A0-机械手装配图.dwg
（CAD图纸）
A0-箱体装配图.dwg
（CAD图纸）
A1-六栓槽轴.dwg
（CAD图纸）
A2-连杆.dwg
（CAD图纸）
A2-凸轮轴.dwg
（CAD图纸）
A3-换刀臂.dwg
（CAD图纸）
A4-弹簧座.dwg
（CAD图纸）
A4-刀臂座下盖.dwg
（CAD图纸）
A4-刀爪.dwg
（CAD图纸）
A4-顶柱1.dwg
（CAD图纸）
A4-顶柱2.dwg
（CAD图纸）
A4-胀缩环压环.dwg
（CAD图纸）
DaoBiZhouXiaGai.prt
DaoZhua.prt
DingZhu1.prt
DingZhu2.prt
HuanDaoBi.prt
LuoShuan(M4X10).prt
LuoShuan(M6X10).prt
LuoShuan(M6X20).prt
LuoShuan(M6X45).prt
TanHuang.prt
TanHuangZuo.prt
ZhangTaoYaHuan.prt
ZhuangPei.prt
换刀机械手设计.doc
换刀机械手设计开题报告.doc
自动换刀装置的总体装配图.dwg
（CAD图纸）
液动结构的刀库往往采用机电结合式的销定位方式。
半闭环伺服驱动刀库的定位精度较高，其它几种方式也足以满足刀库定位精度的要求。
.我国数控系统的发展概况在对内搞活，对外开放的方针指引下，于年开始引进日本就有年代末期水平的微处理器数控系统和直流伺服拖动技术。
并于年开始生产，到年又开始引进美国的和公司的数控系统和拖动技术，在上海市机床研究所和辽宁精密仪器厂组织生产。
年以后，我国的数控机床的可供品种已超过种，其中数控机床占，加工中心占，其它品种为重型机床镗铣床电加工机床磨床齿轮加工机床等。
目前我国数控机床生产厂家共有多家，其中能批量生产的企业有家，平均年产量台，几家重点企业年产量可以达到台数控系统生产企业约家，但生产具有定批量的只有家，生产数控机床配套产品的企业共计余家，产品品种包括八大类种以上。
我国的数控系统分为三种类型，经济型普及型和高级型。
在经济型数控系统中，我国具有很大优势，在当前每年数千台经济型数控车床和电加工机床的市场上，国产数控系统占据了绝大份额。
在普及型数控系统的市场上，我们正在取得进展。
当然，拥有自主知识产权的数控系统在市场的开拓上仍要尽更大的力量。
新开发的国产数控机床产品大部分达到国际年代中期水平，部分达到年代水平，在技术上也有所突破，如高速主轴制造技术快速进给快速换刀柔性制造快速成型制造技术等为下代国产数控技术的发展奠定了基础。
.数控系统的发展趋势国际上，数控系统的发展趋势正朝着高速度高精度化高可靠性多功能化智能化集成化具有开放性网络化数控系统并联机床及数控系统的方向发展。
换刀机械手的总体方案设计.设计任务本次设计的主要任务是自动换刀机械手，实现数控镗铣床的自动换刀，需要换的刀具主要是型刀柄，需要实现的工作是抓刀换刀松刀的动作。
主要技术参数刀具最大重量，双臂回转式换刀，刀臂数量和长度以及直径主要依据配套刀库的设计要求。
换刀时间.。
机械手的平稳性工业生产要求机械手工作速度快，运动平稳，定位精度高。
应注意其影响因素，设计合理结构，以满足要求。
影响平稳性以定位精度的因素惯性力的影响图.惯性曲线机械手速度突变，加减速度不连续，会产生巨大的惯性冲击力，以至使工件滑动部件松动零件破裂。
定位时，大的减速度使臂部往复振动，直接影响定位精度。
因此，应根据机械手的运动特性，选择适宜的控制系统，使加减速度按所需的运动归路变化，同时，在保证刚度的前提下，减轻机械手运动件的重量。
结构刚度的影响零件结构刚度性差，配合间隙大及整机固有频率低时，受较小惯性冲击，就发生振动。
不但降低定位精度，而且降低机械手寿命。
应选择合理结构，提高机械手固有频率及承受惯性载荷的能力。
定位方法的影响常用的定位方法中，电气开关的定位精度最低，伺服定位较高，机械挡块的定位最高。
控制系统的影响电控系统的误差，阀类泄漏，检测元件失灵，挡块偏移等会降低定位失灵。
驱动源的影响液压气压电压及油温波动都会降低平稳性及定位精度，必要时，用蓄能器等稳定液压气压电压，用加热器和冷却器控制油温。
机械手的运动特性深入分析机械手的运动特点，有利于根据工作条件选择适宜的运动特点。
下面为我们所选工业机械手所具有的运动规律，在减速较大时的情形。
图.运动特性曲线按上图的运动，机械手的速度变化呈等加速或不等加速运动，其减速过程亦分为等减速运行和不等减速运行，在呈等加速运行，而不等减速运行时，由于速度行程短，故有利于提高机械手的工作速度。
特点速度变化基本上连续，运动中不会产生冲击，可以满足高速平稳和定位精度高的要求。
.机械手运动特性的分类气动机械手气动机械手的加速或调节系统采用气路节流调速系统，控制系统采用气缸端部节流缓冲装置气路节流缓冲回路液压缓冲气等。
定位系统采用机械挡块或多点定位几机构定位精度。
液压机械手液压机械手的加速或调节系统油路节流调速系统，控制系统采用油缸端部节流缓冲装置及缓冲回路减压节流继续能缓冲系统伺服系统等。
定位系统采用关闭电磁换向阀定位精度机械挡块定位精伺服系统定位精度度等。
电动机械手电动机械手的加速或调节系统采用电路节流调速系统，控制系统采用反接制动电路减速电路凸轮或连杆机构等。
定位系统采用电磁制动器脉冲电路定位精度机械挡块定位精度等。
机械联动机械手机械联动机械手的加速或调节系统采用凸轮连杆机构，控制系统采凸轮曲线和连杆机构。
定位系统采用凸轮基圆及凸轮顶点连杆极限位置。
.开关型机械手的速度及位置控制用电气开关换向阀节流阀和机械挡块等来控制的机械手称为开关型机械手。
液压机械手的速度控制开关型液压机械手般采用截流减速方法，少数采用蓄能器或溢流阀减速方法，也可以几种方法起采用。
二气动机械手的速度控制气动机械手有很多优点，但气动的压缩性大，阻尼效果差。
符合大的气动机械手采用液压缓冲回路。
般采用的装置是气动液阻装置。
三开关型机械手的定位系统定位系统与速度控制系统有密切的关系，但他们都有其独立性，例如，节流减速后既可以发出指令关闭油路定位，也可以压在挡块上而定位。
电气开关定位电动机械手般采用电磁制动器定位。
当机械手运动到定位点时，行程开关发出信息给电控系统，激励电磁制动器而定位。
特点结构简单，工作可靠，维修方便，但定位精度低。
机械挡块定位般是在减速后，驱动压力将运动件压在机械挡块上或驱动压力将活塞压靠缸盖而定位，定位精度较高。
可分为单点定位或多点定位的挡块机构。
.机械传动型机械手速度及位置控制为了便于控制机械手的速度及位置，些专用机械手采用凸轮机构和连杆机构进行驱动。
特点工作速度可以提高而且与主机同步工作而不产生误动作。
通过以上论述和比较，选用液压缓冲器和油缸端部缓冲的方式，定位选用机械挡块定位。
.机械手类型确定根据以上的介绍，通过比较我确定选用电动机械手。
这样选择的原因主要是根据精度和成本的原因。
由于是个单独的部件大量生产，成本是非常主要的原因，气动和液压机械手的制造精度要求非常高，成本也就高，而电动机械手作为发展得最为完善的机械手，在精度满足需要的同时，成本是最低的，所以选择了电动机械手。
.驱动系统和电控系统的选择驱动系统的选择机械手驱动系统有液压驱动电压驱动电机驱动和机械驱动四种。
台机械手的驱动方式，可以只用种方式进行驱动，也可采用几种方式联合驱动。
.机械手的驱动系统有液压驱动，气压驱动，电机驱动，和机械传动四种。
台机械手可以只用种驱动，也可以用几种方式联合驱动，各种驱动的特点见表。
比较内容驱动方式机械传动电机驱动气压传动液压传动异步电机，直流电机步进或伺服电机输出力矩输出力矩较大输出力可较大输出力矩较小气体压力小，输出力矩小，如需输出力矩较大，结构尺寸过大液体压力高，可以获得较大的输出力控制性能速度可高，速度和加速度均由机构控制，定位精度高，可与主机严格同步控制性能较差，惯性大，步易精确定位控制性能好，可精确定位，但控制系统复杂可高速，气体压缩性大，阻力效果差，冲击较严重，精确定位较困难，低速步易控制油液压缩性小，压力流量均容易控制，可无级调速，反应灵敏，可实现连续轨迹控制体积当自由度多时，机构复杂，体积液较大要油减速装置，体积较大体积较小体积较大在输出力相同的条件下体积小维修使用维修使用方便维修使用方便维修使用较复杂维修简单，能在高温，粉尘等恶劣环境种使用，泄漏影响小维修方便，液体对温度变化敏感，油液泄漏易着火应用范围适用于自由度少的专用机械手，高速低速均能适用适用于抓取重量大和速度低的专用机械手可用于程序复杂和运动轨迹要求严格的小型通用机械手中小型专用通用机械手都有中小型专用通用机械手都有，特别时重型机械手多用成本结构简单，成本低，般工厂可以自己制造成本低成本较高结构简单，能源方便，成本低液压元件成本较高，油路也较复杂表考虑到精度和结构的要求，我选择了伺服电机作为驱动。
二电控系统的选择机械手的电控系统有多种类型，除专用机械手外，大多数要专门进行电控系统的设计。
比较内容控制系统固定系统可编程序继电器线路半导体逻辑电路顺序控制器示数再观成计算机动作程序容量动作程序较少动作程序可以较多动作顺序般为步可扩展为部或更多动作程序较多通常为步可扩展更多控制的参数动作程序动作到达的位置或时间夹放信息连锁信息这些信息固定于线路之中不能任意变动动作程序动作到达的位置或时间时间信息夹放信息联锁信息程序终了信息这些信息可以任意安排动作程序时间信息动作应到达位置或时间夹放信息联锁信息运动速度信息定位精度信息程序终了信息编排程序范围大，可装各种传感器制造与维护维护简单方便体积较大，制造简单制造简单，维护方便，体积小般由专业厂生产供应，需具有定专业知识人员维修线路复杂，制造，维护调整均较困难，需专业人员维修行程检测元件行程开关，机械挡块行程开关，机械挡块行程开关，电位器电位器，旋转变压器，光栅等使用寿命寿命低寿命较高寿命较高寿命较高成本便宜较便宜成本较高成本较高使用范围用于动作少，速度低的专用机械手用于速度快节拍短的专用机械手适用于动作较多，速度变化多即般机械手动作多，程序复杂的高级通用机械手适用表我们可设继电器线路为方案，半导体逻辑线路为方案，顺序控制器为方案，示数再现成计算器为方案。
设备的技术评价特性方案的分数理想的控制通用性范围制造方便程序容量总分数技术价.表设备的经济评价特性方案的分数理想的成本元件制造与维护成本寿命元件耗费总分数经济价.表显然可以知道方案比较适合，即采用继电器线路进行控制。
总体结构设计.手爪部分设计手爪部分的结构我选择了钩手的结构，这样选择的原因是钩手具有结构简单，安装拆卸方便，不需要额外的驱动，抓刀方式简单等特点。
结构如图.所示。
图.钩手结构示意图如图.所示，当机械手旋转的时候，钩手与刀柄先接触，由于机械手继续旋转，刀柄对顶柱有挤压作用，顶柱的后面是弹簧，并且定位顶柱没有锁定，所以顶柱收缩到机械手臂内，刀柄顺利进入钩手内，旋转结结束，顶柱通过弹簧的弹力恢复原位，定位顶柱锁顶，顶柱不能移动，卡住刀具，抓刀结束。
刀具重量的范围，由于沟手结构的刀爪抓刀后，刀具的重量集中在刀爪内圈的突起上，顶柱受力不到刀具重量的，所以当刀爪抓刀后，由定位顶柱所提供的推力远远大于顶柱所受到的力，所以肯定能把刀具固定住，而不用担心刀具会在机械手旋转的时候掉下来。
.机械手手臂的设计机械手工作中运动速度较高，在结构位置应保证运动平稳，这样可以提高机械手运动的平稳性，可以提高机械手适用的可靠性，并提高使用寿命。
臂部要防止偏重通常臂部处于悬臂的工作状态，在设计臂部腕部和手部结构时，尽量使其总的重心在支撑中心，防止对支撑中心的偏重。
但偏重，将会产生附加的弯矩，引起导向装置不均匀的磨损。
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