1.2.2 机电产品概念设计系统MCD 的特点 2

1.3论文主要研究内容 3

2 数控机床换料机构结构设计 3

2.1 换料机构的主要特点 4

2.2 换料机构的主要组成部件 4

2.3 原始条件及数据 5

2.4 设计的技术要求 5

2.5 总体设计 5

2.6 机械机构的选择 5

2.7 机械机构驱动系统的选择 6

2.8 机械机构夹爪的选择 7

3 数控机床换料机构主要结构设计及计算 8

3.1 机械设备规格说明 8

3.2 机械手设计 8

3.2.1 机械手夹爪夹紧力的计算 9

3.2.2 机械手定位误差的分析 10

3.2.3 机械手的常见失效现象及其防范措施 11

3.3 机械传动机构的设计 11

3.3.1 传动机构设计原则 11

3.3.2 传动机构的设计方案 12

3.3.3 链传动的主要参数确定 13

3.3.4 传动机构丝杆的设计 16

3.4 传动机构电机的选择 19

3.4.1 直流电动机 19

3.4.2 交流电动机 19

3.5 润滑剂的选择 20

4基于MCD的数控换料机构机电基础模块的定义 22

4.1 MCD平台的建立 22

4.2 机电基础模块的定义 22

4.2.1 机械机构机电基础模块的定义 22

4.2.2 料台及物料机电基础模块的定义 26

4.2.3 三爪气缸及传动机构机电基础模块的定义 28

4.3数控机床机构换料机构仿真序列的构建 29

5 基于MCD的数控机床换料机构的PLC控制设计 33

总 结 39

致 谢 40

参考文献 41

1 绪论

1.1 课题的背景

在中德合作关系的日益加深下，工业4.0的推动促进了西门子开发以及研究，开始集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变；在未来能真正实现智能化的生产过程及系统，并在整个企业管理，以及人机互动有重大突破。能够通过互联网，物联网，物流网，真正的整合物流资源。

随着中国的加入，对工业4.0的起到了加速作用。2010年西门子公司推出了一种全面的面向工能开发的全新机器设计方法——机电一体化概念设计解决方案（MCD）。传统的概念设计阶段采用word等文字处理软件形成技术草稿，这种设计方法不能详细设计并行工作，也不能将设计意图和实际产品功能相符合，在产品定型之后就不能再修改了。而新型的概念设计则是在设计阶段建立机电一体化的功能模型，并在MCD平台下对机械进行调试和控制，并对不足的地方进行修改。