ATC换刀机器人设计垂直升降系统设计(2)

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3.2.1 滚珠丝杠参数的选择与计算 13

3.2.2 丝杠的稳定性校核 16

3.2.3 丝杠的刚度校核 17

3.2.4 丝杠的效率验算 19

4 垂直系统导向机构的设计 20

4.1 导向机构形式的选择 20

4.2 圆柱导向杆的材料和尺寸选择 20

4.3 圆柱导向杆的安装与润滑 20

4.3.1 圆柱导向杆的安装 20

4.3.2 圆柱导向杆的润滑 20

5 联轴器的选择 22

5.1 联轴器的选型 22

5.2 联轴器的计算 23

6 轴承的选择与计算 24

6.1 轴承的选型 24

6.2 轴承的润滑 25

本科毕业设计说明书（论文） II

7 制动方式的选择 26

结论 27

致谢 28

参考文献 29

1 绪论

换刀机器人是数控加工中心重要部件之一，随着数控加工技术的日益发展换刀机器人技术要求随之提高。相对国外，我国自动换刀装置的研发还有一定差距，更应该加大力度研发相关技术，提高国内自动换刀装置在数控加工中心加工过程中的换刀速度与换刀精度，从而能较快地跟上国际数控技术的发展速度。换刀装置也将与新兴技术相结合，更加智能化，多元化，其技术也会更加完善。换刀机器人的技术越成熟，则对数控加工中心的发展越有利，增加了加工过程中换刀的准确性多样性，减少换刀时间，从而降低了加工的时间成本。这也是研究换刀机器人的意义所在。

1.1 换刀机器人的简介

换刀机器人属于工业机器人，是工业生产过程中的一种辅助生产设备，主要由自动换刀装置(Automatic Tool Changer，简称 ATC)和刀库组成。换刀机器人主要用在加工中心，通过自动换刀装置在数控系统的控制下把目标刀具从刀库中取出并送到指定位置，完成刀具交换任务，从而满足加工中心加工过程中进行不同工序对刀具的需求。

自动换刀装置可分为五种基本形式，即转塔式、180°回转式、回转插入式、二轴转动式和主轴直接式。按照换刀过程有无机械手参与，分成有机械手换刀和无机械手换刀[1]。自动换刀装置进行一次换刀循环的最基本动作为：抓刀、拔刀、换刀、插刀、复位[2]。在这些动作过程中应保证其稳定性、可靠性，满足刀具对刀与位置的精度。

换刀机器人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[3]。随着现代数控机床切削速度的提高，切削时间的不断缩短，对换刀时间的要求越来越高，换刀的速度已成为高水平加工中心的一项重要指标。换刀机器人大大缩短了更换刀具的时间，在一定程度上提高了数控机床的加工效率[4]。也就是降低了加工的时间成本。