数控机床自动上下料机械手毕业设计

自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维设计及主要零部件设计

自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维

设计及主要零部件设计

学生姓名 XXX 学号XXXXXX

学生专业 机械设计制造及其自动化 班级 机械XX

系 机电 指导教师 XX 副教授

自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维设计及主要零部件设计

自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维设计及主要零部件设计

摘要：机械手能代替人工操作，起到减轻工人的劳动强度，节约加工时间，提高生产效率，降低生产成本的特点。在实用的基础上，对自动上下料机械手直臂与夹持部件进行三维设计，其中分为三个部分，手爪、手腕、直臂。设计手爪为平移型夹持式手爪，传动结构为滑动丝杆。手腕为回转型，转动角度为0-180°，传动结构为蜗轮蜗杆。直臂传动结构为滚珠丝杆。整体机械手为直角坐标型，驱动均为电机驱动，结构简单可靠，精度高。

关键词 ：机械手；直臂与夹持部件；Pro/e三维设计；CAD二维设计 中图分类号 ：T

I

自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维设计及主要零

自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维设计及主要零部件设计

自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维

设计及主要零部件设计

学生姓名 XXX 学号XXXXXX

学生专业 机械设计制造及其自动化 班级 机械XX

系 机电 指导教师 XX 副教授

自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维设计及主要零部件设计

自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维设计及主要零部件设计

摘要：机械手能代替人工操作，起到减轻工人的劳动强度，节约加工时间，提高生产效率，降低生产成本的特点。在实用的基础上，对自动上下料机械手直臂与夹持部件进行三维设计，其中分为三个部分，手爪、手腕、直臂。设计手爪为平移型夹持式手爪，传动结构为滑动丝杆。手腕为回转型，转动角度为0-180°，传动结构为蜗轮蜗杆。直臂传动结构为滚珠丝杆。整体机械手为直角坐标型，驱动均为电机驱动，结构简单可靠，精度高。

关键词 ：机械手；直臂与夹持部件；Pro/e三维设计；CAD二维设计 中图分类号 ：T

I

自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维设计及主要零

数控机床上下料机械手毕业设计开题报告

课题名称：数控机床上下料机械手 课题来源：教师拟定 指导教师：缪群华

学生：赵飞 专业：机械工程及其自动化 学号：2008011505 摘要

通过对机械设计、制造及其自动化专业课程的学习，总结大学四年所学的知识，对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析，以及实际操作中的应用情况，设计一种圆柱坐标形式的数控机床上下料机械手。重点针对机械手的手爪、手腕、手臂、腰座等各部分机械结构以及机械手控制系统（传动系统、驱动系统）进行详细的设计。同时对其控制系统和电动驱动系统进行理论分析和设计计算。基于PLC对机械手的控制系统进行设计，通过对机械手作业的工艺过程和控制要求的分析，设计控制系统的硬件电路，同时编制机械手的PLC控制T型图，以达到预期目的。

1：选题背景

由于工业自动化的全面发展和科学技术的不断提高，对工作效率的提高迫在

眉睫。单纯的手工劳作以满足不了工业自动化的要求，因此，必须利用先进设备生产自动化机械以取代人的劳动，满足工业自动化的需求

数控机床上下料机械手毕业设计开题报告

课题名称：数控机床上下料机械手 课题来源：教师拟定 指导教师：缪群华

学生：赵飞 专业：机械工程及其自动化 学号：2008011505 摘要

通过对机械设计、制造及其自动化专业课程的学习，总结大学四年所学的知识，对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析，以及实际操作中的应用情况，设计一种圆柱坐标形式的数控机床上下料机械手。重点针对机械手的手爪、手腕、手臂、腰座等各部分机械结构以及机械手控制系统（传动系统、驱动系统）进行详细的设计。同时对其控制系统和电动驱动系统进行理论分析和设计计算。基于PLC对机械手的控制系统进行设计，通过对机械手作业的工艺过程和控制要求的分析，设计控制系统的硬件电路，同时编制机械手的PLC控制T型图，以达到预期目的。

1：选题背景

由于工业自动化的全面发展和科学技术的不断提高，对工作效率的提高迫在

眉睫。单纯的手工劳作以满足不了工业自动化的要求，因此，必须利用先进设备生产自动化机械以取代人的劳动，满足工业自动化的需求

自动上下料机械手的设计

摘 要

随着机电一体化技术和计算机技术的应用，机械手的研究和开发水平获得了迅猛的发展并涉及到人类社会生产及生活的各个领域，特别是工业机械手在生产加工中的应用。机械手是近代自动控制领域中出现的一种新型技术装备，它能模仿人体上肢某些动作，在生产中代替人搬运物体或操持工具进行动作，已成为现代机械制造系统中的一个重要组成部分。本次设计主要设计自动上下料的机械手，该系统采用液压驱动，传动平稳，且易于控制，控制系统采用一般PLC所具有的位移寄存器和位移指令来编程。

关键词：机械手，液压驱动，控制系统

目 录

1绪论 ............................................................................................................................ 1 2 工业机械手的设计方案 ........................................................................................... 2

2.1 工业机械手的组成 ..............

WORD格式可编辑

上下料装配系统总体方案

加工装配工作站由上下料工业机器人，机器人控制柜，PLC 控制柜，仓库，上料输送线工作站等构成，机器人完成对工件的搬运和入仓装配，而数控机床则对搬运的工件进行加工处理，机器人与数控机床配合零件的加工入仓。 准备条件

加工装配工作站运行的准备条件

（1）物料台八个凹槽检测有，仓库八个凹槽检测无，且配件台待装配零件放满。转盘旋转到位，即工件到达机器人抓取的指定位置（运行前用手动模式触摸屏校正）。 （2）机器人选择远程模式，机器人在作业原点,机器人运行无。 （3）机器人报警无，CNC 报警无。 （4）CNC 卡盘上无工件，CNC 就绪。 工作流程

（1）按下启动按钮，机器人伺服使能，机器人启动，发出机器人上料开始信号。 （2）机器人接到上料开始信号，机器人搬运工件到达 CNC 正前方 50cm 处，发出机器人上料完成信号。

（3）CNC 接到上料完成信号，CNC 门打开，CNC 门开到位，发出机器人送料开始信号。 （4）机器人接到送料开始信号，机器人将工件送入 CNC，返回 CNC 正前方 50cm 处，发出机器人送料完成信号。

（5）CNC 接到送料完成信号，CNC 门关闭，CNC 门关到位，CNC 加工

本科毕业设计说明书（论文）

1 绪论

1.1 选题背景

第 1 页 共 45 页

机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装 ，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强[1]。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因

机械手的设计

本文简要地介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和座标型式，气动技术的特点，PLC控制的特点及国内外的发展状况。 1.4.2课题的主要任务

本课题将要完成的主要任务如下:

(1)机械手为通用机械手，因此相对于专用机械手来说，它的适用面更广. (2)选取机械手的座标型式和自由度

(3)设计出机械手的各执行机构，包括:手部、手腕、手臂等部件的设计。为了使通用性更强，手部设计成可更换结构，既可以用夹持式手指来抓取棒料工件，又可以用气流负压式吸盘来吸取板料工件。

(4)气压传动系统的设计

本课题将设计出机械手的气压传动系统，包括气动元器件的选取，气动回路的设计，并绘出气动原理图。

(6)机械手的控制系统的设计

本机械手拟采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制，本课题将要选取PLC型号，根据机械手的工作流程编制出PLC程序，并画出梯形图。

第二章机械手的设计方案

对气动机械手的基本要求是能快速、准确地拾一放和搬运物件，这就要求它 们具有高精度、快速反应、一定的承载能力、足够的工作空间和灵活的自由度及 在任意位置都能自动定位等特性。设计气动机械手的原则是:充分分析作业对象 (工件)的

第1章 绪论

1.1 选题背景

机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装 ，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必

第1章 绪论

1.1 选题背景

机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装 ，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必