（全套dwg图纸）换刀机器人机械系统的设计（含毕业论文）

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换刀机器人机械系统的设计摘要的直径位置检测与定位方式滑座伸缩手架回转和装卸刀手手臂伸缩运动采用行程开关进行位置检测，有挡块或活塞与端盖定位。手架升降运动采用无触点行程开关进行位置检测，并控制三位四通阀适时“关闭”来定位缓冲方式滑座伸缩装卸刀手手臂伸缩运动采用油缸端部节流缓冲手架回转运动采用换接不同尺寸的出油口增加背压减速缓冲手架升降运动采用无触点行程开关发信，切断油路减速缓冲驱动方式液压控制方式数字控制总重量≧外形尺寸表加工中心关键尺寸表项目尺寸加工中心设备的外形尺寸长宽高刀库的间隔尺寸第排刀库距离地面高刀库换刀轴心距离刀架边缘.丝杠中心距离刀架边缘.续表机械手旋转的支承点与刀库换刀轴心的距离整个手部长度丝杠长度双手间角度单手与水平面所成角度.手指夹持刀具最小直径.换刀机器人总体布局设计自动换刀机器人的组成及简单介绍自动换刀机器人由升降丝杠滑座横梁油马达装刀手手架卸刀手组成并与刀库由四排带刀套的链条组成，每排链条上均有个刀套组成自动换刀装置。升降丝杠主要用途是实现手架的上下移动，实现在不同的刀排之间来找到需要换的刀，所以丝杠需要竖直安装。采用端固定端游动的支承方式。选用上海汉江机床厂的外购件，丝杠规格为，丝杠长度为。滑座是支撑手架的个基座，带着手架前伸和后退，实现换刀过程中的拔刀和插刀，在本次设计中不要详细设计此部件的结构。横梁主要是支撑滑座的个基座，带着整个滑座和手架手臂在丝杠上移动，实现手的上下移动，找到对应的刀排。在本次设计中也不需要设计此部件的详细结构。油马达提供动力的机构。驱动丝杠运动实现找刀排的动作。装卸刀手机器人手部本体，包括手臂和手抓。手臂上制有油缸用液压驱动实现手臂伸缩运动，手指采用弹簧销压紧式。手架是支撑手的个基座。刀库放有加工过程中所需的所有刀，方便加工过程的换刀。与换刀机器人组成自动换刀装置。自动换刀机器人的总体布局图总体布局图如下图.丝杠滑座横梁油马达装刀手手架卸刀手刀架图.自动机器人总体布局图这就是换刀装置的整个布局图装刀手和卸刀手装在手架上，然后整体装在滑座上，滑座和手架及手部整体装在横梁上，横梁是固定在滚珠丝杠螺母副上可以随螺母上下移动的。这样个整体装置就实现了换刀过程中的拔插刀和找刀排的动作。手部的回转动作是依赖液压驱动以手架为支撑的，详细的过程将在下节换刀过程介绍。.换刀机器人自动换刀过程现在为了很好的说明整个换刀过程，我先设定现在正在进行第五工序，主机的主轴上正用号刀进行切削，第六工序用号刀，第七工序用号刀，是装号刀的刀套，已停在换刀位置，装刀手已抓取号刀，开始自动换刀前的状态如图.第五工序最后的程序是是主机立柱退到最后位置轴原点，主轴箱升到最高位置轴原点，主轴定向，并使自动换刀控制部分做好换刀准备。第六工序开始的第个指令是选刀指令，控制部分得到选刀指令后开始自动换刀循环，其循环分三个阶段。第阶段完成向主轴上换刀，包括十个动作需要时间约秒，完成时间大约秒图.自动换刀机器人换刀演示图图.自动换刀机器人换刀演示图手架转向主轴，如图.卸刀手前伸，抓取主轴上号刀，如图.主轴箱拉刀机构松开，主轴孔吹气滑座前伸拔刀，如图.卸刀手缩回，如图.装刀手前伸，如图.滑座后退，把号刀插入主轴孔，如图.主轴箱拉刀机构拉紧，停止吹气装刀手缩回，如图.手架转向刀库，如图.。手架转向刀库后机床即开始第六工序的加工，同时自动换刀循环进入第二阶段，把号刀送回刀库，包括五个动作横梁下降找第二排刀链，如图.滑座前伸卸刀手前伸滑座后退，把号刀插入刀套中卸刀手后退。然后转入第三阶段，是自动换刀装置变成下次换刀的换刀前状态，包括六个动作刀套链顺时针转动，把号刀送到换刀位置，横梁下降找第三排刀套链，如图.装刀手前伸，取号刀滑座前伸拔刀装刀手后退滑座后退横梁上升到最高位置，刀链反转，把号刀套送到换刀位置，如图.。这样就完成了整个自动换刀循环。换刀机器人手部设计.手部的基本结构组成部分和动作原理机械手的简介图.机械手机械手主要由手部运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件或工具的部件，根据被抓持物件的形状尺寸重量材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动摆动移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降伸缩旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。般专用机械手有个自由度。机械手的种类，按驱动方式可分为液压式气动式电动式机械式机械手按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进步发展锻造设备的生产能力，改善热累等劳动条件。机械手首先是从美国开始研制的。年美国联合控制公司研制出第台机械手。换刀机械手的结构组成与动作原理本设计设计的是单臂双爪交叉型机械手，有撞到手和卸刀手，装刀手和卸刀手对称配置在手架上，其结构和尺寸完全相同只是几个主要零件形状相反。所以这里只介绍卸刀手的结构和动作原理。卸刀手的结构包括手臂和手抓。手臂伸缩运动机构由手架手臂油缸手指座和活塞杆组成。换刀机械手的结构，如图.手架手臂手指座手臂油缸活塞杆图.换刀机械手总体结构图图.机械手手指向剖视图卸刀手动作的原理如图.所示，活塞杆端固定在手架上，当压力油从油孔分别进到油缸的两腔时，推动油缸的缸体在燕尾形