本文關(guān)鍵詞： 自動(dòng)換刀機(jī)械手 弧面凸輪 非等價(jià)加工 剛?cè)狁詈?動(dòng)力學(xué)分析　出處：《陜西科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：本課題以雙弧面凸輪式自動(dòng)換刀機(jī)械手為研究對(duì)象,基于Creo軟件完成了該換刀機(jī)械手的設(shè)計(jì),并建立了其整機(jī)的三維數(shù)字化樣機(jī)。對(duì)弧面凸輪的非等價(jià)加工方法進(jìn)行了研究,計(jì)算并推導(dǎo)了五軸非等價(jià)加工的刀位控制方程。在雙弧面凸輪換刀機(jī)構(gòu)多自由度動(dòng)力學(xué)模型的指導(dǎo)下,建立了該機(jī)構(gòu)的多剛體動(dòng)力學(xué)數(shù)字樣機(jī)以及剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)數(shù)字樣機(jī),并進(jìn)行了相應(yīng)的動(dòng)態(tài)仿真及分析。本文主要從以下幾個(gè)方面展開研究:首先,基于凸輪及自動(dòng)換刀機(jī)械手的基本理論知識(shí),設(shè)計(jì)滿足換刀需求的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖,并以此循環(huán)圖為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)雙弧面凸輪自動(dòng)換刀機(jī)械手及此裝置中所用到的弧面凸輪�；贑reo軟件建立了該換刀機(jī)械手整機(jī)的數(shù)字樣機(jī),為隨后的動(dòng)力學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。其次,以基于中點(diǎn)偏置的刀位補(bǔ)償法作為基礎(chǔ)理論依據(jù),分析研究了弧面凸輪的非等價(jià)加工方法,推導(dǎo)并計(jì)算了非等價(jià)刀具在加工過程中的補(bǔ)償量和補(bǔ)償方向;研究了五軸機(jī)床中弧面凸輪的等價(jià)加工和非等價(jià)加工方法,利用坐標(biāo)變換法計(jì)算并推導(dǎo)了五軸等價(jià)加工的刀位控制方程;按照刀位補(bǔ)償法推導(dǎo)出五軸非等價(jià)加工的刀位控制方程,獲得了對(duì)實(shí)際加工有指導(dǎo)意義的非等價(jià)加工刀位控制方程。最后,基于實(shí)際工作情況,創(chuàng)建了雙弧面凸輪式自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)的多自由度剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型,并推導(dǎo)出其動(dòng)力學(xué)方程。通過ADAMS軟件,創(chuàng)建了該機(jī)構(gòu)的多剛體動(dòng)力學(xué)數(shù)字樣機(jī),并對(duì)其動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行了分析;依據(jù)動(dòng)力學(xué)模型,通過ANSYS軟件對(duì)其關(guān)鍵構(gòu)件進(jìn)行了柔性化處理,并逐個(gè)導(dǎo)入到多剛體動(dòng)力學(xué)數(shù)字樣機(jī)中,完成了換刀機(jī)構(gòu)的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)數(shù)字樣機(jī)的建立,之后分析了該機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)性能,此分析過程盡可能模擬了換刀機(jī)構(gòu)在實(shí)際工作過程中的情況,其結(jié)果對(duì)換刀機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、加工和生產(chǎn)都具有指導(dǎo)性作用。
[Abstract]:In this paper, the double globoidal cam automatic tool changing manipulator is taken as the research object. Based on the Creo software, the design of the tool changing manipulator is completed, and the 3D digital prototype of the whole machine is established. The non-equivalent machining method of the globoidal cam is studied. The control equation of tool position for five-axis non-equivalent machining is calculated and deduced. Under the guidance of the multi-degree-of-freedom dynamic model of double-globoidal cam tool changer, the multi-rigid-body dynamic digital prototype and the rigid-flexible coupling dynamic digital prototype of the mechanism are established. Based on the basic theoretical knowledge of cam and automatic tool changing manipulator, the motion cycle diagram is designed to meet the need of tool changing. Based on the cycle diagram, the double globoidal cam automatic tool changing manipulator and the globoidal cam used in this device are designed. The digital prototype of the tool changing manipulator is established based on Creo software. It lays a foundation for the subsequent dynamics research. Secondly, the non-equivalent machining method of globoidal cam is analyzed and studied based on the tool position compensation method based on midpoint bias. The compensation amount and compensation direction of non-equivalent cutting tools in machining process are deduced and calculated, and the equivalent machining and non-equivalent machining methods of globoidal cam in five-axis machine tools are studied. The tool position control equation of five-axis equivalent machining is calculated and deduced by using coordinate transformation method, and the tool position control equation of five-axis non-equivalent machining is derived according to the tool position compensation method. The control equation of non-equivalent machining tool position is obtained for practical machining. Finally, based on the actual working conditions, a multi-degree-of-freedom rigid-flexible coupling dynamic model of double globoidal cam automatic tool changer is established. The dynamic equation is derived. The digital prototype of multi-rigid body dynamics of the mechanism is created by ADAMS software, and its dynamic performance is analyzed. According to the dynamic model, the key components of the mechanism are treated flexibly by ANSYS software. It is introduced into the multi-rigid body dynamic digital prototype one by one, and the rigid-flexible coupling dynamic digital prototype of the tool changing mechanism is established, and then the dynamic performance of the mechanism is analyzed. This analysis process simulates as much as possible the situation of the tool changer in the actual working process, and the results are instructive to the design, processing and production of the tool changer.
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP241

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1546513