凸輪式自動換刀機械手的剛柔耦合動力學研究.pdf

1、本課題以雙弧面凸輪式自動換刀機械手為研究對象，基于Creo軟件完成了該換刀機械手的設計，并建立了其整機的三維數(shù)字化樣機。對弧面凸輪的非等價加工方法進行了研究，計算并推導了五軸非等價加工的刀位控制方程。在雙弧面凸輪換刀機構多自由度動力學模型的指導下，建立了該機構的多剛體動力學數(shù)字樣機以及剛柔耦合動力學數(shù)字樣機，并進行了相應的動態(tài)仿真及分析。本文主要從以下幾個方面展開研究：
　　首先，基于凸輪及自動換刀機械手的基本理論知識，設計滿足換

2、刀需求的運動循環(huán)圖，并以此循環(huán)圖為基礎，設計雙弧面凸輪自動換刀機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械手整機的數(shù)字樣機，為隨后的動力學研究奠定了基礎。
　　其次，以基于中點偏置的刀位補償法作為基礎理論依據(jù)，分析研究了弧面凸輪的非等價加工方法，推導并計算了非等價刀具在加工過程中的補償量和補償方向；研究了五軸機床中弧面凸輪的等價加工和非等價加工方法，利用坐標變換法計算并推導了五軸等價加工的刀位控制方程；按照刀

3、位補償法推導出五軸非等價加工的刀位控制方程，獲得了對實際加工有指導意義的非等價加工刀位控制方程。
　　最后，基于實際工作情況，創(chuàng)建了雙弧面凸輪式自動換刀機構的多自由度剛柔耦合動力學模型，并推導出其動力學方程。通過ADAMS軟件，創(chuàng)建了該機構的多剛體動力學數(shù)字樣機，并對其動力學性能進行了分析；依據(jù)動力學模型，通過ANSYS軟件對其關鍵構件進行了柔性化處理，并逐個導入到多剛體動力學數(shù)字樣機中，完成了換刀機構的剛柔耦合動力學數(shù)字樣機的建