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。