自动换刀装置运动特性研究

发布时间：2023-02-08 07:14

　　自动换刀装置(Automatic Tool Changer,ATC)是加工中心的重要功能部件,通过与刀库配合,辅助加工中心完成多工序的加工任务。在换刀过程中,其传动机构根据设计要求,完成多次启停运动,因此成为加工中心的故障多发部件。目前,常用的机械凸轮式ATC,与液压式ATC相比,换刀时间更短,传动机构更复杂,亟须对其运动运动特性进行深入探究。本文以机械复合凸轮式ATC运动特性为研究对象,主要完成了以下几方面内容:首先,分析了ATC的工作原理和机构组成,基于此设计了换刀周期的运动循环,并绘制直角坐标式运动循环图,通过运动参数无因次化等方法研究了凸轮及其从动机构运动规律,优化了运动循环,获得了装置运行轨迹的理论曲线。其次,对装置的核心驱动件复合凸轮,尤其是弧面分度凸轮,进行了定性的分析,确定了其弧面及沟槽凸轮的类型,建立了复合凸轮的轮廓曲线方程;并结合凸轮的几何运动参数和前期的研究内容,利用pro/E完成了复合凸轮的参数化建模,进而完成了复合凸轮ATC整机建模。最后,基于Adams平台完成了ATC虚拟样机的搭建。通过经验和解析两种方法,详细分析了虚拟样机的接触碰撞;为保证动力学仿真的准确...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源、研究背景和研究意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 选题背景及研究意义
    1.2 ATC概述
    1.3 弧面分度凸轮机构研究现状
        1.3.1 弧面分度凸轮机构轮廓方程的研究进展
        1.3.2 弧面分度凸轮建模的研究进展
        1.3.3 凸轮式ATC动力学研究进展
    1.4 现有研究存在问题
    1.5 研究目标本及主要研究内容
2 ATC运动分析与设计
    2.1 复合凸轮式ATC
        2.1.1 ATC运动机构分析
        2.1.2 复合凸轮式ATC工作原理
    2.2 ATC运动循环图设计
    2.3 复合凸轮从动运动规律
        2.3.1 从动运动规律的无因次化
        2.3.2 运动规律曲线的分析与选取
    2.4 本章小结
3 复合凸轮机构设计及ATC三维建模
    3.1 复合凸轮基本结构
        3.1.1 弧面分度凸轮
        3.1.2 沟槽凸轮
    3.2 复合凸轮轮廓曲线
        3.2.1 弧面分度凸轮轮廓曲线
        3.2.2 沟槽凸轮理论轮廓曲线
    3.3 复合凸轮机构参数化建模研究
        3.3.1 复合凸轮机构运动参数
        3.3.2 复合凸轮几何参数
        3.3.3 复合凸轮程序设计及三维建模
    3.4 ATC建模及装配
    3.5 本章小结
4 ATC动力学仿真研究
    4.1 ATC虚拟样机的搭建
        4.1.1 仿真平台分析与选取
        4.1.2 基于Adams/View的虚拟样机
    4.2 考虑链传动的虚拟样机完善
        4.2.1 总体思路
        4.2.2 传动链参数
        4.2.3 链传动ATC模型建立
    4.3 虚拟样机仿真结果及分析
        4.2.1 两种凸轮模型的仿真分析
        4.2.2 整机仿真与理论运动特性曲线对比分析
        4.2.3 考虑链传动的整机仿真与检测运动特性曲线对比分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3737562