首先在 VERICUT中，搭建机床、创建刀具库、调入控制系统、加载毛坯，然后对UG后处理过的数控程序进行模拟仿真，在仿真过程中调整加工方式，优化加工方案，直至能正确地加工出船用螺旋桨零件。

第二章 机械人的选型设计

2.1 切削力计算及主轴选取

2.1.1 切削力的计算

船用螺旋桨的材料一般选用铜合金，其中镍铝青铜又通常作为首选材料。镍铝青铜具有以下优异的性能：耐腐蚀疲劳、耐空泡腐蚀、耐冲蚀和抗海生物污损、耐应力腐蚀开裂等 [7]。

针对切削对象材质为镍铝青铜，铣削力计算公式Pz=Cp*t1.1*Sz0.80*D -1.1*B 0.95*Z（2-1）

其中    Cp指的是切削系数，这里本文取25；

        t指的是工件待切层深度，本文取最大值3mm；

        Sz指的是刀具每转一圈每个齿的进给量，本文取0.2mm/z；

        D指的是刀具直径，本文取最大值250mm；

        B指的是工件待切层宽度，本文取最大值75mm；

        Z指的是铣刀齿数，本文取8。

经计算可得出最大铣削力为 25.72KG。

2.1.2 电主轴的选取

电主轴是一套组件构成，包括电主轴本身及高频变频装置、冷却装置、换刀装置、内置编码器、油雾润滑器等附件。电动机的转子直接当作机床的主轴，而电动机机座则充当主轴单元的壳体，且配合以其他的零部件，实现了机床主轴与电动机合为一体的目的。

电主轴是通过内置电机来实现驱动的，从而简化了机器人主传动链部分，使机器人的结构依旧紧凑。通过这种将机器人自身主轴与主轴电动机合二为一的结构形式，可以实现主轴部件同机器人的整体结构与传动系统的独立。

电主轴除了具有响应速度快、重量较轻、结构紧凑、噪声和振动小等优点外，还具有功率大、转速高的特点。

根据功率计算公式    P=T*n/9550         （2-2）

其中T是转矩；n是转速。

本文选用6.5KW的电主轴作为库卡机器人的主轴。

2.2 KUKA机器人简介

德国库卡（KUKA）公司成立于 1898 年，公司的名字，KUKA(库卡)，是Keller und Knappich Augsburg的四个首字母组合。库卡公司自 1977 年起开始系列化生产应用于不同场合不同工况的机器人。如今，库卡已经发展为全球最大、最具盛名的机器人制造商之一。库卡机器人采用的控制系统可直接在微软 Windows 界面下操作 PC-BASED，具有很好的兼容性，这是库卡机器人与其他厂商机器人最显著的区别之一。库卡机器人在许多行业领域得到使用，比如用于物料搬运和堆垛，金属加工、点焊和弧焊等，涉及到制造、自动化和食品等行业。

2.3 机器人选型

 根据加工对象为直径4到5米的大型定距船用螺旋桨，以及上述铣削力的粗略计算，本文最终决定选用库卡公司生产的 KR 500 L340-3 型工业机器人。其外形如图2-1所示。

图2-1 KR 500 L340-3 型工业机器人

这种机器人的参数如下:

负荷：         340kg 

附加负荷         50kg

最大作用范围： 3326mm

轴数：          6

重复精确度： <±0,08mm

重量：         2411kg 

安装位置