立式铣床加工中心换刀机械手.doc

立式铣床加工中心换刀机械手设计 Abstract: Nowadays, in the great scale of manufacturing industries, enterprises pay more attention to the level of the automation in order to improve the production efficiency and the product quality. And the manipulators are gradually recognized by enterprises as the important parts of the automatic production line. The technical levels and the skilled application of the manipulators reflect the national levels of industrial automation to some degrees. At present, the manipulators are devoting themselves to the tasks like welding, painting, carrying and stacking which are very complicated and tiring. And their way of working is to teach and to payback. This unit mainly considers the design of the automatic knife manipulators of the milling machining center. Its main function is to replace the knife tools and to process the body parts finely according to the different demands of the body parts that need processing. Manipulators instead of the manual work not only improve the efficiency of production and reduce the costs of production, but also avoid the security accidents. Key Words：Milling machining center 1 前言 1.1 国内外研究现状 加工中心是在数控铣床的基础上发展起来的。1952 年，美国麻省理工学院首先实现了三坐标铣床的数控化，数控装置采用真空管电路。1955 年，第一次进行了数控机床的批量制造。 数控机床是电子技术、自动控制技术、机械技术的综合应用，是机械加工领域划时代的重大技术突破。数控机床利用编程软件，将简单工序集中起来，从而大大提高零件的加工效率和加工质量。但在复杂零件工序高度集中时，必须频繁地更换刀具以满足不同工序的加工要求，从而限制了生产效率的提高。为了解决 自动换刀问题，提高生产效率，最早出现了转塔头立式钻铣床。1956 年日本富士通研究成功数控转塔式冲床。美国IBM 公司同期也研制成功了“APT”(刀具程序控制装置)。1958 年美国KT 公司研制出带ATC(自动刀具交换装置)的加工中心。同年，美国UT 公司首次把铣钻等多种工序集中于一台数控铣床中，通过自动换刀方式实现连续加工，成为世界上第一台加工中心。1967年出现了FMS(柔性制造系统)。1978 年以后，加工中心迅速发展，带有ATC 装置可实现多种工序加工的机床，步入了机床发展的黄金时代。1983 年国际标准化组织制定了数控刀具锥柄的国际标准，自动换刀系统便形成了统一的结构模式。日本三井哲夫在上世纪八十年代中期将弧面凸轮用于ATC 的刀臂旋转控制，取得极佳效果。20 年来此类机构长盛不衰，已成为ATC 机构的主流。目前发达国家数控加工中心的自动换刀机械手主要采用弧面凸轮式换刀机械手。 选题研究意义 在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下： 1以提高生产过程中的自动化程度 应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。 2以改善劳动条件，避免人身事故 在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、