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文檔簡介

論文題目：班級：機械143班姓名：學號：加工中心自動換刀機械手設計及動態仿真目錄01機械手整體結構機械手整體結構圖1.自動換刀機械手機械手氣缸結構圖2.驅動氣缸結構機械手背景及意義背景1.實現智能制造，是第四次工業革命的核心之一；2.中國從制造大國走向制造強國，加快發展先進制造業；3.自動換刀機械手是加工中心的核心組成結構。意義1.機械手的功能是完成刀具在主軸頭和刀庫之間的傳遞和裝卸；2.通過自動換刀裝置，可以減少加工過程中的非切削時間，以提高生產效率，降低生產成本，進而提升機床乃至整個生產線的生產力。機械手設計建模——結構選擇

機械手爪傳動方式驅動方式單臂雙抓齒輪齒條氣壓驅動特點

1.單臂雙爪式機械手結構簡單、換刀步驟少；

2.齒輪齒條傳動效率高、精度高、速度快；

3.氣壓傳動結構簡單、輸出力大、氣源易得環保。機械手設計建模——設計計算

設計1.齒輪齒條a.主軸直徑設計（最大轉矩）b.彎曲疲勞強度設計c.接觸疲勞強度設計2.定位、裝夾a.定位鍵：在機械手爪背部設置一個定位鍵來確定刀具的位置。b.固定滑塊：在機械手爪側端安裝一個由小型氣缸控制的滑塊來固定刀具。3.手臂選材a.手爪：選用45鋼（具有耐磨性、較高強度、來源方便）b.手臂：選用鋁合金（密度低強度較高、耐腐蝕、）圖3.單臂雙爪式機械手圖4.齒輪齒條機械手設計建模——建模組裝

1.建模a.線、圓、圓弧、矩形；b.拉伸、旋轉、螺紋、圓角、倒角。2.組裝a.圓柱、剛性聯接；b.配合、角度、插入、平動-轉動約束。機械手設計建模——換刀步驟

1.機械手逆時針旋轉90°；2.機械手手爪抓刀，氣缸驅動機械手爪夾緊刀具；3.機械手向下移動，同時抽出待換刀具和新刀具；4.機械手順時針旋轉180°，完成刀具換位；5.機械手向上移動，同時插入待換刀具和新刀具；6.氣缸驅動機械手抓松開新、舊刀具；7.機械手順時針旋轉90°，準備下一次換到動作。機械手仿真及分析——動態仿真圖5.添加約束1.運動副a.固定副b.旋轉副c.移動副d.齒輪副2.驅動a.平移驅動b.STEP函數機械手仿真及分析——圖像分析圖6.機械手爪X、Z、Y位置曲線圖8.驅動氣缸活塞位置、速度、加速度曲線圖7.機械手爪角速度、角加速度曲線由圖可知：1.位置、速度變化圖為圓滑的曲線，沒有突變；加速度圖為線性變化。2.機械手爪最大位移為200mm，最大角速度為2.36rad/s，最大角加速度為3.活塞最大位移為

180mm,最大速度為

0.135m/s,最大加速度為0.54機械手設計總結總結1.此次機械手設計主要考慮了其結構、性能、環保性、經濟性，讓我對機械結構的設計流程有了一定的了解；2.在設計中用到了Inventor、Adams兩款軟件，讓我掌握了其基本操作；3.自動換刀機械手通過仿真可知刀對刀換刀時間為8

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