送料机械手设计图

送料机械手的设计

摘要

本课题是为普通车床配套设计的上料机械手。工业机械手是工业生产的必然产物，它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。

本课题对机械手进行了结构设计和液压传动原理的设计，确定了机械手的机械系统，液压驱动系统，控制系统三个组成部分的设计方案。介绍了机械手的组成和分类，确定了机械手的主要参数及设计方案；对抓取机构的各零部件的参数进行计算，对液压元件进行选择，确定电机规格及机构的参数；对机身机座的电动机和减速器进行选择，并对螺栓设计和校核，确定其当量应力，剪切强度，弯曲强度；确定了机械手的定位方式为机械挡块定位；对影响机械手定位和稳定性的因素进行了相关分析。

关键词： 机械手；抓取机构；液压缸

I

目录

摘要 ...................................................................................................................... I

第1章 绪论 ............................

热镦挤送料机械手

学生姓名： 指导教师：

摘要 送料机械手主要用于机床和生产线中的上下料工作 ，热镦挤送料机械手主要

由动力装置、传动部分、执行机构三部分组成，其中执行机构为设计的主要内容。在本次设计中，该设计通过减速器变速将动力传动到执行机构中，再有执行机构来控制机械手运动。执行机构的选择，要分析各种机构对运动的影响，综合分析各种类型的机构来确定适合机械手运动的机构，通过分析得出结论，由凸轮连杆机构来控制机械手的上下15度摆动，由不完全齿轮和齿轮齿条机构来控制机械手的左右回转。

关键词 ：执行机构 凸轮 不完全齿轮

1 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

21世纪是科技高度发达的时代，人们的消费力不断增加。市场对质量可靠性能卓越的产品的需求大量增加，为满足市场需求，各个企业工厂不断建成现代化生产线，通过智能机器人来代替人力去快速高效的生产。各种高效率的机械手可以满足工厂的生产需求，还可以克服恶劣环境完成工作。机械机械手的优势十分明显.机械手作业的准确性和不同环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。它不但能代替部分人工操作，还能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸。

电机冲片制造

电机定子冲片自动送料机械手常州第二电机厂

张望梧

我们

鬓馨耸石芽祝粼嘉霖曹霆默开黯髦翼黯魏翼

翻牺巷端同门甲

厂,山,

卜、、丫

屯

己

、

、

尸」了己、

‘

攫气二玉二二写

尸,

片锚萨锚’

不术天女令不及丈受舒亚迷淤么父必

后熟魏级彩乡嵘呈

电机定子冲片自动送料机械手结构简图

一支承角铁活动爪尾部

一滑块“

一

一肠挡板一存料爪

一活动爪一铜皮

刀一

刀

刀刀万

一棘爪一硬压簧一储料筒

一保险

器压板支架杆

一连一支座一

幸朴鱼呼

争一

一推料板一压板一滑座

离

冷

口‘

软压簧

一圆弧低洼

一二溯集欠

一发条弹簧一拨头片

一触须

一工件一耳朵片

硅钢

电机冲片制造

一

、

结构特点

见图、

主要由连杆滑块机构

弹簧管料机构和活动爪放料机构组成操作简单只要将支承角铁

,

结构,

简单调整方便,

,

工作可靠。

。

只要将硅钢片放入储料筒

开

关一开

,

即能自动送料

适用于各种冲床。

及支架

分别固定到工作台及滑枕上即可、

工作原理及过程,

冲床滑枕上下运动

由连杆

带动机械手的滑块带着推料板,

往复运动

,

每往复,

一次。

,

送一张硅钢片

。

当滑块

后退到行程末端时,

推料板

上平面的圆弧低洼士。。

此圆弧低佳与硅钢片外圆半径相同

比平面低

移到储料筒

下面

滑块开始往前运动

,

圆弧止口推出一片硅违,

钢片

因为保险机构的压板

与推料板,

的间隙控制在

之间

,

井

且上面用两只硬压簧是由三只软弹

电机冲片制造

电机定子冲片自动送料机械手常州第二电机厂

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我们

鬓馨耸石芽祝粼嘉霖曹霆默开黯髦翼黯魏翼

翻牺巷端同门甲

厂,山,

卜、、丫

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片锚萨锚’

不术天女令不及丈受舒亚迷淤么父必

后熟魏级彩乡嵘呈

电机定子冲片自动送料机械手结构简图

一支承角铁活动爪尾部

一滑块“

一

一肠挡板一存料爪

一活动爪一铜皮

刀一

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一棘爪一硬压簧一储料筒

一保险

器压板支架杆

一连一支座一

幸朴鱼呼

争一

一推料板一压板一滑座

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软压簧

一圆弧低洼

一二溯集欠

一发条弹簧一拨头片

一触须

一工件一耳朵片

硅钢

电机冲片制造

一

、

结构特点

见图、

主要由连杆滑块机构

弹簧管料机构和活动爪放料机构组成操作简单只要将支承角铁

,

结构,

简单调整方便,

,

工作可靠。

。

只要将硅钢片放入储料筒

开

关一开

,

即能自动送料

适用于各种冲床。

及支架

分别固定到工作台及滑枕上即可、

工作原理及过程,

冲床滑枕上下运动

由连杆

带动机械手的滑块带着推料板,

往复运动

,

每往复,

一次。

,

送一张硅钢片

。

当滑块

后退到行程末端时,

推料板

上平面的圆弧低洼士。。

此圆弧低佳与硅钢片外圆半径相同

比平面低

移到储料筒

下面

滑块开始往前运动

,

圆弧止口推出一片硅违,

钢片

因为保险机构的压板

与推料板,

的间隙控制在

之间

,

井

且上面用两只硬压簧是由三只软弹

摘 要

本文对自动搬运机械手进行了总体机构设计，能够完成机械手整体的旋转，机械手手臂的升降和伸缩，根据机械手的技术参数分别设计了机械手的夹持式手部结构计算出了夹持 物料时手抓气缸缩需要的驱动力，设计了手臂伸缩、升降用的气缸的所需驱动力和机械手回转时电机的功率选择。设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图。利用PLC对机械手进行控制，选取了合适的PLC的型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，画出了机械手的工作时序图和梯形图，并编制了可编程序控制器的控制程序。

关键词：机身回转机构，机身升降机构，手臂伸缩机构，气动，可编程序控制器(PLC)

1

ABSTRACT

This article conducted the overall institution design of mandrel handling robot, the robot is able to complete the robot overall rotation, the robotic arm can move and stretch, according to the manipulator specifications, I de

一、总体方案设计

1.1设计任务

基本要求:

设计一个多自由度机械手（至少要有三个自由度）将最大重量为40Kg的工件，由车间的一条流水线搬到别一条线上；

二条流水线的距离为：1000mm； 工作节拍为：70s；

工件：最大直径为160mm 的棒料；

1.2总体方案确定

1.2.1自由度

自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，但是一般不包括手部（末端操作器）的开合自由度。自由度表示了机器人灵活的尺度，在三维空间中描述一个物体的位置和姿态需要六个自由度。

机械手的自由度越多，越接近人手的动作机能，其通用性就越好，但是结构也越复杂，自由度的增加也意味着机械手整体重量的增加。轻型化与灵活性和抓取能力是一对矛盾，，此外还要考虑到由此带来的整体结构刚性的降低，在灵活性和轻量化之间必须做出选择。工业机器人基于对定位精度和重复定位精度以及结构刚性的考虑，往往体积庞大，负荷能力与其自重相比往往非常小。一般通用机械手有5～6个自由度即可满足使用要求（其中臂部有3个自由度，腕部和行走装置有2～3个自由度），专用机械手有1～2个自由度即可满足使用要求。在控制器的作用下，它执行将工件从一条流水线拿到另一条流水线这一动作。在满足前提条件上尽量使结构简单，所以

毕 业 论 文

机械手设计

系 别 专 业 班 级 姓 名 学 号

2016 ～ 2017 学年第 1 学期

摘 要

机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成；电气方面有交流电机、变频器、传感器、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、检测技术等。本文介绍的机械手是由PLC输出三路脉冲，分别驱动横轴、竖轴变频器，控制机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给PLC主机；位置信号由接近开关反馈给PLC主机，通过交流电机的正反转来控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求

` --

毕业设计（论文）

题 目: 基于PLC机械手控制系统设计 专 业: 电气自动化 班 级: 10214 学 号: 12 姓 名: 学习 指导老师: 陈宇峰

成都工业学院 二〇一三年五月

`

论 文 摘 要

机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

机械手主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。

机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作

总体方案设计

根据课题设计任务书的要求，确定总体方案： 1. 抓重：10kg

2. 坐标形式：圆柱坐标 3. 自由度：3

4. 手臂运动参数： 运动名称 伸缩 升降 回转 符号 X Z α 行程范围 300mm 200mm 180° 速度 小于200mm/s 小于100mm/s 小于90（°）/s 手指夹持范围：棒料，半径40mm～60mm。 定为方式：机械挡块（行程开关）。 驱动方式：液压驱动。

控制方式：PLC（可编程序控制） 定位精度：±2mm。

机械手的工作原理图如图1-1所示

手部1采用夹钳式，具体为单支点回转型夹紧机构。动力采用单作用液压缸2驱动夹紧，反向则由弹簧复位而松开手指。

手臂的伸缩采用双作用液压缸３驱动，伸缩过程采用双导管导向，在导向的同时，亦起到了一定的支撑作用，大大减少活塞杆的受力。夹紧缸的压力油经其中一导管进入缸内，此结构能使油管布置更加紧凑。

手臂的回转采用摆动液压缸４驱动，此摆动缸设计成输出轴固定不动，而使缸体转动从而带动整个手臂回转运动。

双作用液压缸5驱动手臂做升降运动

图1-1 机械手工作原理图

1

手部设计

手部（亦称抓取机构）是用来直接握持工件的部件，由于被握持工件的形状、尺寸大小、重量、材料性能、

现代设计方法大作业

目 录

摘要.............................................................................................................................................Ⅰ

Abstract......................................................................................................................................Ⅱ 第一章 绪论.............................................................................................................................1

1.1前言 ......................................................................................