通用上下料气动机械手结构设计

合集下载

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。

车床上下料机械手的设计(全套图纸)

摘要对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析，设计了一种圆柱坐标形式机械手。

重点针对机械手的立柱、手臂、手爪等各部分机械结构以及机械手控制系统进行了详细的设计。

具体进行了机械手的总体设计，立柱结构的设计，机械手手臂结构的设计，末端执行器（手爪）的结构设计，机械手的机械传动机构的设计，机械手驱动系统的设计。

同时对液压系统和控制系统进行了理论分析和计算。

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，达到了设计的预期目标。

关键词：机械手,可编程控制器PLC,液压伺服定位,电液系统AbstractIntegratting the knowledge of the past four years of Machine, discuss and analysis the each part and function of manipulator; design a kind of cylinderical coordinate manipulator used to pack and unload work piece for CNC machine tools. In particular, made the detailed design about base, arm, and end effector and the control system etc. including Total design, waist’s construction design, the arm’s construction design, the wrist’s constr uction design, the end effector’s construction design, and the drive system of manipulator. At the same time, analysis and compute the hydraulic pressure system and control system. Deeply design the manipulator’s control system, which based on PLC. After analysis about the craft process and the requests of the manipulator, the hardware circuit and the control program of the manipulator then is designed. In a word, the design of the manipulator has come to the anticipant object.Keyways: Manipulator, Programmable Logic Controller, Hydraulic servo control, Electrohydraulic system目录摘要 (1)Abstract (2)1 绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 设计目的 (1)1.3 国内外研究现状和趋势 (2)1.4 设计原则 (4)2 工业机械手的总体设计方案 (5)2.1 工业机械手传动方案设计 (5)2.2 工业机械手运动方案设计 (5)3 机械手结构设计 (9)3.1各执行部件（液压缸）的类型选择 (9)3.2 各执行部件之间的联接和固定方式设计 (9)3.3 手部的结构设计、计算及选型 (9)3.4 小手臂的结构设计、计算及选型 (13)3.5 大手臂的结构设计、计算及选型 (18)3.6 回转缸的结构设计、计算及选型 (20)4 液压系统设计 (25)4.1 液压系统的组成 (25)4.2 液压系统的特点 (26)4.3 拟定液压系统 (26)4.4 液压系统控制元件的选型 (27)4.5 液压控制原理及过程说明 (29)4.6 油缸泄露问题与密封装置 (30)4.7 管路布置 (31)5 PLC控制系统设计 (32)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)1 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。

浅议数控机床上下料机械手的机械结构设计

有一定的速度，其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
大的夹紧力，其通常与弹簧联合使用。手爪的具体结构形式如
１４０
ｓｎｅｊｔｙｕｅｎｘ ● ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ● 主 ● ■ ■ ■ ■ 坌 ■ ■ ■ ■ 堑 ■ ■ ■ ● 雾 ● 一
满足其工作空间要求。同时，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；为提高机械手手
图２所示。
满足不了生产自动化的发展趋势。为了提高工作效率，降低成
本，并使生产线发展成为柔性制造系统，适应现代机械行业自
动化生产的要求，本文针对具体生产工艺，结合机床的实际结
构，利用机械手技术，设计了一台上下料机械手，代替人工工
的设计进行了介绍。关键词：数控机床；机械手；机械结构；设计
１设计目的
我国大多数１厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成，劳动强度大，生产效率低，而且具有一定的危险性，已经
的强度和刚度。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。手腕各关节轴转动要有限位开关，并设

上下料机械手设计(结构设计)任务书 (22)

进度安排
各阶段工作任务
起止日期
查阅资料，完成总体方案的设计，撰写开题报告。
3.5-3.18
完成液压控制系统和气动机械手装配图。
3.19-4.15
完成机械手的结构设计，主要参数确定。
4.16-5.10
完成机械手传动方式的论证和选择，机械手各结构的设计计算。
5.11-5.18
设计修改完善,完成论文终稿。
3、该机械手能抓取重物,机械手的双臂可同时升降并在水平面内一起作90°回转，升降动作；装在手臂前端的手，可作夹紧或松开工件的开闭动作；
主要任务及目标
1、完成上下料机械手的整体设计，包括:手部、手腕、手臂和机身等结构部件的设计。
2、用CAD完成机械手的总装配图,零件图。

[1]孙志礼,冷兴聚,魏延刚等.机械设计[M].沈阳：东北大学出版社,2016：19-25.
[2]刘朝儒,彭福荫,高政一.机械制图[M].北京：高等教育出版社,2016：25-30.
[3]李允文.工业机械手设计.机械工业出版社[M],2017. 88-97
[4]孙桓陈作模.机械原理[M].高等教育出版社,2016.145-151.
附件3
毕业论文（设计）任务书
学生姓名
指导教师姓名
论文（设计）题目
上下料机械手设计（结构设计）
下达任务日期
任务起止日期
主要研究内容及方法
1、是为普通车床而设计的一种自动上下料装置的机械手；
2、对机械手进行了总体方案的设计，确定坐标型式、自由度和机械手的技术参数,确定该机械手的手臂的回转机构和升降机构，及手部结构。
5.19-5.26
任务下达人签名
任务接收人
签名
教研室指导小组组长签名

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。

数控车床上下料机械手设计_毕业设计

三：控制系统：有点动控制和连续控制两种方式。大多数用插销板进行点位程序控制，也有采用可编程序控制器控制、微型计算机数字控制，采用凸轮、磁盘磁带、穿孔卡等记录程序。主要控制的是坐标位置，并注意其加速度特性。
1.3机械手的分类
1.根据用途不同分类
机械手按用途主要分为三类：第一类为通用机械手，它是一种不依赖于主机的独立装置，可以根据需要编写控制程序，完成所需的功能，这类机器人有球坐标式、圆柱坐标式和直角坐标式等多种形式，主要由基座、腰关节、大臂、小臂以及手爪等组成，在三维空间里具有很好的灵活性和通用性，因此具有广泛的应用，对于该类机器人的研究和应用已经颇为成熟，由于其良好的通用性，只要在手爪部位安装合适的装置即可完成相应的功能。
关键词：数控车床；机械手；气动元件；伺服电机
ABSTRACT
This designmainly aims at the manipulator of the CNC lathe processing rotor of loading process, and analysis the motion process of workpiece by the production line to the workbench. Mainly adopts pneumatic components, gas, manipulator grasping and flip functions such as oscillating cylinder, servo motor and ball screw is used to implement manipulator transverse shift, in order to realize the movement of the scheme. Through the design of manipulator used in CNC lathe design steps and methods of systematic knowledge, according to its design manipulator that economy is applicable, and the cylinder of the structure and working principle of the comprehensive control.

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。

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。

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。

气动上下料机械手手部结构的设计与分析

图４机械手有限元模型
结构，因为其结构简单，传动可靠，特别是采用无
关节的手指形式，使抓取误差更小，心精度更定弹的自重完全由手爪的下表面来克服，通过受力高．具体结构见图３其中，，机械手外罩通过螺母紧分析确定手指的支持力；由于齿轮齿条之间相互固在气缸缸体上，活塞杆利用自身的螺纹与齿条啮合，必然存在相互作用，且活塞杆与齿条相联，联接，手爪通过螺钉与扇形齿轮联接，扇形齿轮通所以，根据活塞杆的推力即可得出齿轮的受力情过圆柱销与外罩联接，即通过活塞杆的往复运动况，实现了手爪的张开与闭合．由于销与扇形齿轮的（）２确定等效边界条件：由于机械手的张开和联接属于间隙配合，所以它们之间存在剪切危险，闭合是通过扇形齿轮与齿条之间的啮合实现，其经过校核，其剪切应力满足要求．回转中心即为销轴处，所以，应在销轴的位置增加２３机械手手部结构分析．约束．
２２机械手手部结构设计．机械手的手部是机械手上承担抓取工件的机构，由于被抓取物件（炮弹）的形状近似于圆台，所以，其手爪采用特殊的Ｖ字型结构，即手爪的内表面设计成与圆台斜度相同的斜面，即保证了抓取的稳定又不会因“ 线接触” 而影响炮弹的表面质量．机械手手部的驱动装置采用齿轮齿条杠杆式
该工作过程受检测进程的限制，工人劳动强度大，控制系统包括主控制柜、控制面板（态显状且不易确保炮弹在检测平台上的位置．了解决示、为按钮）和位置检测装置【．２位置检测装置主要Ｊ
用来检测机械手的工作是否到上述问题本文设计一套采用单片机控制的带有由行程开关组成，摩擦轮压紧装置的气动上下料机械手．机械手手位，并把相关信号传递给控制中心以便进行下一部结构的设计将影响炮弹的表面质量及其在检测步的动作．在整个过程中，主要控制：１气动系统（）平台上的位置，进而影响检测结果，因此运用有限电磁阀的得电、失电；２步进电机、（）交流电机的启停止；３键盘显示、（）指示灯．元分析方法对所设计的结构进行应力分析、位移动、分析，并对结构进行优化设计．

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。

气动机械手回转臂结构设计

（２）摆动缸的总摩擦力矩Ｍ；Ｍ＝Ｍ１＋Ｍ２＋Ｍ摩＝３ｌ（Ｎ－Ｍ）；ｗ：８Ｑ／（（Ｉ）Ａ１２－ｑｂｍｍ２）ｂ所以Ｑ＝Ｗ（（Ｉ）Ａ１２－ｑｂｍｍ２）ｂ／８＝２８ｍｌ／ｓ３机械手回转臂的结构优化措施图１机械手回转臂系统工作原理图伸缩手臂在进行运动时，为防止手臂沿伸缩方向轴线转动、加大承气动技术有以下优点：（１）全程平衡、运动顺滑，可使不同物料或工载能力，以及提高运动精度，必须设有导向装置。伸缩手臂的导向装置件达到重力平衡状态，实现物料的精确位移操作。（２）空载、满载及处理需根据伸缩手臂的安装形式、结构及负荷等条件来确定。常用的有单导
科技创新
２０１３年第２８期Ｊ科技创新与应用
气动机械手回转臂结构设计
包欢欢
（中国第一重型机械股份公司，黑龙江齐齐哈尔１６１０４２）
摘要：气动机械手是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。本次设计的机械手是通用气动上下料机械手，是一种适合于成批或中、小批生产的、可以改变动作程序的自动搬运或操作设备，动强度大
和操作单调频繁的生产场合。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

《上下料机械手的结构设计》开题报告2300字

[9]王刚, 周皓, 曹阳, et al. 基于S7-300PLC的物料分拣控制系统设计[J]. 冶金丛刊, 2017(10).
[10]冯琳清, 张延迟, 赵晨, et al. 基于S7-200PLC的气动机械手电气传动系统[J]. 智慧工厂, 2017(6):57-61.
日期：年月日
国内机械手的起步之晚可想而知，当下国内机械手的精度水平以及机械手工作时的稳定性都不如国外产品，并且在机械手的控制软件的使用上也较大依赖国外的软件。不过国产机械手价格低，同时能够完成对于精度要求不高的工作任务。这使得国内的机械手可以解决国内一部分的工厂生产任务。一开始国内生产的机械手并不能满足生产车间的需求，有过很多失败的例子，但慢慢地，人们不断从失败中汲取教训，机械手的运作水平有了显著提高。
二、课题设计的目的
随着社会的进步和发展，科技的日益进步，产品更新换代加快，使用专机或人工进行机床上下料就暴露出了很多的不足和弱点，一方面专机占地面积大结构复杂、维修不便，不利于自动化流水线的生产；另一方面，它的柔性不够，难以适应日益加快的变化，不利于产品结构的调整；其次，使用人工会造成劳动强度的增加，容易产生工伤事故，效率也比较低下，且使用人工上下料的产品质量的稳定性不够，不能满足大批量生产的需求。基于此，本文根据实际工作，针对客户需求，设计了一种自动上下料机械手，用于工厂生产制造中的上下料，其主要设计过程如下：根据实际工作情况，对上下料过程进行深入研究，确定了本次设计的上下料机械手的工作原理，从而拟定两种设计方案，再根据现有机器情况，最终确定该机械手的设计方案。结合工人现场对物料上下料情况，确立机械手的自动上下料系统。并对机械标准零件通过计算和校核，进行型号的选择。并设计辅助工装，实现精准上下料，提高了上下料效果。
第二阶段（第 2 周）：撰写开题报告,外文翻译；

气动机械手回转臂结构设计

气动机械手回转臂结构设计作者：包欢欢来源：《科技创新与应用》2013年第28期摘要：气动机械手是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。

本次设计的机械手是通用气动上下料机械手，是一种适合于成批或中、小批生产的、可以改变动作程序的自动搬运或操作设备，动强度大和操作单调频繁的生产场合。

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。

关键词：气动机械手；设计；优化气动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。

在现代工业技术应用的气动机械手能够实现4个自由度的运动，其各自的自由度的驱动全部由气动肌肉来实现。

最前端的气爪抓取物品，通过气动肌肉的驱动实现各自关节的转动，使物品在空间上运动，根据合理的控制，最终实现机械手的动作要求。

气动机械手回转臂的设计主要是选择合适的控制阀，设计合理的气动控制回路，通过控制和调节各个气缸压缩空气的压力、流量和方向来使气动执行机构获得必要的力、动作速度和改变运动方向，并按规定的程序工作。

1 气动机械功能以及优点气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。

它巧妙地应用力的平衡原理，使操作者对重物进行相应的位移，就可在空间内平衡移动定位负荷。

重物在提升或下降时形成浮动状态，靠气路实现微重力的物料位移，操作力受工件重量影响。

无需熟练的点动操作，操作者用手推拉重物，就可以把重物正确地放到空间中的任何位置，或者通过操作台控制工件的位移。

可完成以下动作：送料、预夹紧、手臂上升、手臂旋转、小臂伸长、手腕旋转。

图1 机械手回转臂系统工作原理图气动技术有以下优点：（1）全程平衡、运动顺滑，可使不同物料或工件达到重力平衡状态，实现物料的精确位移操作。

冲床上下料气动机械手的设计毕业论文

冲床上下料气动机械手的设计毕业论文目录1 前言 (1)1.1选题背景 (1)1.2设计目的 (2)1.3发展现状和趋势 (3)1.4机械手的系统工作原理及组成 (3)2 机械手各部件的设计 (7)2.1机械手的总体设计 (7)2.1.1 机械手总体结构的类型 (7)2.2机械手手爪结构设计 (8)2.2.1 设计要求 (8)2.2.2 驱动方式 (8)2.2.3 典型结构 (9)2.2.4 具体设计方案 (10)2.3机械手手臂结构的设计 (10)2.3.1 手臂结构的设计要求 (10)2.3.2 具体设计方案 (10)2.4机械手腰座结构的设计 (11)2.4.1 腰座结构的设计要求 (11)2.5机械手驱动系统设计 (11)2.5.1 常用驱动系统及其特点 (11)2.5.2 具体设计方案 (12)2.6机械手手臂的平衡机构设计 (12)2.6.1 平衡机构的形式 (12)2.6.2 具体设计方案 (13)3 手部结构设计 (14)3.1手指的形状 (14)3.2设计时考虑的几个问题 (14)3.3手部夹紧气缸的设计 (15)3.3.1 手部驱动力计算 (15)3.3.2 气缸的直径 (16)3.3.3 缸筒壁厚的设计 (18)4 手臂结构设计 (20)4.1手臂伸缩 (20)4.1.1 结构设计 (20)4.1.2 导向装置 (20)4.1.3 手臂伸缩驱动力的计算 (20)4.2手臂升降和回转部分的结构设计 (21)4.3手臂伸缩气缸的设计 (21)4.3.2 气缸的直径 (22)4.3.3 活塞杆直径的计算 (23)4.3.4 缸筒壁厚计算 (24)5 气动系统设计 (25)5.1主要元器件的选择 (25) (25) (25)5.1.3 节流阀 (28)5.2拟定执行元件运动控制回路 (29)5.3气源系统的设计 (29)5.4气压传动系统工作原理图 (30)5.5机械手运行顺序及电气控制 (30)6 机械手的PLC控制设计 (32)6.1可编程序控制器的选择及工作过程 (32)6.1.1 可编程序控制器的选择 (32)6.1.2 可编程序控制器的工作过程 (32)6.2可编程序控制器的使用步骤 (33)6.3机械手可编程序控制器控制方案 (34)6.3.1 系统简介 (34)6.3.2 工业机械手的工作流程 (34)6.3.4 机械手工作时序图 (36)6.3.5 梯形图设计(如附图所示) (36)7 结论 (38)参考文献 (39)致谢 (40)附录1 (41)附录2 (42)附录3 (43)1 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。