数控立式铣床自动换刀装置的设计----毕业论文外文资料翻译（可编辑）.doc

数控立式铣床自动换刀装置的设计----毕业论文外文资料翻译 4双手交叉式机械手; 由于不同的数控机床(加工中心)的刀库与主轴的相对位置不同。所以各种数控机床所使用的换刀机械手也不尽相同。 上图是两手互相垂直的回转式单臂双手机械手的结构示意图。 这种机械手的优点是换刀动作可靠,换好时间短,缺点是刀柄精度要求高,结构复杂,联机调整的相关精度要求高,机械手离加工区较近。 一般来说,这种机械手用于刀库刀座轴线与机床主轴轴线垂直,刀库为径向存取刀具形式的自动换刀装置,因此,在XKA5032A/C数控立式升降铣床的自动换刀装置中可采用这种机械手形式。 换刀机械手的工作原理 下面是以在XKA5032A/C数控立式升降台铣床的自动换刀装置中采用这种上机械手换刀的工作原理。 该机械手安装在主轴的左侧面,随同主轴箱一起运动。机械手由机械手臂与45°的斜壳体组成。机械手臂1形状对称。固定在回转轴4上,回转轴与主轴成45°角,安装在壳体3上,5为手臂托,可由液压缸带动(图中未标出),机械手有伸缩、回转、抓刀、松刀等动作。 伸缩动作:液压缸(图中未标出)带动手臂托架5沿主轴轴向移动。 回转动作:液压缸2中的齿条轮通过齿轮带动回转轴4转动。从而实现手臂正向和反向180°的旋转运动。 抓刀、松刀动作:机械手对刀具的夹紧和松开是通过液压缸6。碟形弹簧7及拉杆8、杠杆9、活动爪10来实现。碟形弹簧实现夹紧,液压缸实现松开。在活动爪中有两个销子11,当夹紧刀具时,插入刀柄凸缘的孔内,确保安全、可靠。 机械手的自动换刀过程的动作顺序 (a) (b) (c) (d) 图4-6换刀机械手的换刀过程 自动换刀装置的换刀过程由选刀和换刀两部分组成。 选刀即刀库按照选刀命令(或信息)自动将要用的刀具移动到换刀位置,完成选刀过程,为下面换刀做好准备,换刀即是机械手把主轴上用过的刀具取下,将选好的刀具安装在主轴之上。 换刀动作的大致过程为: 1主轴箱回到最高处(z坐标零点),同时实现“主轴准停”。即主轴停止回转并准确停止在一个固定不变的角度方位上,保证主轴端面的键也在一个固定的方位,使刀柄上的键槽能恰好对正端面键。 2机械手抓住主轴和刀库上的刀具。如图4-6(a)所示。 3把卡紧在主轴和发库上的刀具松开 4活塞杆推动机械手下行,从主轴和刀库上取出刀具 5机械手回转180°,交换刀具位置, 6将更换后的刀具装入主轴和刀库 7分别夹紧主轴和刀库上的刀具 8机械手松开主轴和刀库上的刀具 9当机械手松开具后,限位开关发出“换刀完毕”的信号,主轴自由,可以开始加工或其他程序动作。 在自动换刀的整个过程中,各项运动均由限位开关控制,只有前一个动作完成后,才能进行下一个动作,从而保证了运动的可靠性。 机械手的分类和特点 机械手一般分为三类:第一类是不需要人工操作的通用机械手。它是一种独立的不附属于某一主机的装置。它可以根据任务的需要编制程序,以完成各项规定的操作。它的特点是具备普通机械的性能之外,还具备通用机械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人工才做的,称为操作机。它起源于原子、军事工业,先是通过操作机来完成特定的作业,后来发展到用无线电讯号操作机来进行探测月球等。工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是用专用机械手,主要附属于自动机床或自动线上,用以解决机床上下料和工件送。这种机械手在国外称为“Mechanical Hand”,它是为主机服务的,由主机驱动;除少数以外,工作程序一般是固定的,因此是专用的。 主要特点: 1 机械手(上下料机械手、装配机械手、搬运机械手、堆垛机械手、助力机械手、真空搬运机、 真空吸吊机、省力吊具、气动平衡器等)。 2 悬臂起重机(悬臂吊、电动环链葫芦吊、气动平衡吊等) 3 导轨式搬运系统(悬挂轨道、轻型轨道、单梁起重机、双梁起重机) 4 工业机械手的应用 机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来,随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用,机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术,它更加促进了机械手的发展,使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。 机械手虽然目前还不如人手那样灵活,但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点,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,例如: 1 机床加工工件的装卸,特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍。 2 在装配作业中应用广泛,在电子行业中它可以用来装配印制电路板,在机械行业中它可以用来组装零部件。 3 可在劳动条件差,单调重复易子