济南大学毕业设计济南大学毕业设计PAGE-2-PAGEXIX1前言1.1选题背景及意义1.1.1国内外研究现状铝塑复合型材是由铝合金型材与塑料型材通过特殊的设备复合而成。铝塑型材具有质量轻、易加工、强度好、外观艳丽、耐老化性、耐腐蚀性、耐低温性等特性，是其他材料不可比拟的[1]。铝塑门窗以其独有的节能优势和良好性能，受到世界各国的普遍重视。目前奥地利、德国的塑窗普及率在50%以上，英法在30%左右。我国自20世纪80年代引进塑钢门窗以来，经过消化吸收，生产技术逐渐成熟，为其发展提供了物质条件，国家建设部也将塑钢门窗指定为绿色节能产品[2,3]。我国塑钢门窗型材生产线虽然很多，但塑钢门窗的加工组装设备多为手动、单机或半自动机械，其生产效率和质量稳定性不高，在一定程度上制约了塑料门窗的发展。通过对铝塑型材的研究，对进一步提高我国铝塑型材加工技术的水平，充分发挥设备的能力，开发新产品，提高产品质量和生产效率，节能降耗，降低成本，提高企业的经济效益和社会效益都将起到积极作用。工业发达国家对于自动换刀装置的研究，起始于上世纪70年代并获得迅速发展。1983年，国际标准化组织制定了数控刀具锥柄国际标准，自动换刀装置形成了统一的结构模式。目前奥地利、德国、韩国、日本、意大利等国家，都将自动换刀装置成功应用到了高端加工中心。例如德国CHIRON公司生产的FZ08W和FZ08S加工中心，采用机械手换刀，刀库布置在主轴的周围并可随主轴一起移动，且每把刀具配有一套换刀机械手，其刀对刀换刀时间只需0.5s，切削对切削换刀时间仅为1.5s[4]。我国相比工业发达国家，对加工中心的研究起步较晚，因此对自动换刀装置的研究也相对落后。从上世纪80年代起，北京机床研究所、大连组合机床研究所、沈阳机床集团、大连机床集团、济南第一机床厂等，先后对自动换刀装置开展了研究与开发。目前，国内外采用的数控机床刀库主要分为[5-7]：转塔式、圆盘式、链式刀库等形式，采用的执行刀库和主轴之间换刀动作的机械手，主要分为以下几种类型：单臂机械手、双臂机械手、带送刀臂、摆刀站和换刀臂的机械手。1.1.2选题的目的及意义带有自动换刀系统的数控加工中心在现代先进制造业中起着愈来愈重要的作用，它能缩短产品的制造周期，提高产品的加工精度，适合柔性加工。换刀装置主要作用在于减少加工过程中的非切削时间，提高生产率，降低生产成本。换刀过程较为复杂，动作多，动作间的协调关系多，因而自动换刀系统性能直接影响加工效率的高低。铝塑型材加工中心能最大限度地提高设备利用率，即将非生产时间减到最低限度，而缩短非生产时间的最重要措施之一是缩短加工中的换刀时间。自动换刀装置是数控机床的重要执行机构，它通常是由刀库和机械手组成，具有很高的加工精度。机械手的动作来实现对加工中心的换刀，完全实现了自动化控制，大大缩短了辅助时间，提高了加工效率。1.2铝塑型材加工中心概述1.2.1铝塑型材的特点铝塑型材具有节能、环保、隔热保温性能好等诸多优良特性，并且被列为国家建筑节能的重点推广材料，倍受人们欢迎。铝塑型材具有轻质高强、尺寸稳定、密封性能好、耐腐蚀、不易老化等特点。用它做门窗材料可以很好的防尘，防水[8]。铝塑型材大多都是多腔结构，使其具有优良的隔音性，可以有效的阻断室外噪音，保持室内安静。此外，铝塑型材还具有经济美观，性价比高的特点。实践已经证明,铝塑复合型材能够最大限度的结合和发挥塑料异型材和铝型材的优点,在抗老化、抗紫外线、装饰性、保温性、气密性、水密性等方面都占据优势地位，可满足人们日益增长的物质文化需求,给现在的门窗加工业带来新的生机与活力[9]。1.2.2铝塑型材加工中心的发展我国塑钢门窗型材生产线虽然很多，但塑钢门窗的加工组装设备多为手动、单机或半自动机械，其生产效率和质量稳定性不高，在一定程度上制约了塑料门窗发展。近几年通过对铝塑型材的研究，开发出一系列生产高效，节能降耗的设备。各种铝塑型材加工设备也不断涌现，像HYPERLINK"http://www.tc-jiahe.com/cn/product_show.asp?x_id=113"\t"_blank"铝塑型材切割锯床，铝塑型材铣削，铝塑型材双角锯，铝塑型材加工中心及数控双头切割锯床等设备[10,11]。加工中心由于它的高自动化，高效化，在这些众多设备中脱颖而出，受到大多数消费者的喜爱。1.3铝塑型材加工中心自动换刀装置1.3.1加工中心自动换刀的类型自动换刀装置是指能够自动完成主轴与刀具储存位置之间刀具交换的装置。ATC的主要组成部分是刀库、机械手和驱动装置。刀库的功能是存储刀具并把下一把即将要用的刀具准确地送到换刀位置，供换刀机械手完成新旧刀具的交换。完成此功能的机构包括送刀臂、摆