下面是以在螺栓數(shù)控銑床的自動(dòng)換刀裝置中采用這種上機(jī)械手換刀的工作原理。

該機(jī)械手安裝在主軸的左側(cè)面，隨同主軸箱一起運(yùn)動(dòng)。機(jī)械手由機(jī)械手臂與45°的斜殼體組成。機(jī)械手臂1形狀對(duì)稱。固定在回轉(zhuǎn)軸4上，回轉(zhuǎn)軸與主軸成45°角，安裝在殼體3上，5為手臂托，可由氣壓缸帶動(dòng)（圖中未標(biāo)出），機(jī)械手有伸縮、回轉(zhuǎn)、抓刀、松刀等動(dòng)作。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3171.html

伸縮動(dòng)作：氣壓缸（圖中未標(biāo)出）帶動(dòng)手臂托架5沿主軸軸向移動(dòng)。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3171.html

回轉(zhuǎn)動(dòng)作：氣壓缸2中的齒條輪通過齒輪帶動(dòng)回轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)手臂正向和反向180°的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3171.html

抓刀、松刀動(dòng)作：機(jī)械手對(duì)刀具的夾緊和松開是通過氣壓缸6。碟形彈簧7及拉桿8、杠桿9、活動(dòng)爪10來實(shí)現(xiàn)。碟形彈簧實(shí)現(xiàn)夾緊，氣壓缸實(shí)現(xiàn)松開。在活動(dòng)爪中有兩個(gè)銷子11，當(dāng)夾緊刀具時(shí)，插入刀柄凸緣的孔內(nèi)，確保安全、可靠。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3171.html

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機(jī)械手的自動(dòng)換刀過程的動(dòng)作順序文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3171.html

（a） （b） （c） （d）文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3171.html

圖4-6 換刀機(jī)械手的換刀過程文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3171.html

自動(dòng)換刀裝置的換刀過程由選刀和換刀兩部分組成。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/3171.html

選刀即刀庫(kù)按照選刀命令（或信息）自動(dòng)將要用的刀具移動(dòng)到換刀位置，完成選刀過程，為下面換刀做好準(zhǔn)備，換刀即是機(jī)械手把主軸上用過的刀具取下，將選好的刀具安裝在主軸之上。

換刀動(dòng)作的大致過程為：

1)主軸箱回到最高處（z坐標(biāo)零點(diǎn)），同時(shí)實(shí)現(xiàn)“主軸準(zhǔn)停”。即主軸停止回轉(zhuǎn)并準(zhǔn)確停止在一個(gè)固定不變的角度方位上，保證主軸端面的鍵也在一個(gè)固定的方位，使刀柄上的鍵槽能恰好對(duì)正端面鍵。

2)機(jī)械手抓住主軸和刀庫(kù)上的刀具。如圖4-6（a）所示。

3)把卡緊在主軸和發(fā)庫(kù)上的刀具松開

4)活塞桿推動(dòng)機(jī)械手下行，從主軸和刀庫(kù)上取出刀具

5)機(jī)械手回轉(zhuǎn)180°，交換刀具位置，

6)將更換后的刀具裝入主軸和刀庫(kù)

7)分別夾緊主軸和刀庫(kù)上的刀具

8)機(jī)械手松開主軸和刀庫(kù)上的刀具

9)當(dāng)機(jī)械手松開具后，限位開關(guān)發(fā)出“換刀完畢”的信號(hào)，主軸自由，可以開始加工或其他程序動(dòng)作。

在自動(dòng)換刀的整個(gè)過程中，各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)均由限位開關(guān)控制，只有前一個(gè)動(dòng)作完成后，才能進(jìn)行下一個(gè)動(dòng)作，從而保證了運(yùn)動(dòng)的可靠性。

3) 機(jī)械手回轉(zhuǎn)軸4上的齒輪齒條設(shè)計(jì)

1)回轉(zhuǎn)軸上齒輪采用漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪形式

2)取模數(shù)M=1。5。初取齒數(shù)z=30

3)下表為齒輪幾何尺寸設(shè)計(jì)的基本參數(shù)：

4)齒條的基本尺寸，按外齒輪幾何尺寸的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算