4轴加工中心机械手文献综述

论文图纸qq:2604130359

前言

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。设计思路是用机械手的动作来实现对加工中心的换刀,机械手的转动有回转液压缸运来实现,其动力则由驱动系统实现。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,又是加工中心成败的关键环节。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。这种机械手的拔刀、插刀动作,大都由油缸动作来完成。根据结构要求,可以采用油缸动,活塞固定;或活塞动,油缸固定的结构形式。整个机械手由机械臂伸缩机构,机械爪开合机构,回转机构及装卸刀具直线运动机构组成。

1. 国内外的研究现状

加工中心区别于NC镗铣床的主要特点就在于它具有根据工艺要求自动更换所需刀具的功能,即自动换刀(ATC)机能。

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。

加工中心的自动换刀形式,可分为有机械手换刀方式和无机械手换刀方式两类。无机械手换刀方式,适用于采用40号以下刀柄的小型加工中心或换刀次数少的用量型刀具的重型机床,这种换刀方式没有机械手,因而结构简单。另外,刀库回转是在工步与工步之间,即非切削时进行的。因此,虽然刀库设置在立柱顶面,却免去了刀库回转时的震动对加工精度的影响。

无机械手换刀方式中,刀库可以是圆盘型、直线排列式,也可以是格子箱式等。无机械手换刀方式中特别需要注意的是刀库转位定位的准确度,为保证转位准确,就要尽力消除刀库驱动传动链的间隙,为此可采用双导程蜗杆蜗轮副,或采用可以相互错位的两片齿轮结构形式,或采用插销定位、反靠定位等方法来准确定位。圆盘型刀库可设在立柱顶上、立柱主轴箱的侧面,也可设在横梁一端,

或设在主轴箱上,由主轴箱和刀库配合运动完成自动换刀动作。直线排列式刀库可设在工作台上方,也可设在工作台的一端或两端,由主轴箱或工作台配合运动完成自动换刀动作。格子箱式刀库可设在双工作台的中间,换刀时,小直径刀具可轴向取刀,大直径刀具可径向取刀。

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,又是加工中心成败的关键环节。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。

无机械手换刀方式中特别需要注意的是刀库转位定位的准确度。为保证转位准确,就要尽力消除刀库驱动传动链的间隙,为此可采用双导程蜗杆蜗轮副,或采用可以相互错位的两片齿轮结构形式;或采用插销定位、反靠定位等方法来准确定位。

采用机械手进行刀具交换的方式应用的最为广泛,这是因为机械手换刀有很大的灵活性,而且可以减少换刀时间。

2.设计总结

通过毕业设计,我又学到了许多知识,并使我以前所学的知识得到一次综合的巩固。虽然机械手的设计过程不是很难,也没有特别繁琐的计算,但是通过对它的设计,使我映射地学到了很多其它知识,尤其是对计算机的应用和对Word的操作,更使我认识到了自学的重要性和关于自学的一些方法,这对我们即将毕业的大学生来说是很重要的。设计虽然不是很复杂,但是它系统地联系了我们三年来是所学的大部分知识,使我对许多知识进行了复习和重新认识,虽然设计过程比较困难,但它也是对我们所学书本知识在实际应用中的一次检验,锻炼了我们运用知识的能力。

在设计的过程中当设计某部分时,要结合考虑到其它因素的影响和限制,要把部分和整体有机地结合起来,寻找适当的设计方案和办法,让我们认识到将来无论认识什么事都要系统地、全面地认识它。

通过毕业设计,让我认识到整体协作的重要性,无论到任何时候,单独的一个人都不可能去开发、设计一个较大规模的系统。只有具有团队精神、具有集体主义观、只有群策群力才能有新发展、新成就。

通过这次设计,我基本上掌握了机械手结构设计的方法和步骤提高了分析问题的能力和查阅手册的能力,为我今后的设计工作打下了一个良好的基础。

由于能力有限,设计中肯定有许多不足之处,恳请各位老师批评指正。

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