（图纸+论文）基于plc的加工中心自动换刀系统设计（全套完整）㊣精品文档值得下载

体积小，重量轻功率大。

方面，在相同输出功率的前提下，其体积小重量轻惯性小动作灵敏，这对于液压自动控制系统有重要的意义。

另方面，在体积或重量相近的情况下，其输出功率大，能传递较大的扭矩或推力如万吨水压力等。

控制和调节简单方便省力，易实现自动化控制和过载保护。

可实现无间隙传动，运动平稳。

因为传动介质为油液，故液体元件有自我润滑作用，使用寿命长。

液压元件实现了标准化系列化通用化便于设计制造和推广使用。

可以采用大推力的液压缸和大扭矩的液压马达直接带动负载，从而失去了中间的减速装置，使传动简化。

综上所述，液压传动由于其优点比较突出，故在工农业各个部门获得广泛的应用。

它的些缺点随着生产技术的不断发展提高，正在逐步得到克服。

由于液压传动相对于机械传动有以上几个突出的优点，所以确定机械手的前伸后退左转右转夹紧放松着三部分动作用液压传动来实现。

液压缸的设计．液压缸在工作过程中的负载为式中，液压缸的工作载荷工作负载动摩擦系数，.运动部件自重机械效率．初选液压缸的工作压力由液压设备常用工作压力查表，取液压缸工作压力为．确定液压缸的主要结构参数液压缸直径的确定工进阶段的负载为液压缸内径圆整为。

活塞杆直径的确定活塞杆直径按工作压力确定，根据下表所示表液压缸工作压力活塞杆直径.。

液压缸无杆腔有效作用面积.，有杆腔有效面积.，调速阀最小稳定流量.，最小工进速度.，则，能满足低速稳定性要求。

液压缸壁厚的确定式中，实验压力液压缸直径缸体材料的许用应力。

.公斤厘米公斤厘米阀的电磁铁断电，处于型滑阀机能的状态，手臂即停止运动并定位。

图缓冲回路调速回路本机械手的液压驱动系统采用回油路节流调速，如下图所示。

这种调速回路，由于回油腔存在背压，故具有承受负值负载的能力。

图调速回路换向回路本机械手的液压驱动系统采用三位四通阀实现换向功能。

锁紧回路采用型机能的三位四通换向阀下图所示，滑阀在中间位置时油口全闭，油路不通，液压缸锁紧。

由于液压缸内充满液压油，故从静止到启动较平稳，换向冲击小，换向复位位置较准确。

图锁紧回路机械手液压系统的工作原理图图机械手液压系统的工作原理图整体设计如下图所示图整体设计第章机械手各部分的设计.驱动液压缸的设计此液压缸在机械手中的作用是带动花键轴做伸缩运动。

伸缩式油缸又称多级缸，它由两级或多级活塞缸套装而成，前级活塞缸的活塞就是后级活塞缸的缸筒。

伸缩缸逐个伸出时，有效工作面积逐次减小，因此，当输入流量相同时，外伸速度逐次增大当负载恒定时，液压缸的工作压力逐次增高。

空载缩回的顺序般是从小活塞到大活塞，收缩后液压缸总长度较断，结构紧凑，使用于安装空间受到限制而行程要求很长的场合。

本设计中使用的直线油缸用于机械手臂前后移动完成拔刀动作。

外套油缸固定在机架上，当压力油作用时，内套油缸和活塞杆先起移动，移到极限位置时，活塞杆在内套油缸内开始移动，这样可得到较大的行程。

所谓液压系统就是以液体为介质，依靠运动者的液体的压力能来传递力的。

液压系统工作是，液压泵把电动机传来的回转式机械能转变成油液的压力能油液被输送到液压缸或液压马达后，又由液压缸或液压马达把油液的压力能变为直线式或回转式的机械能输出。

液压系统中的油液在受调节控制的状态下进行工作的因此液压传动和液压控制在这个意义上来说难以截然分开。

液压系统必须满足起执行元件在力和速度方面的要求。

液压系统的优点液压系统与机械电力等传动相比。

有以下特点它的些缺点随着生产技术的不断发展提高，正在逐步得到克服。

由于液压传动相对于机械传动有以上几个突出的优点，所以确定机械手的前伸后退左转右转夹紧放松着三部分动作用液压传动来实现。

液压传动装置的组成液压传动装置由于使用工件压力高的油性介质，因此机构出力大，机械结构更紧凑动作平稳可靠易于调节和噪声较小，但要配置液压泵和油箱，当油液渗漏时易污染环境。

个完整的液压系统是由以下几部分组成的能源部分包括泵装置和蓄能器，它们能够输出压力油，把原动机的机械能转变为液体的压力能并储存起来。

执行机构部分是液压油缸液动机等，它们用来带动运动部件，将液体压力能转变成使部件运动的机械能。

控制部分是各种液压阀，用于控制流体的压力流量和流动方向，从而控制执行部件的作用力运动速度和运动方向，也可以用来卸载，实现过载保护等。

辅助部分是系统中除了上述三部分以外的所有其他元件。

液压系统中在机械手中主要实现的辅助功能机械手的伸缩回转和摆动及刀具的松开和拉紧动作等。

工件的自动松开夹紧工作台的松开夹紧交换工作台的自动交换动作。

机械手的运动部件平衡。

如机械手轴箱的重力平衡机械手的平衡装置等。

机械手运动部件的制动和离合器的控制齿轮拔叉换档等。

机械手的自动开关用油缸支架把液压缸的活塞杆与花键轴端连接，这样，当液压缸的活塞运动时，就可以带动花键轴运动，从而实现了机械手的伸缩运动。

除此之外，还要考虑当机械手拔完刀旋转时，要防止掉刀，手臂的两端各有个手抓，每个手抓上有个小的液压缸，当机械手在拔刀和旋转运动是，液压缸通油，使活塞运动，活塞杆端连个活动销，这样，活动销会顶住刀具，防止掉刀和刀具被甩出。

.主要参数的确定工作行程由已知条件及方案分析确定最大抓取重量公斤，属于中型机械手夹持刀柄规格刀库换刀位置和主轴距离换刀时间手臂伸缩行程手臂回转范围手腕最大伸缩范围运动速度直线运动速度手臂伸缩行程，运动时间，则手臂伸缩速度为回转运动速度定为基于加工，中心，自动，系统，优化，设计，毕业设计，全套，图纸基于的加工中心自动换刀系统的设计优化摘要本设计介绍了加工中心自动换刀装置的机械手结构的部分设计相关液压缸的结构设计以及控制系统的设计，最终实现自动换刀动作介绍了目前实现快速自动换刀技术的基本方法和各种途径，及其在加工中心上的应用情况和实际达到的技术指标，从而可看出这方面的发展趋势。

换刀装置作为加工中心的重要组成部分，其主要作用在于减少加工过程中的非切削时间，提高生产率，降低生产成本，进而提升机床乃至整个生产线的生产力。

加工中心自动换刀装置是实现多工序连续加工的重要装置，其结构设计及其控制是实现加工中心设计制造的关键。

加工中心的换刀过程较为复杂，动作多，动作间的相互协调关系多，因而自动换刀系统性能的好坏直接影响加工效率的高低。

带有自动换刀系统的数控加工中心在现代先进制造业中起着越来越重要的作用，它能缩短产品的制造周期，提高产品的加工精度，适合柔性加工。

加工中心是数控机床中较为复杂的加工设备，由于其具有多种加工能力而得到广泛的应用，其强大的加工能力和效率得益于其配置的自动换刀装置。

关键词自动换刀，机械手，设计，加工中心械手臂及手抓的设计对设计手臂的要求.立柱和机座立柱机座.刀库及换刀机械手的常见故障和维护刀库的故障换刀机械手故障结论谢辞参考文献前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。

不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。

机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。

因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之。

加工中心是数控机床中较为复杂的加工设备，由于其具有多种加工能力而得到广泛的应用，其强大的加工能力和效率得益于其配置的自动换刀装置。

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。

机械手技术涉及到力学机械学电气液压技术自动控制技术传感器技术和计算机技术等科学领域，是门跨学科综合技术毕业设计目的其主要目的.培养学生综合分析和解决本专业的般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。

.培养学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的般程序规范和方法。

.培养学生树立正确的设计思想和使用技术资料国家标准等手册图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力。

.培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。

第章设计任务书.本课题的内容和要求.题目数控加工中心自动换刀系统设计.主要研究目标和内容设计卧式加工中心自动换到装置，加工中心为链式刀库。

刀柄为标准结构。

换刀机械手手臂长，伸缩行程课题要求主要任务及数量设计自动换到装置装配图和零件图，完成张号图纸的设计工作量，撰写符合学校毕业设计要求的设计说明书。

.速度计划周收集资料，调研，拟定改造设计方案周绘制装配图零件图设计。

周撰写毕业设计说明书。

周整理设计资料，准备毕业答辩。

.主要参考文献机械设计手册，闻邦椿.北京机械工业出版社，现代实用机床设计手册，现代实用机床设计手册编委会.北京机械工业出版社，毕业设计目的毕业设计是学生完成本专业教学计划的最后个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的次基本训练。

这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有定意义。

其主要目的.培养学生综合分析和解决本专业的般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。

.培养学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的般程序规范和方法。

.培养学生树立正确的设计思想和使用技术资料国家标准等手册图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力。

.培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。

第章总体方案的设计.换刀过程由于机械手主要是完成换刀任务的，上工序加工完毕，主轴准停位置，由自动换刀装置换刀，立式加工中心的换刀过程如下.刀套下翻。

机床的刀库位于立柱的左侧，刀具在刀库中的安装方向与主轴垂直，换刀之前，刀库转动将待换刀具送到换刀位置，之后把带有待换刀具的刀套向下翻转度，使得刀具的轴线与主轴的轴线平行。

.机械手转度。

在加工时，机械手的手臂与主轴中心到换到位置的刀具中心线的连线成度，该位置为机械手的原始位置。

机械手换刀的第个动作是顺时针转度，两手爪分别抓住刀库上和主轴上的刀柄。

.刀具松开。

机械手抓住主轴刀具的刀柄后，刀具的自动夹紧机构松开刀具。