上下料冲压机械手的设计
自动上下料机械手设计
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 (2)2.2 上下料机械手的工作原理 (3)2.3 规格参数的选择 (3)2.4 设计路线与方案 (4)2.4.1 机械手的总体设计方案 (4)2.4.2 设计步骤 (4)2.4.3 研究方法和措施 (4)3 机械手各部分的计算与分析 (5)3.1 手部计算与分析 (5)3.1.1 滑槽杠杆式手部设计的基本要求 (5)3.1.2 手部的计算和分析 (5)3.2 腕部计算与分析 (12)3.2.1 腕部设计的基本要求 (12)3.2.2 腕部回转力矩的计算 (13)3.2.3 腕部摆动油缸设计 (16)3.2.4 选键并校核强度 (18)3.3 臂部计算与分析 (18)3.3.1 臂部设计的基本要求 (18)3.3.2 手臂的设计计算 (20)3.4 机身计算与分析 (28)4 液压系统设计 (29)4.1 液压系统总体设计 (29)4.2 液压元件的选择 (29)4.2.1 液压缸 (29)4.2.2 液压泵的选取要求及其具体选取 (31)4.2.3 选择液压控制阀的原则 (33)4.2.4 选择液压辅助元件的要求 (33)5 液压元件的保养与维修 (37)5.1 液压元件的安装 (37)5.2 液压系统的一般使用与维护 (37)5.3 一般技术安全事项 (37)6 结论 (39)参考文献 (40)致谢 (41)附录 (42)1绪论工业机械手是人类创造的一种机器,更是人类创造的一项伟大奇迹,其研究、开发和设计是从二十世纪中叶开始的。
冲床上下料机械手毕业设计说明书
绪论1. 机械手概述工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。
生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。
因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用[1]。
机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。
随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。
由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用[2]。
机械手的组成机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。
薄板件冲压机上下料机械手设计
薄板件冲压机上下料机械手设计本文将介绍《薄板件冲压机上下料机械手设计》的主题和背景。
薄板件冲压机上下料机械手是一种自动化设备，用于将薄板件从原料堆放区取出，并送入冲压机进行加工。
随着工业自动化水平的不断提高，薄板件冲压机上下料机械手在企业生产中扮演着越来越重要的角色。
本文将重点探讨薄板件冲压机上下料机械手的设计原理、结构和工作流程。
通过对机械手的设计和优化，可以提高生产效率、降低劳动强度、减少人为错误，最终实现生产过程的自动化和智能化。
希望本文能为读者提供关于薄板件冲压机上下料机械手设计的详细解读，帮助读者更好地理解和应用这一自动化设备。
同时，读者也可以根据本文的内容，进一步研究和改进薄板件冲压机上下料机械手的设计方法，推动工业自动化技术的发展。
设计要求本文旨在设计一台薄板件冲压机上下料机械手，其功能和性能需满足以下要求：精确定位：机械手需要能够准确地定位薄板件，以确保准确的上下料操作。
快速操作：机械手需要具备快速的动作响应速度，以提高生产效率。
高负载能力：机械手需要能够承受高负载，以应对不同尺寸和重量的薄板件。
稳定性和精度：机械手的运动应具备稳定性和精度，以确保在上下料过程中不损坏薄板件或其他设备。
安全性：机械手需要具备安全保护功能，防止发生意外事故。
高可靠性和耐久性：机械手应具备高可靠性和耐久性，以满足长时间连续运行的需求。
灵活性：机械手需要具备灵活性，能够适应不同类型和尺寸的薄板件的上下料操作。
兼容性：机械手需要与现有的薄板件冲压机配套使用，并能够与其他设备进行良好的协同工作。
以上是设计一台薄板件冲压机上下料机械手所需满足的功能和性能要求。
本部分描述了机械手的整体结构设计，包括关键组件和连接方式等。
机械手的整体结构设计应考虑以下关键组件：基座：提供机械手的支撑和稳定性。
臂架：连接基座和末端执行器的关键组件，负责机械手的运动。
末端执行器：用于抓取和搬运薄板件的工具部分。
关键组件的连接方式应满足以下要求：基座和臂架之间的连接应牢固可靠，以保证机械手的稳定性。
自动上下料机械手的设计
自动上下料机械手的设计自动上下料机械手是一种能够自动完成工件的上下料任务的设备。
它主要由机械臂、夹爪、传感器、控制系统等组成，能够自动识别、抓取和放置工件。
机械手的设计需要考虑到工件的类型、重量、形状等因素，并且还需要具备高精度、高速度以及稳定可靠的特点。
在设计自动上下料机械手时，首先需要确定其工作环境和要处理的工件类型。
不同的工作环境和工件类型会影响机械手的尺寸、负载能力以及其他技术指标。
机械手的尺寸要根据工作空间的大小来设计，同时还要考虑到其机械臂的可移动范围，以便能够灵活地适应不同的工作环境。
机械手的负载能力是指其能够承载的最大重量，需要根据工件的重量来确定。
同时，还需要考虑到工件的形状和尺寸，以便夹爪能够牢固地抓取工件。
夹爪的设计需要具备可调节的功能，以便能够适应不同形状和尺寸的工件。
对于一些比较脆弱或复杂的工件，还可以设计专用的夹具来增加抓取和放置的稳定性。
机械手还需要具备高精度和高速度的特点。
高精度是指机械手能够准确地识别、抓取和放置工件，需要采用高精度的传感器和控制系统来实现。
高速度是指机械手能够在短时间内完成上下料任务，需要采用高速度的执行器和控制算法来实现。
控制系统是机械手的核心部分，可以根据工件的形状、尺寸和重量来控制机械臂和夹爪的动作。
控制系统需要能够实时地接收和处理传感器的信号，并且能够根据这些信号来控制机械手的动作。
对于一些复杂的工件，还可以采用计算机视觉技术来实现自动识别和抓取。
在设计自动上下料机械手时，还需要考虑到安全性和可靠性。
安全性是指机械手在工作过程中能够避免伤人和损坏设备的危险。
为了确保安全性，可以在机械手周围设置安全围栏和急停开关，并且在控制系统中设置相应的安全控制算法。
可靠性是指机械手能够长时间稳定地工作，需要采用可靠的执行器和传感器，并且进行适当的维护和保养。
总之，设计自动上下料机械手需要考虑到工作环境、工件类型、尺寸、重量、形状以及精度、速度、安全性和可靠性等因素。
数控机床上下料机械手设计
数控机床上下料机械手设计前言随着工业的不断发展和升级，机械制造产业已经成为了各国经济发展不可或缺的重要组成部分。
数控机床则是机械制造产业中的重要设备之一。
而数控机床上下料机械手，作为数控机床的附属设备，它的功能是在机床的输入、输出端之间自动输送加工件，减少了人力，提高了加工效率，为制造行业带来了极大的便利和效益。
本文将介绍数控机床上下料机械手的设计过程。
设计思路首先，在设计机械手之前，我们需要了解机械手的结构和工作原理。
1.机械手结构数控机床上下料机械手的结构一般分为机械手臂、机械手控制系统、夹手器、传感器和运动轴等主要部分。
其中，机械手臂是机械手的核心部件，它的结构一般采用铝合金或者碳纤维材料制作，具有较高的强度和刚度，能够承受较大的载荷；机械手控制系统则是机械手的智能核心，能够根据预设的程序进行自动化控制；夹手器则是机械手的末端执行器，用于夹持加工件；传感器则可以对加工件的位置、形状等进行检测和反馈；而运动轴则是机械手的实际运动部分，能够实现机械手的动作。
2.机械手工作原理数控机床上下料机械手的工作原理是通过控制机械手臂的运动轴和夹手器的打开、关闭，来实现机械手夹取、放置加工件的过程。
在机械手的控制系统中，我们可以预设机械手的运动轨迹和夹手器的运动规律，当接收到工艺指令后，机械手会按照预设的程序自动地执行加工件的夹取和放置操作。
在了解了机械手的结构和工作原理之后，我们可以开始设计机械手的具体实现方案。
设计方案1.机械手臂结构设计机械手臂的结构设计是机械手整体设计中的核心环节之一。
在设计机械手臂时，我们需要考虑以下几个方面：•材料的选择。
由于机械手臂需要具备较强的承载能力和刚度，因此在材料的选择上，我们可以考虑采用铝合金或者碳纤维等高强度材料，来满足机械手的结构要求。
•结构的设计。
机械手臂的结构设计需要采用工程力学理论，考虑机械手的承重和刚度等因素。
在结构设计中，需要确定机械手臂的长度、形状和悬挂方式等关键参数，保证机械手的稳定运行和准确夹取加工件的能力。
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。
上下料机械手的结构设计
上下料机械手的结构设计一、绪论1、课题背景在现代工业中，生产过程的机械化、自动化和智能化已成为突出的主题。
化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决，但在机械工业中加工、装配等生产是不连续的。
专用机床是大批量生产自动化的有效办法，程控机床、数控机床及加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。
但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运及装配等作业有待于进一步实现机械化，机器人的出现并得到应用为这些作业的机械化奠定了良好的基础。
“工业机器人”（Industrial Robot）：多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取，搬运工件，操作工具的装置（国内称作工业机器人或通用机器人）。
机器人是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置，具有结构简单，成本低廉，维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。
目前，我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人，而把工业机械人称为通用机器人。
简而言之，机器人就是用机器代替人手，把工件由某个地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操纵工件进行加工。
机器人一般分为三类：第一类是不需要人工操作的通用机器人，即本文所研究的对象。
它是一种独立的，不附属于某一主机的装置，可以根据任务的需要编制程序以完成各项规定操作，它是除具备普通机械的物理性能之外还具备通用机械、记忆和智能的三元机械；第二类是需要人工操作的，称为操作机 (Manipulator) 它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电讯号操作机器人来进行探测月球等。
工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴；第三类是专业机器人，主要附属于自动机床或自动生产线上用以解决机床上下料和工件传送，这种机器人在国外通常被称之为“Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动，除少数外工作程序一般是固定的，因此是专用的。
机器人按照结构形式的不同又可分为多种类型，其中关节型机器人以其结构紧凑，所占空间体积小，相对工作空间最大，甚至能绕过基座周围的一些障碍物等这样一些特点，成为机器人中使用最多的一种结构形式，世界一些著名机器人的本体部分都采用这种机构形式的机器人。
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。
数控机床上下料机械手设计
数控机床上下料机械手设计2.3机械手手腕结构的设计机械手手腕是机械手操作机的最末端，与手爪相连接，它与机械手手臂配合，使手爪在空间运动，完成所需要的作业动作。
2.3.1手腕结构的设计要求１、由于手腕安装在机械手末端，因此要求手腕设计应尽量小巧轻盈，结构紧凑。
２、根据作业需要，设计机械手手腕的自由度。
一般情况下，自由度数目愈多，腕部的灵活性愈高，对对作业的适应能力也愈强。
但自由度的增加，必然使腕部结构更复杂，控制更困难，成本也会相应增加。
因此，手腕的自由度数，应根据实际作业要求来确定。
３、为实现腕部的通用性，要求有标准的连接法兰，以便于和不同的机械手手爪进行连接。
４、为保证工作时力的传递和运动的连贯，腕部结构要有足够的强度和刚度。
５、要设有可靠的传动间隙调整机构，以减小空回间隙，提高传动精度。
６、手腕各关节轴转动要有限位开关，并设置硬限位，以防止超限造成机械损坏。
2.3.2具体设计方案通过对数控机床上下料作业的具体分析，考虑数控机床加工的具体形式及对机械手上下料作业时的具体要求，在满足系统工艺要求的前提下提高安全和可靠性，为使机械手的结构尽量简单，降低控制的难度，本设计手腕不增加自由度，实践证明这是完全能满足作业要求的，3个自由度来实现机床的上下料完全足够。
具体的手腕（手臂手爪联结梁）结构见图2-4。
2.4机械手手臂结构的设计2.4.1手臂结构的设计要求机械手的手臂在工作时，要承受一定的载荷，且其运动本身具有一定的速度，因此，机械手手臂的设计需要遵循以下设计要求：１、工作空间的形状和大小与机械手手臂的长度，手臂关节的转动范围有密切的关系，因此手臂尺寸设计应合理，一般满足其工作空间即可。
２、为了提高机械手的运动速度与控制精度，应在保证机械手手臂有足够强度和刚度的条件下，尽可能在结构上、材料上设法减轻手臂的重量。
３、应尽可能使机械手手臂各关节轴相互平行；相互垂直的轴应尽可能相交于一点，这样可以使机械手运动学正逆运算简化，有利于机械手的控制。
机床上下料机械手的毕业设计
机床上下料机械手的毕业设计毕业设计的主要目的是设计一个具有高效、安全、可靠的机床上下料机械手，能够满足工业生产中对于上下料操作的需求，提高生产效率和产品质量。
首先，设计要考虑机械手的结构和动力系统。
机械手的结构应该具有一定的刚性和稳定性，以保证在高速运动和负载条件下的运动精度和稳定性。
动力系统可以选择液压、气动或电动驱动方式，根据实际需求选择合适的驱动方式。
同时，也要考虑机械手的可重复定位精度和工作速度等指标的要求。
其次，设计要考虑机械手的控制系统。
控制系统一般由控制器、传感器和执行器等组成，可以选择PLC控制器或者控制卡进行控制。
传感器主要用于机械手的位置、力量和速度等参数的检测，以保证机械手的安全运行。
执行器则是实现机械手的运动控制和操作功能的关键部件。
另外，设计要考虑机械手的安全保护措施。
在机械手的设计中应该考虑到安全措施，如限位开关、急停开关和保护罩等，以确保操作人员的安全。
此外，设计要考虑机械手的编程和操作控制。
机械手的编程可以使用编程语言或者图形化编程工具进行，根据工厂的实际需求对机械手进行编程，实现自动化的上下料操作。
操作控制方面可以选择人机界面进行操作，使操作更加简便易行。
最后，需要对设计的机械手进行仿真和实验验证。
通过模拟仿真和实验验证，可以检验设计的机械手是否满足预期的要求，并进行相应的调整和改进。
综上所述，机床上下料机械手的毕业设计需要考虑到结构和动力系统、控制系统、安全保护措施、编程和操作控制等方面的考虑，同时还需要进行仿真和实验验证。
通过设计和实验验证，可以得到一个高效、安全、可靠的机床上下料机械手，提高生产效率和产品质量。
自动上下料机械手毕业设计
自动上下料机械手毕业设计一、需求分析随着工业自动化水平的提高，自动上下料机械手在工业生产线上的作用越来越重要。
自动上下料机械手能够替代人工完成重复的上下料工作，提高生产效率和产品质量。
因此，设计一个具有自动上下料功能的机械手成为了当前毕业设计的热门课题之一二、系统结构设计在设计自动上下料机械手之前，需要先明确机械手的结构和工作原理。
1.结构设计2.工作原理机械手的工作原理主要分为三个步骤：识别物体位置、抓取物体、放置物体。
a.物体识别机械手需要通过视觉系统或传感器来识别需要上下料的物体位置。
视觉系统可以通过图像处理技术识别物体的形状、颜色和位置信息，传感器可以通过接触或非接触方式感知物体的位置。
b.抓取物体机械手通过夹爪对物体进行抓取。
夹爪可以采用机械夹持、气动夹持或电磁夹持等方式来完成抓取动作。
在抓取物体时需要注意夹爪的力度和抓取位置，以确保物体不会被损坏或滑落。
c.放置物体机械手将抓取的物体放置到目标位置。
在放置物体时同样需要注意放置位置和力度，以确保物体能够准确放置到目标位置。
三、技术选型在设计自动上下料机械手的过程中，需要选取合适的技术和材料。
1.机械结构机械结构可以采用金属、塑料或复合材料制作，具体选材要根据机械手的负荷和精度要求来决定。
2.夹爪夹爪可以根据具体应用选择合适的类型，例如并行夹爪、夹具夹爪或磁力夹爪等。
3.控制系统机械手的运动控制系统可以采用单片机、PLC或伺服电机控制等方式。
选择控制系统时需要考虑运动速度、精度和整体效率等因素。
四、系统实现在设计完机械手的结构和选型之后，需要进行系统的实现。
1.机械结构制作根据设计要求制作机械手的机械结构，包括机械臂、夹爪和固定装置等。
2.控制系统搭建根据选定的控制系统，搭建机械手的运动控制系统。
可以通过编程、电路连接和传感器安装等方式完成。
3.调试和测试完成机械手的组装后，进行调试和测试。
通过调试和测试可以发现和解决机械手运动、抓取和放置等环节出现的问题，并对系统进行优化和改进。
薄板件冲压机上下料机械手设计
薄板件冲压机上下料机械手设计引言薄板件冲压机是一种常用于汽车、家电等工业制造领域的设备，用于对薄板件进行冲压加工。
在薄板件冲压过程中，机械手的上下料功能起着至关重要的作用。
本文将介绍一种薄板件冲压机上下料机械手的设计方案。
设计目标薄板件冲压机上下料机械手的设计目标包括：1.提高生产效率：机械手需要能够快速、准确地完成上下料操作，以提高冲压机的生产效率。
2.保证质量：机械手的设计必须考虑到薄板件的形状、材料等因素，以保证冲压过程中的质量。
3.提高安全性：机械手的设计必须符合安全规范，避免对操作人员和设备造成损害。
设计方案薄板件冲压机上下料机械手的设计方案包括以下几个关键要点：1. 机械手类型选择根据薄板件冲压机的需求，选择适合的机械手类型。
常见的机械手类型包括直角坐标机械手、关节型机械手等。
根据冲压机的工作空间和上下料需求，选择适合的机械手类型。
2. 机械手运动控制机械手的运动控制是冲压机上下料过程中最关键的部分。
可以采用PLC控制系统或者机械手专用控制系统来实现对机械手的运动控制。
通过编程控制机械手的动作，使其能够准确地抓取、放置薄板件。
3. 夹具设计针对薄板件的形状、材料等特点，设计适合的夹具。
夹具需要能够稳定地夹持薄板件，并确保其不会变形或者受损。
夹具的设计需要考虑到夹持力的控制、对薄板件的保护等因素。
4. 安全保护在设计机械手时，必须考虑安全保护措施，以保证操作人员和设备的安全。
可以采用安全光幕、急停按钮等安全设备来实现对机械手的安全保护。
设计实现薄板件冲压机上下料机械手的设计实现需要经过以下步骤：1.分析冲压机的上下料需求，确定机械手的类型和规格。
2.设计机械手的机械结构，确定机械手的自由度和工作范围。
3.设计机械手的控制系统，选择合适的控制器和编程语言。
4.根据薄板件的特点设计夹具，并进行3D打印或者机械加工制造。
5.安装机械手，并进行调试和测试，确保机械手的正常工作。
6.添加安全保护措施，确保机械手的安全运行。
毕业设计(论文)上下料冲压机械手的设计(全套图纸三维)
全套图纸，加 153893706
毕业设计外文摘要
Title
The design of the up-down material stamping manipulator
Abstract
Up-down material characteristics in the process of stamping manipulator is based on the actual production, specially in order to improve the production efficiency, human liberation and so on and developed an automated machinery and equipment. Based on the search after reading information about manipulator, simply introduces the function, composition and classification. Overall design of manipulator in accordance with the requirements of project, to determine the coordinates of the manipulator, degrees of freedom of movement and technical parameters of the manipulator. According to the manipulator hand, wrist, arm, and the fuselage structure design and calculation of the obtained data, and through 3D software solidworks to map the product model, and finally to improve the structure of the manipulator. At the same time, draw the manipulator working principle of the pneumatic system diagram, select the appropriate components. Using PLC to control the manipulator, selected the suitable PLC model; According to the working process of the manipulator made the control scheme of programmable controller, draw the operation flow chart of the manipulator.
上下料机械手结构设计
上下料机械手结构设计
上下料机械手是工业自动化领域中常见的设备，用于在生产线
上进行物料的搬运和装配。
其结构设计需要考虑以下几个方面：
1. 机械手类型，根据实际需求，可以选择不同类型的机械手，
比如直线运动机械手、旋转机械手、SCARA机械手等。
每种类型的
机械手都有其适用的场景和特点，需要根据具体的作业需求来选择。
2. 关节结构，机械手通常由多个关节组成，关节的结构设计需
要考虑到负载能力、精度要求、速度要求等因素。
常见的关节结构
包括直线传动、齿轮传动、伺服电机驱动等，需要根据具体情况选
择最合适的结构。
3. 末端执行器，末端执行器是机械手的关键部件，用于实际的
物料抓取、放置和装配。
末端执行器的设计需要考虑到抓取力度、
抓取形状、灵活性等因素，常见的末端执行器包括气动夹爪、机械
夹具、吸盘等。
4. 控制系统，机械手的结构设计需要与控制系统相匹配，确保
机械手能够按照预定的路径和速度进行运动。
控制系统通常包括传
感器、编码器、控制器等部件，需要与机械手的结构设计相协调。
5. 安全性考虑，在机械手的结构设计中，需要考虑到安全性因素，确保机械手在运行过程中不会对操作人员或周围环境造成伤害。
这包括安全防护装置的设置、紧急停止系统的设计等。
综上所述，上下料机械手的结构设计需要综合考虑机械手类型、关节结构、末端执行器、控制系统和安全性等多个方面的因素，以
确保机械手在实际生产中能够高效、安全地完成物料的搬运和装配
任务。
上下料机械手结构设计【带查重】
摘要
在当下生产过程中正在向机械化，与自动化方向发展。
在机械工业中装卸、装配等环节中利用的机械手会越来越广泛。
它可最大限度减少工人的劳动强度，改善产品的生产质量。
上下料机械手采用了两个旋转关节和一个运动关节；两个回转关节完成x，y目标的运动，而移动关节则完成z目标的运动。
工业机械手是一种模仿人手的一部分抓举形式，按照事先设定好的程序，完成抓取、搬运工件等一系列运动。
它在二十世纪五十年代就已经在工厂里工作了，是在搬运机械手的基础上成长起来的一种机器，开始主要实在上下料和搬运工件等工作形势中，随着运用领域的不段发展，当下主要用来夹持工具和完成大部分的作业。
在当代生产中，它可以代替人大部分的工作量，改善工人的活动情况，提高生产效益。
本次设计的上下料机械手主要运用于零件的上下料过程，主要设计一款有上料、回转、平移等具备多种功能形式的上下料机械手。
本次设计的多功能机械手主要从以下几个方面进行设计说明：
第一，概括课题研究的意义，对国内外机械手的特点和发展概况进行了综述，并提出本文的研究内容。
第二，明确抓取机械手的设计要求，对机械手进行功能结构分析，初步提出设计方案，简要说明这些机构中的单元解。
最后结合自己看过和参考的文献，提出自己的总体设计方案。
第三，设计机械手。
首先对机械手抓进行设计，接着设计出腕部回转液压缸以及伸缩臂的设计，同时利用电脑辅助软件对机械手的结构和运动进行仿真。
在设计的过程中对其进行详细的计算，力争使结构合理，起到优化设计的目的。
关键词：上下料、液压、机械手。
柔性制造系统上下料机械手结构设计
柔性制造系统上下料机械手结构设计引言柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）是一种高度自动化的生产系统，具有高效、灵活、可靠的特点。
在FMS中，上下料机械手是重要的组成部分，它负责将工件从储料库或机床上取下，并放置到指定位置。
因此，合理设计机械手的结构对于提高FMS的生产效率至关重要。
本文将介绍柔性制造系统上下料机械手的结构设计，包括机械手的组成部分、工作原理和关键设计要点。
机械手的组成部分通常，柔性制造系统上下料机械手由以下几个组成部分组成：1. 机械臂机械臂是机械手的核心部分，它由多个关节连接而成，可以实现各种运动。
常见的机械臂结构有串联结构和并联结构。
串联结构由多个关节依次连接，具有较高的刚度和精度；而并联结构由多个平行机构组成，具有较高的运动速度和稳定性。
2. 夹具夹具是机械手用于抓取和固定工件的装置。
夹具的设计应考虑工件形状、尺寸和重量等因素，以确保夹持效果良好，并避免对工件造成损坏。
3. 驱动系统驱动系统包括电机、减速器和传动装置等部分，用于驱动机械手的运动。
驱动系统的设计应考虑机械手所需的力矩、速度和精度等要求。
4. 感知系统感知系统用于获取环境信息和工件位置信息，以实现机械手的自动化控制。
常见的感知系统包括传感器、摄像头和激光测距仪等。
工作原理柔性制造系统上下料机械手的工作原理主要包括以下几个步骤：1.识别工件机械手通过感知系统获取工件位置信息，并进行识别。
常见的工件识别方法包括图像处理和激光测距等。
2.抓取工件机械手利用夹具或其他装置来抓取工件。
在抓取过程中，机械手需要考虑工件的形状、表面条件和重量等因素。
3.运输工件机械手将抓取到的工件从储料库或机床上取下，并将其运输到指定位置。
在运输过程中，机械手需要考虑工件的姿态和运动轨迹等。
4.放置工件机械手将工件放置到指定位置，并确保其位置精度和稳定性。
放置过程中，机械手需要考虑工件的形状、尺寸和重量等因素。
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。
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。
冲压机械手方案
冲压机械手方案冲压机械手是一种用于汽车零部件冲压生产的自动化设备，它能够高效地完成零部件的搬运和组装工作。
在汽车制造过程中，冲压工艺起着非常重要的作用，因此冲压机械手的方案设计显得尤为关键。
本文将提出一种冲压机械手的方案，旨在为汽车制造企业提供高效、稳定的生产解决方案。
一、方案概述本方案旨在设计一台高效、灵活、稳定的冲压机械手，能够适应不同形状、尺寸的冲压件的搬运和组装工作。
机械手包括上下料装置、传感器、控制系统等多个部分，能够实现自动化操作，提高生产效率和质量。
二、方案设计1. 机械结构设计机械手的机械结构设计是整个方案的核心。
我们采用XYZ三轴机械结构，分别对应着机械手的横移、纵移和升降功能。
这样的设计可以实现机械手在三个方向的灵活移动，适应不同形状、尺寸的冲压件。
2. 控制系统设计我们采用PLC控制系统来实现对冲压机械手的自动化控制。
通过编程，可以对机械手的运动轨迹、速度等参数进行精确调控，从而提高生产效率和质量。
同时，我们在控制系统中加入了传感器模块，能够实时监测冲压件的位置和状态，确保机械手的操作准确无误。
3. 安全保护设计为了确保冲压机械手的安全运行，我们在方案中设计了各种安全保护措施。
例如，机械手的末端装有触摸传感器，一旦检测到异常情况，机械手会自动停止工作，避免意外发生。
此外，我们还在机械手的周围设置了防护罩，保护操作人员的安全。
4. 程序设计在冲压机械手的方案中，程序设计是非常重要的一环。
通过编写合理的程序，机械手能够按照预定的路径和动作完成搬运和组装工作。
我们将根据冲压件的形状和尺寸，编写适应的程序，确保机械手的操作准确无误。
三、方案优势1. 提高生产效率：冲压机械手能够自动执行搬运和组装任务，大大减少人工操作的时间和劳动力成本，提高生产效率。
2. 提高产品质量：机械手的自动化操作可以减少人为操作的误差，保证产品的一致性和质量稳定性。
3. 灵活性和适应性强：冲压机械手能够适应不同形状、尺寸的冲压件，通过程序调整和机械结构设计，实现灵活的搬运和组装。
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编码2016-JXSJ专业代码080202-201本科毕业设计上下料冲压机械手的设计学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化学号4112020623学生姓名庄申指导教师周清泉/袁永超提交日期2016年5月4日诚信承诺书本人郑重承诺和声明:我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校有关规定,恪守学术规范,此毕业论文(设计)中均系本人在指导教师指导下独立完成,没有剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果,没有篡改研究数据,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,如有违规行为发生,我愿承担一切责任,接受学校的处理,并承担相应的法律责任。
毕业论文（设计）作者签名：年月日摘要上下料冲压机械手是根据实际冲压生产过程中的特点，专门为提高生产效率，解放人力等而研制的一种自动化机械设备。
本文在查阅了有关机械手方面的资料之后，简单介绍了其作用、组成和分类。
根据课题要求对机械手进行了总体方案设计，确定了机械手的坐标型式、运动自由度以及机械手的技术参数。
根据对机械手手部、腕部、手臂以及机身等结构的设计计算得出数据，并且通过三维软件solidworks 绘制出产品模型，最后对机械手的结构进行完善。
同时，绘制了机械手气压系统工作原理图，选取了合适的零部件；利用PLC对机械手进行控制，选取了合适的PLC 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，画出了的机械手的操作流程图。
关键词：机械手；参数设计；软件模拟；PLC方案控制ABSTRACTUp-down material characteristics in the process of stamping manipulator is based on the actual production, specially in order to improve the production efficiency, human liberation and so on and developed an automated machinery and equipment. Based on the search after reading information about manipulator, simply introduces the function, composition and classification. Overall design of manipulator in accordance with the requirements of project, to determine the coordinates of the manipulator, degrees of freedom of movement and technical parameters of the manipulator. According to the manipulator hand, wrist, arm, and the fuselage structure design and calculation of the obtained data, and through 3D software solidworks to map the product model, and finally to improve the structure of the manipulator. At the same time, draw the manipulator working principle of the pneumatic system diagram, select the appropriate components. Using PLC to control the manipulator, selected the suitable PLC model; According to the working process of the manipulator made the control scheme of programmable controller, draw the operation flow chart of the manipulator.Key Words：manipulator;Parameter design;Software simulation ;PLC program control目录1绪论 (1)1.1 机械手概述 (1)1.2 机械手的组成 (1)1.3 国内外发展概况 (3)1.4 本章小结 (4)2 机械手总体设计方案 (5)2.1 执行部分的选择 (5)2.2驱动部分的选择 (6)2.3控制方案的确定 (6)2.4机械手的基本形式选择 (7)2.5 机械手主要部件及运动 (7)2.6 机械手的技术参数 (8)2.7本章小结 (8)3 执行机构的设计 (9)3.1 手腕部分的设计 (9)3.1.1手腕处轴承的选择 (9)3.1.2手腕驱动伺服电机与减速器的选择 (9)3.1.3 传动同步带的选择与相应带轮的设计 (10)3.1.4 手腕部分小结 (11)3.2手臂伸缩部分的设计 (12)3.2.1直线导轨与滑块的选择 (12)3.2.2传动同步带选择与相应带轮的设计 (15)3.2.3伺服电机的选择与传动带轮的设计 (15)3.2.4手臂伸缩部分小结 (16)3.3手臂升降部分的设计 (17)3.3.1滚珠丝杠的选择 (17)3.3.2伺服电机的选择 (19)3.3.3光轴与直线轴承的选择 (20)3.3.4手臂升降部分小结 (20)3.4手臂旋转部分的设计 (21)3.4.1转盘轴承的选择 (21)3.4.2伺服电机的选择以及减速比的确定 (21)3.4.3手臂旋转部分小结 (22)4气动系统的设计 (23)4.1 气压系统的工作原理图 (23)4.2气动系统相关部件的选择 (23)5机械手控制系统设计 (24)5.1 机械手的工艺过程 (24)5.2机械手控制系统主要硬件的选择 (24)5.3PLC控制伺服电机范例 (25)5.4 机械手操作过程简述 (31)5.5本章小结 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)1绪论机械手是一种在现代自动化生产过程中具有抓取和移动工件功能的自动化设备，它是一种在机械化、自动化生产过程中发展起来的新型设备[1]。
机械手可以代替员工进行一些危险、枯燥的工作，在缓解工人的劳动强度的同时提高工厂生产效率。
随着工业自动化发展，机械手的应用范围越来越广，不仅可以进行工件的装卸、搬运，甚至可以装配一些复杂机械的零部件。
机械手适应于中、小批量生产，可以省去庞大的工件输送设备，结构紧凑，并且在工厂中的适应性很强[2]。
目前我国的工业机器人技术与其工程应用的水平和国外相比还有一定的差距，应用规模较小，产业化水平较低，因为机械手的研究和开发能力直接影响到我国工业自动化的生产水平，所以，从技术和经济等方面考虑，研究应用工业机械手都是十分必要的。
1.1 机械手概述机械手是一种按照指定的控制程序，实现自动抓放、搬运工件或者动作的自动化机械设备。
机械手在工业生产中一般被叫做“工业机械手”或“工业机器人”。
在工业生产中应用机械手不但可以提高员工的劳动生产率，而且可以减少员工的劳动出错率。
从而达到保质保量，减少工作时间减少工作压力，实现安全生产的目的。
特别在恶劣的生产环境（如高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等）中，使用机械手可以完成一些人类难以适应的工作，并且具有更为深远的意义。
最初的机械手主要是用对来辅助某一台或者一类机床，用来完成相应的上下料工作，它的构造相对简单，专用性较强。
随着工业自动化技术的发展，出现了可编程序控制的机械手，由于其可以根据程序的变更而改变动作的流程，通用性较强，所以也被称为通用机械手。
由于通用机械手可以很快的改变工作程序，适应性比较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的应用[3]。
机械手集现代各种高新技术（计算机知识、机构原理、控制理论、信息和传感技术、仿生学、人工智能等）于一身，加以其较高的适应行和通用性，被广泛的研究和制造，形成了一个信息水平高、市场活跃、应用广泛的领域。
机械手的创新应用程度，标志着一个国家工业自动化水平。
1.2 机械手的组成（一）机械手的组成机械手主要是由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等组成的。
每个系统之间的相互关系如方框图1.1所示。
1) 执行机构图1.1 机械手的组成方框图执行机构主要是由手部、腕部、臂部和立柱等部件组成，有的执行机构还有行走机构。
(a) 手部所谓手部，就是与物件相接触的部分。
根据其与物件的不同接触方式，可以分成夹持式手部和吸附式手部两类。
夹持式手部主要是由手指和动力传动机构构成的。
手指是指与物件直接接触的部分，常用的手指运动形式有回转型和平移型两种。
回转型手指结构简单，制造容易，故应用比较广泛。
平移型手指由于其结构比较复杂，故应用较少，但平移型手指夹持圆形零件时，工件直径变化不会影响其轴心的位置，因此适宜夹持直径变化范围较大的工件。
吸附式手部主要由吸盘等构成，它是靠吸附力(如电磁吸盘产生的电磁力或真空吸盘内形成的负压)吸附物件，相应的吸附式手部有电磁式吸盘和真空式吸盘两类。
对于质量较小面积较大的板料类零件，通常采用负压式吸盘来吸取物料。
对于具有导磁性的环类和盘类零件，以及板料等，通常用电磁式吸盘吸取物料。
用负压式吸盘和电磁式吸盘吸取物料时，吸盘的形状、数量、吸附力大小，需要根据其被吸附的物料的形状、尺寸和重量的大小而确定的。
(b) 手腕手腕是连接手部和臂部的重要部件，通过手腕的旋转动作，可以用来调整需要被抓取物料的位置，从而适应不同的工作需要。
(c) 手臂手臂是支承手部及被抓物件的重要部件。
手臂的作用是带动手部抓取物件，并且按照编定的程序将其搬运到指定的位置。
工业机械手的手臂一般通过动力源(如液压、气压或电机等)由手臂运动的驱动部件(如油缸、气缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等)的驱动下，实现手臂的各种运动。
手臂在伸缩或升降运动过程中，为了防止其绕轴线产生转动，都需要加装导向装置，以保证手臂按正确方向运动。
此外，导向装置还能承受手臂所受的各种力矩，可以使运动的工件保持良好的受力状态。
常见的导向装置结构形式有：单圆柱、双圆柱、四圆柱和燕尾槽、V形槽等。
(d) 立柱立柱是支承臂部的部件，立柱既可以独立分开，也可以是臂部中的一部分，臂部的升降和回转与立柱有关。
机械手的立柱一般情况下是固定的，有时也可以横向移动，被称为可移式立柱。