套类零件自动上下料机构设计

哈尔滨工业大学成人高等教育本科生毕业设计（论文）

套类零件自动上下料机构设计

设计者：李富友

摘要

针对数控车床设计的一种套类零件自动上下料机构，实现了坯料的抓取、自动定位、夹紧以及工件的回放。该机构主要由自动安装夹具，坯料、工件拾取机械手，动力及控制系统组成。零件的自动定位、夹紧由弹簧涨胎心轴实现，涨胎心轴是以工件的内孔表面定位，由气缸驱动弹性筒夹向外扩涨，实现工件的定位和夹紧的。坯料、工件的拾取、回放是由单臂形式的机械手通过伸缩、旋转以及俯仰等运动实现的，这些运动均由气缸驱动获得。本设计中，为实现工件的自动上下料，单臂机械手的运动与涨胎心轴的张合需进行紧密配合。考虑到所夹持工件的实际尺寸、质量等因素，本机构采用气动、电气控制实现了坯料和工件的拾取、安装、回放过程的自动完成。

关键词：自动上下料；气动机械手；气动夹具；套类零件

Abstract

This paper is aimed at designing a sleeve parts automatic baiting agencies for a CNC lathe.Its function is processing the crawls, automatic positioning and clamping of the workpiece.The automatic baiting agencies mainly consist of the automatic fixture, the manipulator for picking up the workpiece and billets and the drive and control system.Among them,the automatic positioning and clamping of the sets parts is achieved by the axis fetal heart rate rising to the workpiece centering hole.When clamping the workpiece,flexible tube folder can center and clamp the cylindrical hole through the expansion and inflation;blank grasping of the workpiece and the intervals are achieved by the manipulator arm by stretching and rotating.In the issue,it is necessary for the movements of the manipulator arm and the automatical fixture Zhang to require the coordination.Taking into account that the actual workpiece size,the quality and the various features of the driven approach to the system,we decide to adopt the aerodynamic control,using compressed air to achieve the movements of the clamping fixture and manipulator.

Keywords:Automatic baiting;Pneumatic manipulator;Pneumatic fixture;sleeve parts

目录

摘要 ...................................................................................................................I Abstract . (Ⅱ)

第1章概述 (1)

1.1 自动上下料机构设计的背景与目的 (1)

1.2 自动上下料机构设计的意义 (3)

第2章总体方案设计 ................................................................... 错误!未定义书签。

2.1 方案设计概述 ................................................................................. 错误!未定义书签。

2.2 驱动方式的确定 (1)

2.3CK6140型数控车床的主要参数 (3)

2.4 总体方案设计 (4)

2.5 本章小结 (6)

第3章夹具设计 (7)

3.1 机床夹具设计概述 (7)

3.2 结构设计 (8)

3.3 气动夹紧装置设计计算 (12)

3.4 本章小结 (12)

第4章机械手设计 (12)

4.1 运动分析 (12)

4.2 结构设计 (15)

4.3 本章小结 (25)

第5章气动控制系统设计 (27)

5.1 气压传动系统原理图的拟定 (27)

5.2 电气控制设计 (28)

5.3 本章小结 (30)

结论 (31)

致谢 (32)

参考文献 (32)

第1章概述

1.1 自动上下料机构设计的背景与目的

数控机床是一种以数字量作为指令信息、形式，通过电子计算机或专用计算机装置控制的机床，是在机电一体化技术的基础上发展起来的一种灵活而高效的自动化机床，在机械行业中得到了日益广泛的应用，因为它具有如下的特点：（1）适应性强

适应性即所谓的柔性，是指数控机床随生产对象变化而变化的适应能力。在数控机床上进行产品加工，当产品改变时，仅仅需要改变数控设备的输入程序（即工作程序，又称用户软件）就能适应新产品的生产需要，而不需改变机械部分和控制部分的硬件，而且生产过程是自动完成的。这一点不仅满足了当前产品更新、更快的市场竞争需要，而且较好的解决了单件、小批量、多变产品的自动化生产问题。适应性强是数控机床最突出的优点，也是数控机床得以生产和迅速发展的主要原因。

（2）能实现复杂的运动

普通机床难以实现或根本无法实现轨迹为三次以上的曲线或曲面的运动，如螺旋桨、汽轮机叶片之类的空间曲面; 而数控机床则可以实现几乎是任意轨迹运动和任何形状的空间曲面，适用于复杂异型零件的加工。

（3）加工精度高，产品质量稳定

数控机床是按照预定程序自动工作的，一般情况下工作过程不需要人工干预，这就消除了操作者认为生产的误差。在设计制造设备主机时，通常采取了许多措施，使数控设备的机械部分达到较高的精度。数控装置的脉冲当量可达0.01—0.00002mm, 同时，可以通过实现检测反馈修正误差或补偿来获得更高的精度。因此，数控机床可以获得比机床本身精度更高的加工精度。尤其提高了同批零件生产的一致性，使产品质量获得稳定的控制。

（4）生产效率高

数控机床比普通机床的生产效率能高出许多倍。尤其对某些复杂零件的加工，生产效率可提高十几倍甚至几十倍。其原因如下：

①数控机床具有较高的刚性，可采用较大的切削用量，有效地减少了加工中的切削时间。

②具有自动变速、自动换刀河其他辅助操作自动化等功能，而且无需工序间的检验和测量，使辅助时间大为缩短。