加工中心是指在一次装卡中，能够实现自动铣削、钻孔、镗孔、铰孔、攻丝等多工序的数控机床。更为明确的说法是：加工中心就是自动换刀数控镗铣床。这就把加工中心和自动换刀数控车床和车削中心区别开来。 加工中心区别于别的数控镗铣床的主要特点就在于它具有根据工艺要求自动更换所需刀具的功能，机自动换刀(ATC)机能。 加工中心的自动换刀系统,通常是由刀库和机械手组成,它是加工中心的象征,又是加工中心成败的关键环节。因此各加工中心制造厂家都在下大力研制动作迅速、可靠性高的自动换刀装置,以求在激烈的竞争中取得好的效益。正因为自动换刀装置是加工中心的核心内容,各厂家都在保密,极少公开有关资料,尤其机械手部分更始如此。 加重中心的自动换刀形式,可分为有机械手换刀方式和无机械手换刀方式。加工中心的ATC,大都采用有机械手的换刀方式，因为更节省时间。 由于液压驱动的机械手需要采用严格的密封，还需较复杂的缓冲机构，控制机械手动作的电磁阀都有一定的时间常数，因为换刀速度较慢。近年来国内、外先后研制出凸轮联动式单臂双抓机械手。这种机械手的优点是由电机驱动，不需要较复杂的液压系统及其密封、缓冲机构，没有漏油现象，结构简单，工作可靠。同时，机械手手臂的回转和插刀、拔刀的分解动作是联动的，部分时间可重叠，从而大大缩短了换刀时间。 摘要I Abstract II 1绪论1 1.1国内外数控机床的的发展情况1 1.1.1加工中心发展简史1 1.1.2加工中心的主要优点2 1.1.3加工中心的发展趋势3 1.2可编程控制器的特点5 2换刀机械手的相关介绍7 2.1数控技术的发展历程7 2.2数控加工中心的基本功能7 2.3加工中心的组成部分8 2.3.1刀库8 2.3.2刀具交换装置（机械手） 8 2.3.3运刀装置9 2.3.4刀具编码装置9 2.3.5刀具识别装置10 2.4刀库的驱动及定位10 2.5我国数控系统的发展概况11 2.6数控系统的发展趋势11 2.7 ATC装置的分类11 2.8 ATC装置的换刀速度比较13 2.9分步双爪式ATC装置14 2.10自动换刀系统产品化的前景15 3换刀机械手的总体方案设计16 3.1设计任务16 3.2机械手的平稳性16 3.2.1、影响平稳性以定位精度的因素16 3.2.2机械手的运动特性17 3.3机械手运动特性的分类18 3.4开关型机械手的速度及位置控制18 3.5机械传动型机械手速度及位置控制19 3.6机械手类型确定19 3.7驱动系统和电控系统的选择19 3.7.1驱动系统的选择19 3.7.2电控系统的选择20 4总体结构设计23 4.1手爪部分设计23 4.2机械手手臂的设计24 4.2.1臂部要防止偏重24 4.2.2加强臂部刚度25 4.2.3改进缓冲装置和提高配合精度25 4.2.4采取的措施： 25 4.3机械手传动结构的设计27 5换刀机械手的参数和计算30 5.1手臂的弯曲变形30 5.2连杆的强度计算32 5.3驱动电动机的选择32 6换刀过程35 结论39 参考文献40 致谢42 附录A部分三维零件图情况43