都需要频繁更换不同类型和规格的刀具，因此自动换刀机械手可以提高生产效率，降低生产成本。
同时，它还可以应用于其他需要刀具更换的场合，如橡胶加工、纺织业、家具制造等。
随着工业自动化程度的提高，自动换刀机械手将有更广泛的应用前景。
总结起来，自动换刀机械手是一种能够自动更换刀具的设备，它通过机械臂、刀具库、刀具传递机构和控制系统等组成，可以提高生产效率，降低生产成本。
加工中心换刀装置设计_时雨
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!将电机在中间位置时，肘夹可定位夹紧支撑台面，防止压装后端盖时电机活动造成对心不准。
3工装使用过程说明装配后端盖前，用生产线上已有的气动吊装夹具夹紧并吊起电机，翻转180°，将其放置在支撑台面上，预装后端盖，并用两件定位轴定位。
将电机沿直线导轨移动至中间位置，肘夹定位夹紧支撑台面。
启动换向阀，气缸活塞下移，弹簧柱塞与电机转子锥孔重合后，弹簧收缩逐渐克服磁吸力。
收缩至压紧块接触后端盖台阶面后，对心压入后端盖。
压入端盖后，松开肘夹，将电机沿直线导轨移至另一端，螺钉锁紧后端盖。
再用气动吊装夹具夹紧并吊起电机，移至下一工位。
4结论工装可直接固定在生产线上应用，生产线工位板可从底板下流过，不破坏整体装配流程。
该工装使用方便，解决了长期以来依靠榔头敲击后端盖进行装配的难题，且制造成本低，安全性及可靠性良好。
改进后，可推广应用在电机转子与定子合装过程，也可用在装配其他型号电机上，对以后大批量、自动化装配永磁同步电机具有很好的借鉴意义。
（编辑明涛）作者简介：王世起（1981-），男，工程师，主要研究领域为新能源汽车用电机技术与装备、工业工程等。
收稿日期：2０１２－０９－０３图51.后端盖压装工装2.电机3.生产线台架123加工中心换刀装置设计时雨（哈尔滨市国际工程咨询中心，哈尔滨150000）1引言随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日趋激烈，产品更新速度越来越快。
形状复杂的零件越来越多，对精度的要求也越来越高。
多品种、中小批量的生产方式逐渐占据了工业市场。
激烈的市场竞争使得产品研发生产周期逐渐缩短。
传统的加工设备和制造方法难以满足这种多样化、柔性化的高效高质量零件加工要求。
近几十年来，世界各国十分重视发展能有效解决复杂、精密、小批多变零件的数控加工技术，在加工设备中大量采用以微电子技术和计算机技术为基础的数控技术［1］。
加工中心换刀装置(机械手)的设计--毕业设计
加工中心换刀装置(机械手)的设计--毕业设计加工中心换刀装置(机械手)的设计--毕业设计·2012届分类号：单位代码：10452 毕业设计加工中心换刀装置的设计姓名胡文午学号201203110214 年级2012级（2）班专业机械设计制造及其自动化系（院）机械工程学院指导教师刘玉慧2016年4月6日目录摘要………………………………………………………………………1 关键词……………………………………………………………………1 1前言……………………………………………………………………2 2加工中心的总体布局…………………………………………………2 2.1技术条件…………………………………………………………2 2.2总体布局…………………………………………………………3 2.3卧式加工中心的机械结构………………………………………3 3换刀机械手的设计……………………………………………………4 3.1刀具的交换装置 (4)3.1.1自动换刀装置 (4)3.1.2机械手的种类 (5)3.1.3手爪的选择 (9)3.1.4刀具的夹持 (10)3.2机械手的驱动装置…………………………………………11 3.2.1手臂的伸缩运动………………………………………11 3.2.2手爪的开合……………………………………………11 3.2.3回转运动………………………………………………12 3.2.4直线运动………………………………………………12 3.3设计计算……………………………………………………13 3.3.1手指夹紧力的计算……………………………………13 3.3.2齿轮的设计……………………………………………13 3.3.3轴的设计………………………………………………19 3.3.4轴承的设计……………………………………………24 3.3.5弹簧的设计……………………………………………28 4结论……………………………………………………………………31 参考文献…………………………………………………………………31 致谢………………………………………………………………………32 加工中心换刀装置的设计学生：胡文午指导老师：刘玉慧摘要：机械手是自动换刀装置中交换刀具的主要工具，它担负着把刀库上的刀具送到主轴上，再把主轴上已用过的刀具返回刀库上的任务。
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本科毕业设计任务书院(系) 机械工程学院专业班级学生姓名一、毕业论文﹙设计﹚题目立式加工中心换刀机械手设计二、毕业论文﹙设计﹚工作自 2013 年 3 月 8 日起至 2013 年 5 月 30 日止三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 校内四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求：1、设计课题简介：数控机床中，实现刀库与机床主轴之间传递和卸载刀具的装置称为刀具交换装置。
刀具的交换方式和他们的具体结构对机床的生产率和工作可靠性有着直接的影响。
本设计要求学生分析论证加工中心刀具交换装置的交换方式和结构形式、工作原理，在此基础上设计一部立式加工中心用换刀机械手，要能实现抓刀、拔刀、转位和装刀等完整换刀动作；用三维CAD软件建模，绘制详细设计图纸，并对主要零件进行设计计算，编写设计说明书，完成毕业设计任务。
2、设计内容及要求：1). 搜集并阅读与本课题有关的资料，撰写开题报告；2).了解并熟悉加工中心换刀机械手的动作原理及其结构组成；3). 设计一部立式加工中心用换刀机械手（设计参数：抓取刀具刀柄结构BT40，刀具最大重量4kg；刀具水平存放在刀库中，刀库换刀位置处刀套垂直轴线与机床主轴轴线之间距离600mm，且与装刀基准面处于同一平面；手臂回转范围0～360°），机械手的运动和动作均由气动元件（气缸）控制。
用三维CAD软件建模，绘制详细设计图纸，并对主要零件进行设计计算，拟定气动控制回路4). 撰写设计说明书；绘制三维装配图（2×A3）和二维工程图样（折合2×A0）3、设计说明书格式要求：设计说明书应包括：序言、目录、摘要（中英文）、关键词（中英文）、中图分类号、正文（含设计方案论证、设计及其它说明等）、结束语和参考文献等内容，并按照封页、设计任务书、序言、目录、摘要、关键词、正文、结束语、参考文献和封底的顺序装订。
指导教师系(教研室)系(教研室)主任签名批准日期接受论文 (设计)任务开始执行日期学生签名立式加工中心换刀机械手设计【摘要】本论文介绍的是小型加工中心换刀机械手的设计。
机械手的种类很多，在本次设计中机械手选用回转式双臂机械手。
它的主要动作是将机床主轴上的刀具与刀库或刀具传送装置上的刀具进行交换，其动作循环为：拔刀─新旧刀具交换─装刀。
回转式双臂机械手刀具交换装置具有换刀时间短、动作灵活可靠等.应用最为广泛。
数控系统是加工中心的控制中心，它主要由（CNC）、可编程控制系统(PLC)、伺服系统构成。
关键词:加工中心换刀机械手Vertical machining center for knife manipulator design[Abstract]:This paper introduces the design of the tool changing-manipulator of the small machines centertool changing-manipulator is one of the main components of the automatically-trading-knife installment. There are a lot of types of tool changing-manipulators. The tool changing-manipulator of this design adopts the two arms manipulator of turn-over type in this design。
It is main movement is carries on the machine tool of main axle on cutting tool and the tool storage or exchanging the cutting tool in the transport installment. Its operating cycle is: to draw the tool - exchanging the new and the old cutting tool - to fix the tool. The two arms manipulator of turn-over type exchange installment has trade the knifetime short, the movement is nimbly and reliably and so on . The two arms manipulator of turn-over type is widely used in the machining centre. The numerical control system is the centeral of control in the processing center, which is conclude computer numerical control installment, the programmable control system.Keywords: machining center tool changing-manipulator目录1 绪论 (1)1.1加工中心的定义 (1)1.2加工中心的发展历程 (1)1.3加工中心换刀机械手国内外现状 (2)1.4国产加工中心目前存在的问题及未来发展趋势 (2)1.5加工中心的分类 (3)2 加工中心自动换刀装置概述.............. 错误!未定义书签。
2.1加工中心自动换刀装置形式、特点及各自应用范围错误!未定义书签。
2.1.1带刀库的自动换刀系统 ....... 错误!未定义书签。
2.1.2回转刀架换刀............... 错误!未定义书签。
2.1.3更换主轴换刀............... 错误!未定义书签。
2.1.4更换主轴箱换刀............. 错误!未定义书签。
2.1.5更换刀库换刀............... 错误!未定义书签。
2.2刀库以及刀具交换装置 ........... 错误!未定义书签。
2.2.1设计刀库时的主要问题 ....... 错误!未定义书签。
2.2.2刀具交换装置............... 错误!未定义书签。
2.2.3刀具的夹持................. 错误!未定义书签。
2.2.4手爪的选择................. 错误!未定义书签。
3 总体方案设计............................. 错误!未定义书签。
3.1 加工中心换刀机械手的设计要求.. 错误!未定义书签。
3.2 初步设计方案.................. 错误!未定义书签。
3.2.1 气动换刀工作过程.......... 错误!未定义书签。
3.2.2刀套的构造................. 错误!未定义书签。
3.2.3机械手传动结构............. 错误!未定义书签。
4机械手臂和手抓的设计 ................... 错误!未定义书签。
4.1 自动换刀装置的设计参数......... 错误!未定义书签。
4.2手抓口的计算................... 错误!未定义书签。
4.2.1手爪锁的设计与计算......... 错误!未定义书签。
4.2.2弹簧的选择与设计.......... 错误!未定义书签。
4.2.3手爪的整体尺寸设计......... 错误!未定义书签。
4.2.4手臂的弯曲变形............. 错误!未定义书签。
4.3 本章小结....................... 错误!未定义书签。
5 气压传动系统设计........................ 错误!未定义书签。
5.1 气压传动的组成及工作原理...... 错误!未定义书签。
5.1.1气压传动工作原理 ........... 错误!未定义书签。
5.1.2气压传动的组成............. 错误!未定义书签。
5.2气压传动的优缺点............... 错误!未定义书签。
5.3 升降气缸的设计................. 错误!未定义书签。
5.3.1气压缸的载荷组成及计算..... 错误!未定义书签。
5.3.2升降缸的设计............... 错误!未定义书签。
5.3.3气缸壁厚的设计............. 错误!未定义书签。
5.3.4气缸长度的确定............. 错误!未定义书签。
5.3.5进气口直径的计算 ........... 错误!未定义书签。
5.3.6缸底厚度计算............... 错误!未定义书签。
5.4 气压回转缸的设计............... 错误!未定义书签。
5.4.1回转缸内径的计算........... 错误!未定义书签。
5.4.2回转缸壁厚的计算........... 错误!未定义书签。
5.4.3缸盖联接螺钉计算........... 错误!未定义书签。
5.4.4动片输出轴联接螺钉计算..... 错误!未定义书签。
6花键轴的设计 ............................. 错误!未定义书签。
6.1 花键轴的计算................... 错误!未定义书签。
6.1.1轴的材料选择............... 错误!未定义书签。
6.1.2轴径的初步计算............. 错误!未定义书签。
6.2 轴承的选择..................... 错误!未定义书签。
6.2.1升降缸中轴承的选择......... 错误!未定义书签。
6.2.2对于回转缸的轴承选择....... 错误!未定义书签。
6.3 法兰连接的选择................. 错误!未定义书签。
6.4本章小结..................... 错误!未定义书签。
7 气动系统设计............................. 错误!未定义书签。
7．1 气压传动系统工作原理图........ 错误!未定义书签。
设计总结............................. 错误!未定义书签。
参考文献 ...................................... 错误!未定义书签。
致谢 .......................................... 错误!未定义书签。
1 绪论1.1加工中心的定义加工中心，简称CNC，是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床,是适应省力、省时和节能的时代要求而迅速发展起来的自动换刀数控机床，是综合了机械技术、电子技术、计算机软件技术、拖动技术、现代控制理论、测量及传感技术以及通信诊断、刀具和编程技术的高科技产品。