摘要换刀机器人是加工中心的重要组成部分,研究换刀机器人有利于进一步缩短加工过程的非切削时间，提高换刀机器人的加工精度与可靠性，提高加工效率，减少机床的维修次数，提高生产率、降低生产成本。本文首先讨论了换刀机器人总体方案，确定本设计为4个自由度，其次，选择了坐标系、驱动方式、传动方式。选择了直角坐标系，交流伺服电机驱动，采用滚珠丝杠传动，并根据滚珠丝杠的特性，设计了限制丝杆螺母行程的制动块，以及选择了防止丝杠螺母下滑的块式制动器。然后，进行了选型和设计计算，包括滚珠丝杠的选型和计算，电机的选型和计算，螺栓组的选型和计算。最后，使用CAD画出了换刀机器人的垂直升降系统二维装配图以及主要零件图。62927

毕业论文关键词：换刀机器人，交流伺服电机，滚珠丝杠，块式制动器

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title  The Design of Automatic Tool Change Robot 

------The Design of Vertical Lift and Down System

Abstract  Tool change robot is an important part of machining center,Researching tool change robot can help reduce more non-cutting time in the process,improve machining accuracy and reliability of tool change robot, improve machining efficiency,reduce maintenance times of machine tool,

improve productivity and reduce cost.At first ,The author discusses the comprehensive project and chooses 4 degrees of freedom,secondly,the author decides coordinate frame,driving mode,and transmission mode.The author chooses orthogonal coordinate system,AC servo motor to drive robot and ball screw to transmit motion.And in consideration of the characteristics of ball screw,the author designs a brake block to limit the travel of the nut of ball screw and choose a disc brake to prevent the nut of ball screw from falling off.Thirdly,the paper chooses the type of parts and does design calculation,including choose and calculation of ball screw ,electrical machine,bolt unit.Finally ,the paper shows planar assembly drawing and the part drawings of main parts of the vertical lift and down system by CAD. 

Key words：Tool changer，AC servo motor，Ball screw，Block brake

第一章 引言 4

第二章 总体方案的确定 3  

  2.1坐标系的选择 3

  2.2驱动方式的选择 5

  2.3传动方式的选择7

第三章选型和设计计算  8

  3.1滚珠丝杠的选型和计算  8

  3.2 电机的选型和计算      16

  3.3 螺栓组的选型和计算  23

  3.4 制动器的选型    27

第四章 结论 28

致谢 29

参考文献30

第一章 引言    

    换刀机器人是加工中心的重要组成部分。由刀库、机械手和驱动装置等部分组成。刀库的功能是用于存贮加工中心所需要的刀具，并把即将要用的刀具准确地送到换刀位置。加工中心的换刀机械手，是自动换刀装置的核心组成部分，主要完成将主轴上的工作刀具与刀库中的待用刀具两者位置交换的任务。换刀机器人包括送刀臂、摆刀站和换刀臂等部分。其应具有换刀时间短，工作平稳。定位准确等特点 。驱动装置是使刀库和机械手实现其功能的动力装置，一般由步进电机、液压(或气液机构)或凸轮机构组成[2]。源[自[优尔^`论`文]网·www.youerw.com/

    换刀机器人作为加工中心、数控机床的重要组成部分，随着数控机床的高速化，高精度化，高可靠性发展 ，对换刀装置的要求越来越高。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 。在机械加工中，当复杂零件工序高度集中时，必须频繁更换刀具，大部分时间都花在安装、调整刀具、装卸、搬运零件和检查加工精度等辅助工作上，而采用自动换刀装置可以缩短由于换刀及调整刀具所花费的时间，这样有利于进一步缩短加工过程的非切削时间，提高换刀机器人的加工精度与可靠性，提高加工效率，减少机床的维修次数，提高生产率、降低生产成本。