经济型数控车床机械手建模与仿真研究(2)

一种经济型的数控车床换刀机械手的设计

江苏大学工程硕士学位论文

摘要

随着科学技术的发展与应用，在保证产品质量的前提下，只有提高劳动生产率和减低生产的成本，才能提高产品的竞争力，于是机械自动化的生产成为必然趋势；因此很多不同用处的机器人应运而生。机械手作为一种小型的机器人，运动灵活，机构相对简单，而且各个行业也需要专业机械手来完成其相关的工序，来提高劳动生产率和实现自动化生产，因此近年来出现了各种用途的机械手。目前，国内已有的机械手结构复杂，成本较高，大都在大中型企业中应用。本课题针对经济型数控车床，设计与其配套的换刀机械手，使其既能满足功能要求又具有良好的经济性。

本论文设计了一种新型的三自由度数控机床换刀机械手，机械手通过步进电机和蜗轮蜗杆减速器带动上支架上的中臂实现机械手在竖直平面内旋转；中臂上装有中臂气缸带动导轨沿中臂方向伸缩来实现装卸刀动作；前臂滑道上装有前臂气缸带动前臂导轨沿前臂方向伸缩，配合前臂导轨上的手爪夹持气缸来实现抓刀动作；动作简单，运动可靠。然后运用Ｐｒｏ／Ｅ软件进行机械手的建模，并进行运动仿真，进行干涉检查；运用ＡＤＡＭＳ软件对其进行动力学仿真分析：通过工作过程仿真分析，确定并优化机械手结构，为机械手物理样机的制造提供依据。关键词：换刀机械手；Ｐｒｏ／Ｅ建模；运动学仿真；动力学仿真