成果信息
本项目研制出了一种全新的数控机床换刀机器手,实现一次调整自动换刀;运用非线性规划技术得出机械手结构最优尺寸,运用气动伺服理论和极点配置技术提高运动的鲁棒性;解决了机械手工作时快速有效定位问题,探索出了其实现最优控制的方法。研制了换刀机械手与数控机床实时通信的技术,把可靠性和稳定性控制在软件上,使用简单标准件和机械定位降低了生产成本;实现数控机床的自动换刀,对于制造企业尤其是中小企业来说,可以提高生产加工的自动化程度,降低工人的劳动强度,减少劳动风险,改善劳动条件,提高生产效率,增强企业的竞争力。性能指标: (1)实用价值高:机械手进行普通数控机床自动换刀,可以减少安装、调整刀具的辅助工作时间,提高生产效率,降低生产成本。 (2)精度高:机械手滑动部分采用线性导轨,可以保证机械手移动精确、运行平稳、噪声小、维护成本低。 (3)机构和控制简单:采用气缸直接推动,机构简单,在保证运行速度的前提下,由传感器配合实现定;采用PLC控制,控制方便简单。 (4)运转可靠、安全性好:步进电机配以蜗轮蜗杆减速器,控制方便、运转可靠;利用其反向自锁作用,保证转角控制的精确,同时在非工作状态或突然停电的情况下,保证机械手在没有控制信号控制时,不会有任何误操作。 (5)制造成本低:在满足精度要求的前提下,驱动部分采用步进电机,相比伺服电机驱动而言价格便宜;采用气缸驱动,相对液压驱动和电机驱动而言环保、廉价;传动部分采用蜗轮蜗杆减速器,相比行星齿轮和谐波减速器成本较低。 )
背景介绍
目前,很多中小型企业没有使用加工中心,换刀基本上靠人工;现有许多换刀装置完全实现了换刀动作,但价格昂贵,且基本全部使用有线通信控制,还或多或少存在不适用和不经济性(凸轮传动、微电脑控制、伺服电机、液压传动等)。)
应用前景
目前,工业机器人产业市场需求不断增大,工业自动化生产必将成为制造业发展的必然趋势。由于国内外研究工作主要集中在智能型、高速度、高精度的机器人上,对于中小企业所需的经济、简单实用型机器人的研究不够重视;此外,还有很多研究工作比较关注机器人的机构和灵活性,很少涉及与数控机床通信控制的协同作业方面。本项目所研发的经济、简单实用型数控机床换刀机械手由于成本低廉、结构简单实用,必然能够满足制造业的实际需求且有着较大的工程应用价值,有很好的产业化前景。)