换刀机器人的水平移动系统设计(2)

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3.4 确定纵向导轨 24

4 水平系统横向部分设计 27

4.1 横向部分丝杠的确定 27

4.2 横向伺服电机的确定 29

4.3 横向导轨的确定 30

4.4 联轴器的选用 30

结论 31

致谢 32

参考文献 33

1 绪论

1.1 选题的意义

对于制造业来说，对市场做出快速响应，按照客户要求生产出高质量低成本的产品非常重要，随着计算机技术和软件技术的发展，虚拟制造技术应运而生，它可以在计算机上以一个统一的数据库，进行产品设计、分析和加工，而且可以使不同专业的设计人员、协作单位和部门共同承担，将产品整个生命周期的属性表现在开发初期能够通盘考虑，并将产品开发全过程数字化，国际机床制造企业十分重视刀库及 ATC研制和生产，已形成专业化的格局。

目前，国际大型飞机、汽车等制造企业都普遍采用该技术。与传统的机床设计相比，可以减少因制作产品原型所耗费的人力物力和时间，同时提高质量、降低成本、保证产品开发一次成功，增强企业快速适应市场变化能力[1]。

为了使高速加工中心具有组合机床和专用机床的高生产效率, 近几年来, 包括主轴高速化、进给高速化、结构高刚性、高加减速、快速自动换刀装置与快速工件交换系的机床产品正不断涌现。自动换刀装置作为加工中心的重要组成部分，其主要作用在于减少加工过程中的非切削时间，以提高生产率、降低生产成本，进而提高机床乃至整个生产线的生产力[2,3,4]。

一个零件往往需要进行多工序的加工，而单功能的数控机床，只能完成单工序的加工，如车、钻、铣等。因此，在制造一个零件的过程中，大量的时间用于更换刀具、装卸零件、测量和搬运零件等非加工时间上，切削时间仅仅占整个工时中的较小比例。为了缩短非切削时间，提高工作效率，实现自动换刀装置的高速化是各加工中心制造企业之间竞争焦点之一, 这是因为高速切削使切削时间不断缩短, 因而换刀时间的缩短对于加工中心生产率的提高就显得更加重要。便设计了自动换刀装置[5]。

1.2 自动换刀装置的发展历史和研究现状

1.3 自动换刀装置的发展趋势

2 总体方案的确定

2.1 驱动方式的确定

工业机器人的驱动方式有电动、液压和气动三种方式。一个机器人可以只有一个驱动方式，也可以是几种驱动方式相结合。机器人的驱动系统要求有：驱动系统的质量要尽可能轻，单位质量的输出功率要高，效率也要高；反应速度要快，即要求力矩质量比和力矩转动惯量比要大，能够进行频繁地起、制动，正、反切换；驱动尽可能灵活，位移偏差和速度偏差要小；安全可靠；操作维护方便；对环境无污染，噪声要小；经济合理。本课题选用交流伺服电机驱动方式对机器人进行驱动。