加工中心机械手结构及控制部分设计

沈阳航空航天大学毕业设计（论文）I摘要机械手是自动换刀装置中主要工具，担负着把刀库中的刀具传送到主轴上，然后把主轴上不用的刀具快速返回刀库中。思路是用机械手的动作来实现对加工中心的换刀，机械手的转动是用回转液压缸运来完成的，它的动力是由驱动系统实现。加工中心自动换刀装置，一般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。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重要内容，各厂家保密，很少公开相关资料，尤其是机械手部分更是如此。这些机械手的拔刀、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。关键词：加工中心；机械手；刀库；机械臂沈阳航空航天大学毕业设计（论文）IIAbstractManipulatorisautomaticallychangetooldevicethemaintooltoexchangetool,itbearsontheknifelibraryonthetooltospindle,andthenthespindlehasusedtoolreturnstasksontoolstore.Designideaistouserobotstoachievetheactionmachiningcenter,therotationofthemanipulatorchangecuttersareshippedturnhydrauliccylinder,itspowerisrealizedbydrivesystemimplementation.Machiningcenter,theautomaticcutterreplacementdeviceisusuallycomposedbyknifelibraryandmanipulator,itisthesymbolofprocessingcenter,itiscrucialtothesuccessoftheprocessingcenterlink.Sotheprocessingcentermanufacturesaredevelopedrapidlynextvigorously,highreliabilityofaction,inordertobeautomaticcutterreplacementdeviceinthefiercecompetitionandachievedgoodbenefit,automaticallychangetooldeviceisthecorecontentofmachiningcenter,themanufacturersareconfidential,seldompubliclyaboutmaterial,especiallymanipulatorpartisevenmoreso.Thismanipulator,asword,insertedknifeactionbyoilcylinderactionmostlytofinish.Accordingtothestructuralrequirement,canuseoilcylindermove,pistonfixed;Orthepistonmove,oilcylinderfixedstructure.Thewholemanipulator,bymechanicalarmtelescopicinstitutionofmechanicalclawopening-closinginstitutions,rotaryinstitutionsandloadingandunloadingtoollinearmotionmechanismcomposition.Keywords:machiningcentre；manipulator；magazinetool；mechanicalarm沈阳航空航天大学毕业设计（论文）III目录1绪论..............................................错误!未定义书签。2机械手主要参数....................................................22.1主要参数......................................................22.2规格参数......................................错误!未定义书签。3机械手总体设计....................................................43.1机械手的布局形式..............................................43.2机械手的设计内容..............................................44机械手机构设计....................................错误!未定义书签。4.1机械手手部机构设计要求........................错误!未定义书签。4.2机械手手部类型................................错误!未定义书签。4.3机械手手臂的机构设计..........................错误!未定义书签。4.3.1手臂的直线运动机构........................错误!未定义书签。4.3.2手臂回转运动机构..........................................84.3.3导向装置..................................................85机械手主要部件设计计算...........................................105.1机械手装刀与卸刀伸缩时驱动计算...............................105.1.1粗算机械手手部质量.......................................115.1.2计算单臂液压缸的质量:....................................115.1.3手臂伸缩运动的惯性力.....................................145.1.4手臂伸缩时驱动力计算公式.................................145.1.5转轴转动时驱动力矩的计算.................................145.1.6计算丝杆驱动力矩.........................................196机械手液压系统设计...............................................226.1液压系统的简介..............................................226.2机械手液压系统的控制回路.....................................226.3液压系统的组成...............................................226.3.1压力控制回路............................................226.3.2速度控制回路............................................23沈阳航空航天大学毕业设计（论文）IV6.3.3方向控制回路............................................246.4机械手液压传动系统..........................................246.5机械手手爪伸缩油缸设计.......................................246.5.1确定油缸直径.............................................246.6油缸臂原的设计...............................................256.6.1活塞杆的计算.............................................256.7手臂回转油缸选择.............................................256.8滑座伸缩油缸设计计算.........................................256.9活塞杆直径的计算.............................................266.10丝杠升降时液压马达参数，规格的选定..........................266.11油缸的泄露与密封............................................266.11.1机械手往复运动油缸的密封圈..............................266.12.2回转油缸的密封与泄露....................................266.13液传动机械手的缓冲与定位精度................................276.13.1机械手的运动平稳与定位精度..............................276.13.2油缸缓冲装置.............................错误!未定义书签。6.13.3回转油缸缓冲装置........................................276.13.4液压机械手定位..........................................276.14机械手液压控制阀的选择......................................276.15管件的选择..................................................287机械手控制系统设计...............................................297.1pc控制范围与现象.............................................297.2确定pc控制图................................................307.3可编程序控制器的维护和安装...................................307.3.1pc安装避免的场合.........................................307.3.2连线.....................................................30参考文献...........................................................33总结...............................................................34致谢...............................................................35沈阳航空航天大学毕业设计（论文）11绪论加工中心换刀机械手的设计实现手架伸缩和旋转，手指夹紧，手臂伸缩，自由度分析，系统设