机床自动换刀机械手的设计与研究

来源 :中国科技博览 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mengpiaoyao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  [摘 要]随着科技的飞速发展,工业化生产方式发生着无穷的变化。从手艺作坊式的劳作,逐步迈向智能化、自动化。目前,在机械的加工过程中,许多企业仍是采纳人工换刀的传统方法,这种人工换刀方法效率低、精度不高。为了适应新一轮加工制作的要求,这些年,自动换刀设备在加工制作中的作用变得越来越重要。由于现在市场上直接购买的自动换刀装置一般按普适性设计,普遍结构比较大、价格较高且针对性不强。基于此,本文就机床自动换刀机械手的设计进行详细探究。
  [关键词]机床设计;自动换刀;机械手设计
  中图分类号:TG502 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)33-0128-01
  1 引言
  在生产制造行业内,机床越来越普遍,而机床也向着自动化迈进,无论是控制还是其他系统,而在自动化机床中,机械手的应用也越来越普遍,在机床自动换刀机械手设计上,升降系统是非常重要的,除了升降系统机械手的换刀和对刀具的夹持,都是需要仔细地去设计,而对于机械手设计上要保证机床设备本身与机械手的柔性连接,保证工件的正常输送和机床的自动化加工。
  2 概述
  2.1 数控机床的电气控制系统
  就数控机床而言,数控系统有西门子802D、802DSL、828D、840DSL、广州数控、华中数控、FANUC 0i等。当然详细系统构造能够解决一些包含调控编码或类似符号指令的程序内容,同时完成编译过程,以编译成为代码的数字进行表达,以对应载体完成对数控设备的注入。然后根据处理流从数控设备产生不同的调控信息,从而达到管控机床操作流程的目标,即根据设计图例的形态与规格标准完成零件的自动加工。此外,相对传统机床,其主要的优势在于有效处理了繁琐、精细、大量、多样的零部件加工流程,体现出更强的灵活性与高效性,标志着了当代机床调控技术研究重点,也是机电一体化研究的重要产物。电气调控规划图包含多个方面构成,即如线路装配调整、运用及维持的参考资源,主要涵盖了原理图、装配线路图、元件分布图等多种图纸的规划。而且整个体系内一切电气设施的调控原则就是依照对应的原理进行,除了電气设施的装配以外,还包含整个系统的调控等等。
  2.2 各种机械手换刀分类和特点
  数控机床的机械手换刀装置有换刀效率高、精度高、频率高等特点。在数控机床的换刀过程中,有机械手换刀和无机械换刀两种。从目前的机械手换刀功能来看,可以分为双主轴、多主轴换刀、机械手换刀等。一般来说,有机械手的换刀速度、效率、准确度等都要优于无机械手换刀的方法。该方法可以在同一时间同时进行换刀、取刀等操作,极大减少数控机床换刀时的停机时间。
  2.3 伺服电机换刀驱动装置
  在换刀中使用的驱动装置可以分为伺服、液压、交流异步电动机三种类型。使用伺服电机的PMC轴功能,完全靠PMC来实现换刀动作。从动作上来看,伺服轴为 PMC轴,而不是 NC控制轴,从CNC 的管理下分离出来,从PMC 信号直接进行控制。可不使用NC 程序仅利用信号来控制轴。譬如,可以从PMC 侧赋予移动量、进给速度等的指令,使得与CNC 管理下运动中的其他轴独立地进行移动。因此,可以使用CNC 的任意轴,对转塔、托盘、分度台等周边设备进行控制。通过输入信号来选择在CNC 侧或PMC 侧的管理下进行控制。因此编程较为复杂,对技术人员的要求较高。
  不同的驱动装置其适用的数控机床也不同。一般来说,液压驱动装置的使用容易受到环境的限制,因而比较适用于运行稳定的环境中,因此通常主要运用在大中型机床中。交流异步电动驱动所需的成本比较低,换刀效率高。其主要运用在换刀频率较高的小型加工环境中。
  3 自动换刀装置材料材质的选择
  机械手材料首先根据机械手手臂的工作状况进行挑选,以满足机器人的规划要求。从规划的思维出发,机械手能够完成各种运动。因此,对材料的挑选要满足以下要求:①机械手最好是轻型的材料,由于挑选轻型原料的材料用于制作机械手手臂,能够增加机械手自动换刀的速度,提升其工作的精度。②自动换刀设备应挑选强度较高、组织均匀、屈服极限较高的材料,然后增加机械手在工作时的刚性,以及宜选用热处理后在应力较大部位具有较高强度的材料。③应挑选抗压强度较高的材料,如:调质钢、渗碳钢或许氮化钢等原料。④自动换刀设备应挑选功能好,以及耐热性的材料,以增加换刀设备在工作时的冲突性,以及在高温加热时的耐热性。此外,自动换刀设备还要挑选腐蚀性的材料。以防止换刀设备在工作时,可能会发生腐蚀的状况,增强换刀设备的寿数。
  4 机床自动换刀机械手的设计与研究
  4.1 零件技术要求
  ①零件构造分析:该零件由外圆、内圆、沉孔、内孔、倒斜角等构成,主要是由孔构成,因而该产品比较适合加工中心加工。②尺度精度分析:零件的加工精度是指零件在加工后的实际尺寸变化所达到的标准公差的等级范围。尺度精度是指实践尺度改变所到达的规范公差的等级范围。假如有公差要求的,我们在编程的时候,编程尺度选用中值尺度进行编程,才能够保证尺度公差要求。③形位公差分析:加工后的零件不只有尺度差错,构成零件几何特征的点、线、面的形状以及相互之间摆放的地理位置也许与理想中的物体形状部分地理位置存在较大的偏差,这是属于正常的现象,这种由于理想和实际地理位置而发生的差异,我们称之为“形位差错”,在实践操作过程中要注重这种差错,这样才能够提升操作的精度。假如有形位公差请求的部件我们要选用一次装夹即要能加工出有形位公差请求的部位。④零件外表精度分析:零件外表精度便是指外表粗糙度,是指加工后的零部件也许由于冲突会发生很小的空隙,并且会出现些许状的表征,因而对零件的精度要认真去规划。这些原因通常是由所采纳的加工办法、资料、刀具等其他要素归纳构成的。
  4.2 PLC 程序
  PLC 系统也是机床主要构造部件之一,而且其从收到命令到调控命令的反应周期仅仅为 10~100ms,当然这种高效的反应速度完全可以满足大部分数控机床运作环境。
  编程思路分解
  1、主轴上无刀,指令 T****;
  2、主轴上有刀,指令 T****,且指令(目标)刀号大于主轴上刀号:
  3、主轴上有刀,指令 T****,且指令(目标)刀号小于主轴上刀号:
  4、主轴上有刀,指令 T****,且指令(目标)刀号等于主轴上刀号:
  4.3 机械手设计
  机床机械的形式有很多,种类繁多,对于每个机械手都有它不同的意义和用处。单臂单爪回转式机械手,这种机械手的手臂是可以回转运动,而回转运动的摆动线与刀库的轴线平行,意义在于机械手的手抓可以快速地抓取到刀具。单臂双爪回转式机械手,这种机械手的手臂上有两个机械手手抓,手抓是对称放置,这种机械手的两个手抓是分工的,一個是从刀库拿刀送往主轴,另一个是从主轴将刀具拿回到刀库内。双臂回转式机械手,这种机械手的手抓不是对称的,是在一天轴线上,轴线的两端放置手抓,两个手抓绕中心做回转运动,这种机械手可以实现刀库取刀和主轴送刀同时进行,节省的时间,提高工作效率。双机械手,这种结构是有些类似于人的双手,有两个手臂,两个手抓,它们是分别运动的,一个是从刀库取刀,一个是送刀,。
  5 结束语
  因为制造业和工业不断的发展,科学不断的提升,对生产效率不断提高的要求,单纯的使用人力,是不能满足生产需要的,使得机械手的应用越来越广泛,它可以代替人完成更高要求、难度、重复枯燥的工作,所以机械手现在不仅仅应用在机床上,所以怎样能更大提升机床机械手的性能,怎样将机床的控制系统与机械手完美的连接,怎样能使机械手成为 FMS 系统中一个重要部分,这是机械手研究设计的一个重要环节和意义所在。
  参考文献
  [1] 夏田.数控加工中心设计[M].北京:化学工业出版社,2006.1.
  [2] 卢胜利,王睿鹏,祝玲.现代数控系统.原理构成与实例[M].北京:机械工业出版社,2006.1.
  [3] 张志义.数控应用技术[M].北京:化学工业出版社,2005.1.
其他文献
[摘 要]利用有限元软件ANSYS優化设计一大直径泥水型盾构机刀盘结构。在三维软件SolidWorks中创建刀盘模型导入有限元软件ANSYS中,然后离散成有限元模型。在ANSYS中给刀盘模型施加约束条件及载荷,并求解,得出盾构机刀盘的应力分布及变形情况。此仿真用来模拟刀盘在盾构机正常工作时及脱困状态的应力分布及变形情况。然后根据仿真计算结果对结构进行调整优化,设计出满足盾构机工作要求的刀盘结构。 
期刊
[摘 要]当今社会,计算机的普及使用给人们的工作和生活都带来了极大便利,但也随之带来了一系列信息安全问题。我国很早就对网络安全问题建立了相关机制,并掌握了有效的網络信息安全技术,但是对计算机网络信息安全的威胁因素也在不断增加,还需要对这一问题引起重视,并对计算机网络信息安全的防护能力进行提升。  [关键词]网络;信息安全;防护  中图分类号:TP393.08 文献标识码:A 文章编号:1009-9
期刊
[摘 要]该文叙述了煤矿排水系统几种方案的突出优点和特点,从单水平开采的排水系统和多水平同时开采的排水系统介绍了水泵房、管子道和水仓的设计原则和现场情况要求,总结了煤矿排水系统方案的筛选和确定应遵循的标准。  [关键词]煤矿排水系统 水泵房 水仓 管子道  中图分类号:TD744 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)33-0122-01  在煤矿地下开采过程中,由于地层含水的涌
期刊
[摘 要]对于接受职业教育的学生来说,实践操作或许比理论学习更要吸引他们的注意,也比在课堂中学习的知识要更加扎实和印象深刻。机械制造理论与实践一体化的改革正是突破传统的教学方法与理念,充分发挥学生在课堂中的主体作用。要提高学生学习的兴趣,引导学生掌握相关的学习规律与方法。对于学生来说,机械制造理论知识的学习是较为枯燥乏味的。如果将理论知识与相关的实践教学结合起来,那将大大提高学生学习的兴趣与学习的
期刊
[摘 要]本文分析了WK-55电铲电器柜运行方式及存在的问题,提出改造方案及技术配套,并根据现场的运行情况,成功地在一台WK-55电铲实施了系统改造工程,为以后类似问题的解决提供了技术参考并积累了宝贵经验,取得了良好的经济效益,提高了设备出动率。  [关键词]WK-55电铲 回转逆变器 推压逆变器 行走逆变器 AFE 缓冲结构块 减震器 改造技术  中图分类号:TD422.2+1 文献标识码:A
期刊
[摘 要]企业思想政治工作是一项大的系统工程,也没有固定的模式。煤炭企业作为国有企业,是我国社会主义市场经济的主要组成部分。在新形势下,思想政治工作就必须要找准位置,探索和创新思想政治工作的观念、内容和方法,解决好其中所遇到的困难和问题。文章主要阐述了新形势下煤炭企业思想政治工作面临的新问题,并论述了做好煤炭企业思想政治工作应采取的具体对策。  [关键词]思想政治工作 煤炭企业 思想观念 竞争  
期刊
[摘 要]随着社会经济的发展和进步,人们对生态环境、工作环境对人类身体健康所产生的影响也越来越关注。经过调查发现,现阶段涂料已经成为了影响人类生活、工作和身体健康的关键因素。所以,必须进一步加大涂料的研发的环保道路,才能从根本上降低涂料的使用对人类健康所产生的影响。本文主要是就积累涂料的变化对防腐涂料的发展进行了深入的分析和研究。  [关键词]环氧树脂涂料 水性环氧涂料 聚苯胺防腐涂料 聚硅氧烷涂
期刊
[摘 要]本文主要對《Thermodynamic study of direct amination of isobutylene to tert-butylamine》进行分析和研究,并針对该文提出自己的看法。  [关键词]热力学计算异丁烯胺化‐叔丁胺‐ZSM-11沸石  中图分类号:TG454 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)33-0117-01  首先从选题角度上来讲
期刊
[摘 要]在本文之中,主要是针对了钣金件翻边孔冲压工艺进行了分析,在这个基础上提出了下文中的一些内容,希望能够给与同行业进行工作的人员提供出一定价值的参考。  [关键词]钣金件;翻边孔;冲压工艺;分析  中图分类号:TG386 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)33-0125-01  引言  钣金件的连接常采用自攻螺钉连接紧固,对于材料厚度小于1mm的钣金件,为保证连接的牢固
期刊
[摘 要]继电保护是电力系统安全稳定運行的有效保证,但因二次设备接线方式复杂多样,因此二次回路的故障类型也较多,但在实际中,只要加强对二次回路故障的研究分析工作,提高反事故以及事故应急处理能力,无论何种故障都能顺利解决,有效保证继电保护装置正常运行,保证整个电力系统的安全。本文主要对继电保护及二次回路系统中存在的隐性故障进行了初步的研究。  [关键词]继电保护;二次回路;隐形故障  中图分类号:T
期刊