数控机床上下料机械手设计的流程
数控机床上下料机械手的机械结构设计
161中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2017.08 （上）1 数控机床上下料机械手发展意义首先，上下料机械手是数控机床科学化、模块化和可重构化项目发展的前提条件，能够对数据进行有效的分析和进行综合处理。
其次，数控机床上下料机械手是一种现代化的操作手段，它主要是PC 机开放型控制器的运维方向，可以有效的提高机床整体的操作效率和水平。
同时，它具有较强的集成性，能够加强系统安全性能的管理和控制，从而达到最优效果。
另外，可以对数据进行整合，实现机床的网络化和标准化控制。
最后，数控机床上下料机械手设备中的传感器在整体设备中发挥着重要的作用，使得相对应的速度参数得到了不断的优化，而在焊接和装配方向能够实现集中处理和综合管理控制，更加提升了设备的仿真效果和动态运行的优化。
2 机械手的主要优势和运用数控机床上下料机械手具有很多优势，在机械运行中起到关键的作用。
机械手在实施过程中，具有较快的速度，工作效率高，具有很强的负载能力。
同时，在进行移位时，也具有很好的精准性，在很大程度上减低了故障发生率，其优势非常明显。
当前，机械手已经得到了广泛的应用，特别在DK050机床上的成功应用，大大提高了数控机床的工作效率，也是数控机床柔性输送方面的巨大创新。
随着制造业的快速发展，机械手将会得到不断的完善和发展，并更加广泛的应用到制造业中，在最短的时间内创造出最大的工作效率，有利于企业获得更多的经济效益。
3 上下机械手手爪架构的流程设计数控机床上下料机械手存在多种类型，在实际操作中，必须根据数控机床实际作业和装置情况进行严格选择，针对不同的操作要求，选择与之相适应的机械手。
最为常见的机械手包括三种，分别为测量式手抓，搬用式手抓和加工式手抓，这几种机械手存在很多差异，也有自己相应的用途。
在机械式手抓设计和使用中必须符合每种样式具体的使用要求，遵循相应的原则进行施工，在符合它运转和作用具体要求下进行合理的设计和开发，如图1。
机床自动上下料的工作流程
机床自动上下料的工作流程机床自动上下料是现代制造业中一个非常重要且常见的工艺流程。
它使用自动化设备，以及适当的控制系统，实现了机床的自动化运行、材料的自动供给和卸载，从而提高了生产效率和产品质量。
本文将详细描述机床自动上下料的工作流程。
第一步：设定加工程序在进行机床自动上下料之前，操作人员需要根据产品的加工要求和机床的性能，设定加工程序。
加工程序包括切削参数、加工路径等信息。
这些信息将用于控制机床，在自动化过程中完成加工操作。
第二步：材料准备在机床自动上下料过程中，需要将原料（如铁块、铝块等）放置在进料区域。
这一步骤可以手动完成，也可以通过自动化设备进行，根据实际生产情况确定。
在放置材料时，需要注意材料的摆放方式和数量，确保每次加工过程中都有足够的材料供给。
第三步：自动上料自动上料是机床自动化过程中的一个重要环节。
它的作用是将准备好的材料从进料区域移动到机床的工作区。
这一步骤通常由搬运机器人完成，搬运机器人根据预设的路径和指令，将材料准确地搬运到机床，并放置在正确的位置上。
第四步：机床加工一旦材料被自动放置在机床上，机床开始自动进行加工操作。
加工过程中，机床会按照预设的加工程序，依次进行各个工序的切削、铣削、打孔等操作。
控制系统根据加工程序和实时数据，对机床进行精确的控制，确保加工质量和产品精度。
第五步：自动下料机床完成加工后，自动下料环节开始。
这一步骤与自动上料类似，同样由搬运机器人完成。
搬运机器人将加工完成的零件从机床上搬运到卸料区域。
在这个过程中，搬运机器人需要根据指令和路径，将零件准确地放置在指定的位置上。
第六步：检验和质量控制在自动下料后，操作人员通常会对零件进行检验。
这个环节是为了确保加工结果符合要求，产品质量达到标准。
检验可以通过目视、量测和使用其他检测设备等方式进行。
如果发现零件有问题，需要及时采取纠正措施，以确保产品质量。
第七步：重复循环机床自动上下料的工作流程通常是一个循环过程。
数控车床自动上下料机械手结构设计
数控车床自动上下料机械手结构设计摘要：本课题针对于数控车床而设计了结构圆柱坐标型的自动上下料机械手，通过对机械手的传动机构，驱动系统、液压系统以及控制系统进行了理论分析和计算。
同时对机械手整体结构进行了详细的设计，主要包括机械手的机身机座，机械手手臂，机械手手爪等部分。
并分析了数控车床自动上下料机械手的操作流程，主要采用液压缸、步进电机等元件实现机械手的运动部分。
关键词：数控车床；机械手；传动机构:液压系统；驱动系统1、数控车床自动上下料机械手的设计方案1.1机械手结构的设计工业机器人的结构形式主要包括直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、球坐标型机器人、关节型坐标机器人四种。
其对应的特点如表1。
表1工业机器人结构类型球坐标型机器人两个回抬运动以及一个直线运动结构简单.造价成本较低、精度较差搬运机器人关节型机器人三个回转运动动作灵活、结构疑凌焊接机器人、喷漆机器人、搬运1.2数控车床自动上下料机械手手部设计1.2.1机械手手部的设计要求本课题机械手手爪开闭范围需够大。
在机械手工作时，其中一个手爪张开夹紧角度的最大变化量为开闭范围。
手爪开闭范围的要求与工件的形状以及尺寸等因素都有关联。
通常情况下，机械手手爪的开闭范围越大越好。
1.2.2手爪结构的采用方案结合具体的工作要求，综上所述，本课题采用的是齿轮齿条式。
通过活塞往返带动齿条完成手爪张开或夹紧的动作。
1.3数控车床自动上下料机械手腕部设计机械手手腕主要功能是可以使被夹持工件的方位产生变化，此时机械手手腕需做回转运动，即只存在一个回转自由度。
结合本课题，本设计手腕不加自由度以便于机械手结构简单，操作简单。
1.4数控车床自动上下料机械手手臂设计考虑到操纵器在工作中的稳定性和安全性，将两个平行的导向杆添加到该对象的水平框架中，使其与运动活塞杆截面形成等腰三角形结构，以保证其结构更加稳定牢靠。
垂直手臂添加四个导杆其截面为正四边形，每个导杆都选用空心结构以保证机械手整体重量。
数控机床上下料机械手设计
本科毕业设计（论文）题目数控机床上下料机械手设计姓名专业机械设计制造及自动化一班学号指导教师机械工程学院二○一四年五月目录摘要IABSTRCTIII前言IV1.机械手概况11.1国内外发展状况11.2研究意义31.2.1机械手研究现状31.2.2机械手研究方向31.3本课题意义和目的51.3.1本课题的意义51.3.2本课题的目的62.机械手的组成分类及设计分析62.1机械手的组成62.2机械手的分类72.2.1 按使用范围分类：72.2.2按驱动方式分类：82.2.3按运动坐标型式分类：92.3机械手的设计分析102.3.1机械手工作环境分析102.3.2机械手直角运动结构分析102.3.3驱动机构分析112.3.4控制系统分析123 总体设计133.1原始数据133.2方案初步设计133.2.1 方案拟定133.2.2 驱动方式选择143.2.3 传动方式选择163.2.4 电动机及联轴器选择173.3方案评估分析214 机械手系统设计及计算224.1机械手的结构设计224.2直角坐标运动机构设计234.2.1传动丝杠的设计234.2.2轴承选择及校核324.2.3导轨的设计334.2.4 驱动系统校核374.3支撑架设计404.3.1支撑部件的合理安排414.3.2支撑部件的截面形状425 运动结构仿真435.1数控机床机械手运动机构仿真445.1.1建立一个X方向的导轨支撑架445.1.2建立整个运动系统的仿真485.2上下料机械手整体机构仿真49总结50致谢51参考文献51数控机床上下料机械手设计摘要在现今我国大规模的生产制造产业中，企业为了降低成本，提高产品的生产效率以及产品的质量，大多数企业已经普遍重视产品生产过程的自动化程度，因此，工业机械手也随之诞生，成为自动化生产流水线上的一个重要成员，并逐渐被企业所认同并采用。
工业机械手的整体性能以及在企业中的应用程度在一定的程度上也反映了一个国家在机械行业的发展水平。
数控机床上下料机械手的机械结构设计
机械结构设计原则
数控机床上下料机械手的机械结构设计需要遵循以下原则：
1、机械强度：机械手在搬运和装载工件时需要承受一定的重量和力矩，因 此其结构件应具有足够的强度和刚度，以避免产生形变和损坏。
2、耐久性：机械手需要长时间、高频率地工作，因此其结构件应具有较好 的耐久性，以延长机械手的使用寿命。
此外，还需考虑机械手的夹持机构和电气控制等因素，以确保机械手的安全 性和稳定性。
2、自动化生产线设计
自动化生产线设计是实现数控车床自动上下料的重要环节。通过将数控车床 与机械手连接起来，能够使整个生产过程更加协调和高效。在设计中，我们需要 根据生产节拍和生产工艺要求，合理规划机械手的运动路径和抓取速度，以确保 生产线的顺畅运行。此外，还需采用先进的数控技术，实现生产线的自动化和智 能化，提高生产效率和产品质量。
1、手臂：手臂是机械手的主要承载部件，通常采用轻质高强的材料制造， 以减小运动阻力。同时，手臂应具有足够的刚度和精度，以确保工件搬运和装载 的稳定性。
2、手腕：手腕是连接手臂和手部的关键部件，它不仅需要传递动力和运动 信息，还需确保手部姿态的精确控制。
3、手部：手部是机械手直接与工件接触的部分，它的结构设计需要根据所 搬运工件的形状和尺寸进行定制化设计。
4、驱动系统：驱动系统是机械手的动力来源，它可采用电动、气动或液压 等多种形式，根据实际需求进行选择。
5、控制系统：控制系统是机械手的“大脑”，它负责接收指令并控制机械 手的运动轨迹和姿态，以确保工件的精确搬运和装载。
机性能和降低成本，可采取以下优化 措施：
未来研究方向和意义：
1、进一步优化设计：通过对自动上下料机械手进一步研究和优化设计，提 高其性能表现、稳定性和使用寿命。
数控车床自动上下料机械手结构设计
数控车床自动上下料机械手结构设计首先，在设计机械手的结构时，需要考虑机械手的运动自由度。
通常情况下，机械手需要具备至少4个自由度，包括水平滑台运动、垂直滑台运动、夹具旋转和夹具开合等运动。
这样可以保证机械手可以在不同方向上进行运动，以满足不同工件的上下料需求。
其次，机械手的运动方式也需要进行合理的设计。
常见的机械手运动方式有直线运动和旋转运动。
在数控车床自动上下料机械手中，通常选择导轨和丝杠组合的方式实现机械手的水平滑台和垂直滑台运动，以保证稳定性和精度。
夹具的旋转可以通过电机和减速机组合实现，使夹具可以在水平方向上进行旋转。
夹具的开合则可以通过气动或液压系统来实现，以提高开合速度和准确度。
再次，机械手的控制系统需要具备高效、稳定和智能化的特点。
控制系统需要能够准确地控制机械手的运动，以达到预定的上下料速度和精度。
同时，控制系统还需要具备自动化和智能化的功能，可以根据生产需求进行灵活的调整和优化。
使用传感器和编码器等设备对机械手的运动状态进行实时监测和反馈，以实现闭环控制，提高机械手的稳定性和精度。
最后，机械手的安全性也是设计中需要考虑的重要因素。
机械手在工作过程中需要与操作人员和其他设备进行安全隔离，防止意外伤害的发生。
同时，机械手还需要具备急停、紧急停机和故障诊断等安全保护功能，以保障操作人员和设备的安全。
综上所述，数控车床自动上下料机械手的结构设计需要兼顾高效、稳定、安全和智能化的要求。
只有具备合理的运动自由度和方式、高效稳定的控制系统以及安全可靠的保护措施，才能有效提高生产效率和产品质量，满足企业的生产需求。
数控机床机械手上下料设计
数控机床上下料机械手设计摘要:通过对机械设计、制造及其自动化专业课程的学习，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，设计了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）进行了详细的设计。
同时对其控制系统和液压系统进行了理论分析和设计计算。
基于PLC对机械手的控制系统进行了深入细致的设计，通过对机械手作业的工艺过程和控制要求的分析，设计了控制系统的硬件电路，同时编制了机械手的控制程序。
设计达到了预期目标。
关键词：机械手；PLC；液压伺服定位；电液系统目录第1章前言 (1)1.1选题背景. 11.2设计目的. 11.3发展现状和趋势. 1第2章机械手各部件的设计. 32.1机械手的总体设计. 32.1.1机械手总体结构的类型. 32.1.2具体设计方案. 42.2机械手手爪结构的设计. 42.2.1设计要求. 42.2.2驱动方式. 52.2.3典型结构. 52.2.4具体设计方案. 62.3机械手手腕结构的设计. 72.3.1手腕结构的设计要求. 72.3.2具体设计方案. 72.4机械手手臂构的设计. 82.4.1手臂结构的设计要求. 82.4.2具体设计方案. 82.5机械手腰座结构的设计. 92.5.1腰座结构的设计要求. 92.5.2具体设计方案. 92.6机械手的机械传动机构的设计. 102.6.1传动机构设计应注意的问题. 10 2.6.2常用的传动机构形式. 102.6.3具体设计方案. 112.7机械手驱动系统的设计. 122.7.1常用驱动系统及其特点. 122.7.2具体设计方案. 122.8机械手手臂的平衡机构设计. 122.8.1平衡机构的形式. 122.8.2具体设计方案. 13第3章理论分析和设计计算. 143.1电机选型有关参数计算. 143.1.1有关参数的计算. 143.1.2电机型号的选择. 163.2液压传动系统设计计算. 183.2.1 确定液压系统基本方案. 183.2.2 拟定液压执行元件运动控制回路. 193.2.3液压源系统的设计. 193.2.4绘制液压系统图. 203.2.5确定液压系统的主要参数. 213.2.6计算和选择液压元件. 26第4章机械手控制系统的设计. 284.1系统硬件设计. 284.1.1 操作面板布置. 284.1.2 工艺过程与控制要求. 284.1.3 作业流程. 294.1.4 控制器的选型. 304.1.5 控制系统原理分析. 314.1.6 PLC外部接线设计. 314.1.7 I/O地址分配. 324.2系统软件设计. 334.2.1控制主程序流程图. 334.2.2控制程序设计. 34结论. 51致谢 (52)参考文献 (53)第一章前言1.1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。
数控车床自动上下料机械手结构设计和实现机械设计和自动化专业论文设计
目录摘要 (I)Abstract...................................................................................................................... I I 引言 (1)1 研究目标 (2)1.1数控车床自动上下料机械手的研究目的及意义 (2)1.2数控车床自动上下料机械手国内外发展趋势 (2)2 数控车床自动上下料机械手的设计方案 (4)2.1机械手结构的设计 (4)2.1.1机械手的结构类型 (4)2.1.2数控车床自动上下料机械手结构采用方案 (4)2.2数控车床自动上下料机械手手部设计 (5)2.2.1机械手手部的设计要求 (5)2.2.2手爪结构的采用方案 (6)2.3数控车床自动上下料机械手腕部设计 (7)2.4数控车床自动上下料机械手手臂设计 (8)2.5数控车床自动上下料机械手机身机座设计 (9)2.6数控车床自动上下料机械手驱动系统设计 (10)2.6.1驱动系统的分类 (10)2.6.2驱动系统采用方案 (12)2.7数控车床自动上下料机械手传动设计 (12)2.8数控车床自动上下料机械手定位与稳定性设计 (12)2.8.1影响定位精度及平衡的因素 (12)2.8.2平衡机构分类 (13)2.8.3平衡机构采用方案 (13)3 理性分析计算以及主要参数确定 (14)3.1液压传动系统相关计算 (14)3.1.1液压系统方案选择 (14)3.1.2执行元件的选择 (14)3.1.3液压源系统的设计 (14)3.1.4液压传动系统参数确定 (15)3.1.5执行元件计算 (18)3.2电机的选择以及参数计算 (19)3.2.1电机参数计算 (19)3.2.2电机选型 (21)4 数控车床自动上下料机械手控制系统设计 (23)4.1机械手的工作流程 (23)4.2数控车床自动上下料机械手操作面板 (24)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (28)摘要本课题针对于数控车床而设计了结构圆柱坐标型的自动上下料机械手。
上下料机械手的实施步骤
上下料机械手的实施步骤1. 准备工作在开始实施上下料机械手之前，首先需要进行一些准备工作，包括以下几个方面：•确定上下料机械手的使用场景和任务需求。
这包括确定机械手的使用环境、上下料的物料类型和规格等。
•确定上下料机械手的技术要求和性能指标。
这包括确定机械手的负载能力、动作速度、运行精度等。
•选择合适的机械手类型。
根据任务需求和技术要求，选择适合的机械手类型，例如固定式机械手、移动式机械手等。
•调查市场上的机械手产品和供应商。
了解市场上的机械手产品和供应商，选择合适的产品和供应商进行采购。
2. 安装和调试2.1 安装机械手安装机械手是实施上下料机械手的第一步。
按照机械手的安装说明，将机械手安装在工作现场，确保安装牢固稳定。
2.2 连接机械手控制器将机械手与控制器进行连接。
根据机械手和控制器的说明书，将各个传感器和执行器与控制器连接好。
2.3 配置机械手参数根据上下料任务的要求，配置机械手的参数。
包括机械手的工作速度、运动范围、夹持力度等。
2.4 调试机械手动作进行机械手动作的调试。
通过控制器对机械手进行控制，观察机械手的动作是否符合要求。
如果有误差或异常，需要进行调整和修复。
3. 编程和自动化3.1 编写机械手控制程序根据上下料任务的要求，编写机械手的控制程序。
这可以使用开发软件或者编程语言来实现。
控制程序需要定义机械手的动作序列以及与外部设备的通信接口。
3.2 测试程序的功能和性能将编写好的控制程序加载到机械手的控制器中，进行功能和性能测试。
测试包括机械手的准确定位、动作精度、稳定性等。
3.3 集成机械手到生产线将机械手集成到生产线中，与其他设备进行配合工作。
确保机械手能够按照设定的程序完成上下料任务，无误差、高效率。
3.4 自动化控制在完成机械手的基本功能之后，可以考虑进一步的自动化控制。
这包括与其他自动化设备的集成、添加传感器实现自动检测等。
4. 操作和维护4.1 操作培训对操作人员进行培训，使其了解机械手的使用方法和操作流程。
数控机床机械手上下料设计
数控机床机械手上下料设计1. 机械手的选型：机械手的选型要根据机床的工作环境、工件尺寸和重量等因素进行选择。
常见的机械手类型有SCARA机械手、直角坐标机械手和Delta机械手等。
机械手的选型要保证其具备足够的精度、承载能力和速度。
2.机械手的运动轨迹规划：机械手上下料的运动轨迹规划要尽量减少运动时间，提高生产效率。
一般采用直线插补或者圆弧插补的方式进行轨迹规划。
同时，还要考虑到机械手的运动平稳性，避免产生过大的加速度和振动。
3.机械手的夹具设计：机械手的夹具设计要根据工件的形状和尺寸进行设计，以保证夹持力和夹持稳定性。
夹具还需要具备自动卡紧和松开的功能，以便于机械手的操作。
4.机械手的控制系统：机械手的控制系统要能够准确控制机械手的运动和夹具的开合，实现精确的上下料操作。
控制系统还需要具备灵活的编程能力，以适应不同工件的加工要求。
5.安全措施的设计：机械手上下料过程中需要考虑到操作人员的安全。
可以设置机械手的安全围栏和光幕等安全装置，防止人机碰撞事故的发生。
在数控机床机械手上下料设计中，还需要进行一系列的试验和验证。
首先进行机械手的空载试运行，测试其准确性和稳定性。
然后进行机械手的负载试运行，测试其夹持力和承载能力。
最后进行机械手与数控机床的协调操作试验，验证机械手是否能够准确地完成上下料操作。
总的来说，数控机床机械手上下料设计需要考虑机械手的选型、运动轨迹规划、夹具设计、控制系统和安全措施等方面。
通过合理的设计和验证，可以实现机械手上下料的自动化操作，提高生产效率和产品质量。
数控机床机械手上下料设计
数控机床机械手上下料设计随着工业智能化不断深入，数控机床和机械手的应用越来越广泛，尤其是在制造业领域中，能够大幅度提高生产效率和品质。
数控机床机械手上下料系统是其中的重要组成部分之一。
其功能是在自动化生产线上实现无人化作业，提高生产效率和生产质量。
本文将对数控机床机械手上下料系统的设计进行探讨。
一. 数控机床机械手上下料系统的设计需求及基本结构数控机床上下料系统是指为实现机床自动化加工，将工件自动送到机床上进行加工，并将加工好的工件自动送出机床的自动化设备。
目的是减少人工操作和减少生产成本。
数控机床机械手上下料系统基本结构：1. 机械手机械手是数控机床机械手上下料系统中的核心部件，它的作用是用于搬运工件。
在数控机床机械手上下料系统中，通常采用六轴机械手，也有些使用四轴和五轴机械手。
2. 工件夹具工件夹具是在机械手上的一种装置，用于夹住工件，以便机械手能够将工件拿起来，移动到数控机床上进行加工或从数控机床上拿起工件放在其他位置。
3. 控制系统控制系统是数控机床机械手上下料系统的核心部分，负责控制机械手的各项动作，使其能够按照要求完成工作任务。
控制系统通常采用PLC (可编程逻辑控制器)或者计算机作为控制核心。
4. 传感器传感器作为机械手上下料系统的又一重要组成部分，起到感知和反馈信息的作用。
在数控机床机械手上下料系统中，通常使用光电传感器、接近开关、压力传感器等。
二. 数控机床机械手上下料系统的设计要素1. 工件夹具的设计工件夹具的设计应该满足夹持力强、夹具重量轻、操作方便等要求。
通常采用机械夹紧、气动夹紧和液压夹紧等方式。
2. 机械手的设计机械手需要根据工作环境的不同、承载工件的重量、动作范围、控制精度和抓紧方式等设计。
对于六轴机械手，需要通过各关节的协调配合，实现工件的各种操作。
3. 控制系统的设计控制系统的设计要考虑系统的可靠性、稳定性和高效性。
控制系统需要能够精确控制机械手的各项动作，以提高生产效率和生产质量。
数控机床上下料机器人结构设计
数控机床上下料机器人结构设计数控机床上下料机器人是一种用于自动化上下料的机器人系统，能够将工件从输送线上取下并放置到机床上，并在机加工完成后将工件从机床上取下并放回到输送线上。
该机器人系统的结构设计至关重要，可以影响其性能和效率。
下面将介绍一个典型的数控机床上下料机器人的结构设计。
1.机械臂结构设计：机械臂是数控机床上下料机器人的核心组成部分，其结构设计需要满足以下要求：-能够实现机械臂在水平和垂直方向上的运动；-具有足够的负载能力和刚度，以保证安全和稳定的工作；-能够实现高精度的定位和运动控制。
机械臂通常采用关节式结构，由多个关节连接而成。
每个关节由电机和传动机构驱动，并通过编码器和传感器来实现位置反馈和控制。
机械臂的关节设计需要考虑运动范围、力矩和速度要求，以及紧凑和轻量化的设计。
2.夹具设计：夹具用于固定和夹持工件，保证其在加工过程中的稳定性。
夹具的设计需要考虑以下几个方面：-夹具应能适应不同类型和尺寸的工件；-夹具应具有足够的刚度和精度，以确保工件的准确定位；-夹具的操作应简单、快捷且可靠，以提高机器人的工作效率。
夹具通常采用气动或液压系统来实现夹持和释放操作。
夹具的设计需要根据工件的特点和加工要求，选择合适的夹具结构和控制方式。
3.视觉系统设计：视觉系统用于检测和定位工件，以实现精确的上下料操作。
视觉系统的设计需要考虑以下几个方面：-需要具备高分辨率和高灵敏度的摄像机，以获得清晰的工件图像；-需要配备适当的光源，以提供良好的照明条件；-需要配备图像处理和分析算法，以实现工件识别和定位功能。
视觉系统通常与机械臂的控制系统进行协同工作，以实现自动化的上下料操作。
视觉系统的设计需要根据工件的特点和识别要求，选择合适的摄像机和算法。
4.控制系统设计：控制系统是数控机床上下料机器人的核心，用于实现机械臂、夹具和视觉系统等各个组件的协同工作。
控制系统的设计需要满足以下要求：-需要具备高性能的运动控制和位置反馈功能；-需要具备高可靠性和稳定性，以确保系统的安全和正常工作；-需要具备良好的人机界面和通信功能，以方便操作和监控。
上下料机械手设计
上下料机械手设计
1.功能需求：首先，需要确定该机械手需要完成的任务是什么。
是将
物料从一个位置搬运到另一个位置，还是将物料放入或取出生产线中的机
器设备？根据任务需求，确定机械手的结构和工作方式。
2.工作负载：机械手需要能够承受将要搬运的物料的重量和尺寸。
根
据实际需求，确定机械手的承载能力和工作范围。
3.结构设计：机械手的结构设计是关键环节，需要确定机械手的臂长、关节数量和类型，以及各个关节的运动范围和速度。
同时，还要考虑机械
手的稳定性和精度，以确保其能够准确地完成任务。
4.控制系统：机械手的控制系统包括机械手的动力源以及控制机构。
通常采用电动机作为动力源，通过编程控制来实现机械手的运动。
控制系
统还需要考虑到安全性和易用性，例如加装安全感应器来避免碰撞等。
5.通信与接口：机械手需要与其他设备或系统进行通信和接口，以实
现工作的配合。
通常采用传感器等设备来实现与其他系统的交互。
6.安全性设计：机械手在工作时需要确保操作的安全性，避免伤人或
破坏物料。
因此，需要在机械手的设计中考虑到安全装置，例如安装急停
开关或安全屏障等。
7.维护与保养：机械手作为一种复杂的设备，需要定期维护和保养，
以确保其正常运行。
在设计时应考虑到易于维护的要求，例如合理的机械
结构设计和易于更换的零部件。
数控机床上下料机械手设计
数控机床上下料机械手设计背景介绍随着工业化程度的不断提升，自动化生产设备越来越普及。
数控机床已成为现代工业生产中的重要设备之一。
在数控机床生产制造过程中，上下料机械手是数控机床最核心的装置之一。
数控机床上下料的机械手是现代工业生产中提高生产效率的重要方法之一。
如何设计一种高效的数控机床上下料机械手成为一个热门的研究方向。
设计目标本文主要研究设计一种高效的数控机床上下料机械手。
我们希望设计出的机械手具有以下一些目标：•精准度高：机械手在匀速运动时应保证其精度，以避免出现工件质量不良的现象。
•稳定性好：机械手的运动应该保持稳定，避免产生摆动和震动的现象。
•具有大范围的移动：机械手应该能够在数控机床工作区域内进行水平和垂直的移动。
•适应性强：机械手应该能够适应多种工件的上下料，即机械手可以精准地完成多个工件的上下料作业。
设计方案机械手结构设计数控机床上下料机械手主要由机身、伸缩框架、前臂、手腕、手指和钳具等部分组成。
图1 数控机床上下料机械手示意图为了实现机械手的稳定性和精度，我们采用了传统的寻心旋运动、伸缩式平行机构和牵引式链条平台。
伸缩式平行机构是机械手的运动基础。
在伸缩式平行机构中，机械手平台的移动距离是由伸缩臂控制的。
同时，为了确保机械手的稳定性，在机械手的移动过程中，伸缩臂应具有平衡能力，以确保其稳定性。
传统寻心旋转运动主要用于控制机械手的平台旋转。
在传统寻心旋转运动的过程中，机械手平台的旋转只围绕其寻心旋转中心进行，并且以恒定的线速度旋转。
牵引式链条平台主要用户控制机械手的前臂运动。
在牵引式链条平台中，机械手前臂通过链条进行移动，而牵引式链条平台由导杆控制。
在这种设计方案中，牵引式链条平台的运动可以控制机械手的高度。
图2 伸缩式平行机构示意图机械手控制系统设计基于单片机，我们设计了一套高效的数控机床上下料机械手控制系统。
该系统主要由控制系统、采集系统、运动控制卡以及人机界面等部分组成。
其中的控制系统可以控制机械手的不同工作状态，采集系统可以采集机械手的运动数据，而运动控制卡可以控制机械手的运动。
机床上下料机械手控制系统的设计
机床上下料机械手控制系统的设计机床上下料机械手控制系统的设计机床上下料机械手是指一种用来处理金属和其他材料的自动化设备，用于将原料或成品从一处转移到另一处。
它可以帮助公司提高生产效率，减少人力成本。
机床上下料机械手控制系统的设计是其成功运作的关键。
在本文中，我们将讨论机床上下料机械手控制系统的设计。
第一步：确定机械手的需求在设计机械手控制系统之前，必须确定设备的主要需求。
这将有助于准确确定必要的设备，确保机械手控制系统能够顺利工作。
一般来说，机床上下料机械手的主要需求包括：1.什么样的材料需要被处理？2.需要将材料运输到哪里？3.机床上下料的频率是多少？4.运输的距离是多少？5.需要什么样的精度和速度？6.机械手的重量大小是多少？一旦确定了以上需求，就可以开始设计机械手控制系统的关键部分。
第二步：选择机械手类型机械手有许多不同种类，包括伺服电机、液压机和气动机械手。
选择机械手类型的决策应该优先考虑定位和定向系统，因为这些系统对机械手的精度、速度和精度有很大影响，这在机床上下料机械手控制系统上尤为重要。
第三步：选择使用的控制系统机械手控制系统可以使用计算机程序控制，或者使用硬件控制器，也可以两者结合使用。
计算机程序控制允许更精细的控制，因为可以使用更复杂的反馈机制来调整机械手的动作，但如果系统需要高速度操作，则应使用硬件控制器来保证性能。
第四步：机械手柔性和可编程控制机械手控制系统需要具有一定的柔性和可编程性，以适应不同的应用。
例如，可以在机械手的控制系统中添加工艺过程并设计出一个操作界面，这样操作员就可以按照需要进行调整，提高机械手的灵活性。
第五步：能够预测故障，防止故障发生预测故障并及时检修，可以减少停机时间并延长机械手的使用寿命。
因此，在机械手控制系统中要有能够及时发现故障并进行维护的机制。
总结设计机床上下料机械手控制系统需要充分了解机械手的需求，选择合适的机械手类型和控制系统，并具有灵活性和可编程性。
数控机床上下料机械手设计
数控机床上下料机械手设计首先，对于数控机床上下料机械手的设计，我们需要确定其运动方式。
常见的机械手运动方式有直线运动和旋转运动两种。
对于上下料机械手来说，直线运动是基本的要求，能够将原料和产品准确地送入和取出机床。
而旋转运动则可以进一步提高机械手的工作效率，通过转盘的方式，可以让机械手同时处理多个机床。
其次，机械手的结构设计也需要考虑工作效率和精度。
机械手的结构通常由若干个运动关节组成，通过这些关节的运动，机械手可以实现复杂的动作。
关节通常采用电动的方式，可以利用电机的转动将运动转化为线性运动或旋转运动。
关节的设计需要满足机械手的工作范围和负载要求，同时要保证关节的运动精度和稳定性。
另外，对于上下料机械手来说，安全性也是一个非常重要的考虑因素。
机械手在运行过程中，要能够识别并避免碰撞和其他危险情况的发生。
为了确保安全，可以在机械手上安装传感器或激光避障装置，通过感知周围环境，及时做出相应的动作，避免意外事故的发生。
此外，机械手的控制系统也是设计的重要方面。
机械手的控制系统需要能够接收指令，并将其转化为相应的动作，同时要能够进行位置校正和运动规划。
控制系统通常由硬件和软件两部分组成，硬件部分包括各种传感器和执行器，软件部分则包括机械手的运动控制算法和人机界面。
控制系统的设计需要考虑整个生产线的自动化程度和生产要求。
综上所述，数控机床上下料机械手的设计需要考虑运动方式、结构设计、安全性和控制系统等因素。
通过合理的设计和优化，可以使机械手能够快速、准确地完成上下料任务，提高生产效率和产品质量。
(数控加工)数控机床机械手上下料设计精编
（数控加工）数控机床机械手上下料设计数控机床上下料机械手设计摘要:通过对机械设计、制造及其自动化专业课程的学习，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，设计了壹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）进行了详细的设计。
同时对其控制系统和液压系统进行了理论分析和设计计算。
基于PLC对机械手的控制系统进行了深入细致的设计，通过对机械手作业的工艺过程和控制要求的分析，设计了控制系统的硬件电路，同时编制了机械手的控制程序。
设计达到了预期目标。
关键词：机械手；PLC；液压伺服定位；电液系统目录第1章前言 (1)1.1选题背景.11.2设计目的.11.3发展现状和趋势.1第2章机械手各部件的设计.32.1机械手的总体设计.32.1.1机械手总体结构的类型.32.1.2具体设计方案.42.2机械手手爪结构的设计.42.2.1设计要求.42.2.2驱动方式.52.2.3典型结构.52.2.4具体设计方案.62.3机械手手腕结构的设计.72.3.1手腕结构的设计要求.72.3.2具体设计方案.72.4机械手手臂构的设计.82.4.1手臂结构的设计要求.82.4.2具体设计方案.82.5机械手腰座结构的设计.92.5.1腰座结构的设计要求.92.5.2具体设计方案.92.6机械手的机械传动机构的设计.10 2.6.1传动机构设计应注意的问题.10 2.6.2常用的传动机构形式.102.6.3具体设计方案.112.7机械手驱动系统的设计.122.7.1常用驱动系统及其特点.122.7.2具体设计方案.122.8机械手手臂的平衡机构设计.122.8.1平衡机构的形式.122.8.2具体设计方案.13第3章理论分析和设计计算.143.1电机选型有关参数计算.143.1.1有关参数的计算.143.1.2电机型号的选择.163.2液压传动系统设计计算.183.2.1确定液压系统基本方案.183.2.2拟定液压执行元件运动控制回路.19 3.2.3液压源系统的设计.193.2.4绘制液压系统图.203.2.5确定液压系统的主要参数.21 3.2.6计算和选择液压元件.26第4章机械手控制系统的设计.28 4.1系统硬件设计.284.1.1操作面板布置.284.1.2工艺过程和控制要求.28 4.1.3作业流程.294.1.4控制器的选型.304.1.5控制系统原理分析.314.1.6PLC外部接线设计.314.1.7I/O地址分配.324.2系统软件设计.334.2.1控制主程序流程图.334.2.2控制程序设计.34结论.51致谢 (52)参考文献 (53)第壹章前言1.1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。
数控车床上下料机械手设计设计
4
修改、完成毕业设计说明书的编写，并提交
2013.05.26-2013.06.01
5
毕业答辩准备和毕业答辩
2013.06.02-2013.06.11
摘要
本次设计主要针对数控车床加工转子的机械手的上下料过程，分析工件由生产线到工作台的运动过程。主要采用气动元件，用气爪，摆动气缸等实现机械手的抓取和翻转功能，用伺服电机和滚珠丝杆实现机械手横移，以实现运动的方案。通过本次设计，对机械手用于数控车床的设计步骤和方法有系统认识，能够根据其动作设计出经济适用的机械手，并且对气缸的结构和工作原理全面的掌握。
第二类为操作机，用以完成某些特定的作业；主要分为焊接操作机、可行走操作机及锻压操作机。
第三类为专用机械手，其主要是附属于机床或自动生产线上，用以解决机床的上下料功能及工件的输送功能，该种机械手在轴类及盘类零件的加工机床或生产线上应用尤其广泛，专用机械手可以根据不同的驱动结构设计不同的手爪。其优点在于动作迅速，并可以一次动作同时完成上料和卸料双重功能，同时对于空间的占用较小；缺点在于其机械手臂长度固定，动作单一，因此只能实现固定工位的上下料，且气爪与使用对象及其尺寸一一对应，因此具有专一性，适合于运用于机床内部使用。
臀部：手臂部件是机械手的主要握持部件。它的作用是支承腕部和手部（包括工件或工具)，并动它们作空间运动。臀部运动的目的:把手部送到空间运动范围内的任意一点。如果改变手部的姿态(方位)，则用腕部的自由度加以实现。因此，一般来说臂部具有三个自由度才能满足基本要求，即手臂的伸缩、左右回转和升降（或俯仰)运动。
四川理工学院毕业设计
数控车床上下料机械手设计
学 生：喻 攀
学 号：09011030127
数控机床上下料机械手的机械结构设计
数控机床上下料机械手的机械结构设计【摘要】上下料机械手的设计是数控机床的关键，直接关系到机床的工作质量和工作效率。
所以，在设计数控机床上的上下料机械手时，必须要对其工作特性有一定的认识，并对其进行合理的机械结构设计，以保证其在实际加工过程中的使用。
合理地设计机械手的机械结构，不仅能提高结构的紧凑性，同时也能节省搬运设备。
因此，探索机械手的结构设计是非常有实际意义的。
本文着重介绍了数控机床上下料机械手的机械结构设计，以期对有关技术人员提供一定的借鉴.【关键词】数控机床；上下料机械手；结构设计；1.数控机床上下料机械手的机械结构设计1.1手爪设计爪子是用来抓取工件，确保抓取的力量，根据工件的抓取部位和特点，可将其分为三指和两指，一种是用来抓取圆盘和轴的，另一种是用来抓取异形或盒状的。
在手爪的结构设计中，手爪是工作操作的主要设备，其类型有多种，如搬运手爪、加工手爪、测量手爪等。
机械手的设计必须以机械操作为基础，以满足机械操作的要求，使其体积小、质量轻、结构紧凑、通用性强，便于操作和维护。
按工艺要求，手爪的冲程设计也要注意同时兼顾毛坯与成品的抓取，同时还要考虑到是否要采用弹丸机构。
根据实际情况，工件是轴类零件，本次设计中使用了空气动力夹具，在手指部位涂上了聚氨酯，在保证工件表面质量的前提下，提高了摩擦系数。
V型指头还能实现对工件的自动定心，确保了上料过程中的精度一致性。
1.2手腕设计在机械臂的结构设计中，腕部充当了操作机的终端，将爪子与机械的手臂连接起来，从而实现了机械的工作空间。
因此，在设计腕部时，必须尽量使其结构部件更轻更紧凑，并与机械结构的工作需求相结合，使腕部结构的自由度得到合理的设计。
腕部连接两只爪，分别进行下料和上料，节约换料时间。
腕部设有减震装置，并设有硬限位，可有效防止因超限引起的机械损伤。
在分析上、下料操作时，应充分考虑到数控机床的加工方式，以保证系统的设计要求为前提，提高总体的安全性，减少机械臂的控制难度，简化机械结构，在不增加自由度的情况下，根据这三个自由度，就可以完成对机床的下料。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数控机床上下料机械手设计的流程摘要本文首先对机械手的发展情形和动向进行了分析和总结，接着对数控机床上下料机械手的设计进行了分析，同时对机械手的优势和运用做了简单的介绍。
最后得出结论：将机械手与机床设备合为一个柔性体，在很大程度上能够节省工件输送装置，架构比较紧凑，同时适应能力较强，在技术和经济上对机械手进行考虑都是有必要的。
关键词数控机床；机械手；设计
中图分类号tg659 文献标识码a 文章编号
1674-6708（2012）68-0071-02
在数控机床的各项性能指标和整体布局上，输送技术对其有着直接性的影响。
在缸体加工过程中，发动机缸体的三轴孔加工是一项十分重要的程序和环节，该环节在很大程度上确保了三轴孔在加工过程中的精确度；在缸体的纵向上，应当配置若干个固定的导向设施，用于支撑镗杆；传统意义上的三轴孔镗床，其架构复杂，同时存在防护难度大、输送速度较慢等诸多问题，在很大程度上给数控机床的生产节拍造成了影响。
为了解决上述困难，大连机床企业首次研究并设计了空中布局的数控机床上下料机械手，这不仅强化了数控机床的刚性，同时也解决了数控机床在排屑过程中所面临的一系列难题，实现了转机缸体在输送过程中所表现出的柔性；通过对伺服驱动技术，在很大程度上减少了输送机床在输送过程中的时
间，同时实现了工序的分解，致使数控机床的节拍从原来的6min
下降到现在的3.2min；在一定意义上达到了用户在节拍方面的一些要求，与此同时，在很大程度上也提高了数控机床的自动化。
1 机械手的发展情形与动态
从国内外所有机械手的发展现状来看，在现阶段，对机械手的研究和开发已趋于高潮，机械手的发展现状与动态，可以总结为：第一，模块化与可重构化是现阶段机械架构发展的主要动向；其二，pc机的开放型控制器是机械手体系发展的一个主要方向，其目的就是为了完善机械手，使其逐渐走向网络化和标准化；器件集成度得以强化，架构设计玲珑，同时运用过了模块化架构；在很大程度上强化了机械手体系的安全性和可靠性，同时也满足机械手在维修和防护方面的一些便捷性；第三，传感器在机械手中发挥了十分重要的作用，不仅运用了传统的速度传感器、位置传感器等，同时也引进了先进的视觉传感器、触觉传感器和听觉传感器，促使机械手逐渐向智能化方向发展和推进；第四，装配、焊接等机械产品逐渐向模块化、标准化及系列化方向推进和发展，及系统动态的仿真等。
2 机械手手爪架构的设计分析
机械手手爪的类型较多，其主要用于作业的操作和装置，按照不同的作业方法和操作，可以将手爪分为测量式手爪、加工式手爪及搬用式手爪等。
所谓搬用式手爪，即为多种类型的夹持装置，其主要用于对物体的搬用和抓取；加工式手爪，即为附有焊枪、铣刀
等工具的机械手附加设备，其主要用于对作业的加工；所谓测量式手爪，即为附有传感器的一种附加设备，其主要用于对作业的检验和测量。
在机械手手爪的设计过程中，应当遵循以下几个方面的要求：其一，根据机械手作业的具体要求对机械手手爪进行相应的设计和开发；其二，机械手手爪的专用性和万能型之间存在一定的矛盾。
万能手的架构设计比较繁琐，有时还会出现无法实现的现象，以工业的实际应用为出发点，将重点应放在对各类专用的、工作效率较高的机械手的研究和设计上，确保工业机械手的所有工作性能的实现和健全，在这里，我们不赞成通过一个万能手来完成所有工作，应当考虑机械手在设计过程中所发挥的一些经济效益；其三，确保手爪的通用性。
所谓机械手爪的通用性，即为通过数量有限的手爪来适应不同要求的机械手，这就给末端执行器提出了一定的要求，即要求其末端配置一个标准的机械接口，保证末端执行器能够标准化运用。
3 机械手设计方案的运行
因为机械手手臂在运作过程中表现为直线式，并且考虑到机械手在刚度、运动过程中所表现出的稳定性和安全性、动态性能等方面的一些要求，所以应当选取液压驱动方式，基于液压缸所表现出的直接性驱动，液压缸不仅是执行件，同时也是驱动件，所以，在设计过程中可以取消对执行件的设计，又由于液压缸在运动过程中表现为直线式，所以，在其控制上的难度较低，便于计算机管理和
控制。
除此之外，机械手手臂由于在其具体工作及控制方面的一些要求，所以在机械手手臂的过程中，应当控制其结构的设计，不应过大，如果只依赖加大液压缸的直径来实现刚度的提高，那么将无法实现系统刚度的一些要求。
所以，在设计过程中，额外添加了导杆机构，在小臂上安置了两个导杆，两导杆和活塞杆共同形成了一个等边三角形，在最大程度上加大了小臂的刚度；在大臂上安置了四个导杆，四个导杆构成了四边形，为了最大限度的降低大臂的重量，每个导杆都引用了空心架构。
4 机械手的优势和应用
机械手实施方案具有速度快、工作效率高、负载能力强、移位精度高及故障出现频率低等诸多方面的优点。
机械手在dk050机床上的成功运用，是数控机床柔性输送方面的一大创新。
在今后的数控机床的生产过程中，机械手的开发和运用将会得到前所未有的发挥，同时为广大用户提供了极大地方便，能够产生较大的生产效益和经济效益。
5 结论
机械手在机械行业中的运用已经成为一种必然的趋势，同时这种运用将得到前所未有的发挥，机械手能够成功的运用于机械零件的组装和加工工件的装卸与搬运，尤其体现于组合机床以及自动化数控机床上的运用和创新。
将机械手与机床设备合为一个柔性体，
在很大程度上能够节省工件输送装置，架构比较紧凑，同时适应能力较强，在技术和经济上对机械手进行考虑都是有必要的，所以，对数控机床上下料机械手进行研究和设计是一种必然。
参考文献
[1]胡学林.可编程控制器(基础篇).北京：电子工业出版社，2003．
[2]周正干，李然，负超.点焊机器人动态性能有限元分析[j].北京航空航天大学学报，2002，28(5)：266-269．
[3]刘芳，杨庆东，等.高速龙门加工中心gmc3000动态特性的有限元分析[j].现代制造工程，2007(3)：113-116．
[4]张建润，卢熹，等.五坐标数控龙门加工中心动态优化设计[j].中国机械工程，2005，16(21)：1949-1953．。