自动送料机械手的设计
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械 ， Ｏ ４ （ ）５ － ２０ ， ： ５ ７ ２４
传感器 ， 当有物体接近传感器时 ， 传感器将信 号传递给控
制中心 ， 中心通过 响应驱 使手指 气缸活塞杆 向前运 控制
动， 这样就可以手指夹紧物料 ， 达到设定的位置时 ， 控制中
［］ ３ 李明．气动机 器手的 电 气一 气压伺 服 系统 的设 计 ［］ Ｊ ．山西 冶
Ｋｅ ｒ ｓ：ｕｏ ｔ ｅ ； ｃ ａ ｉａ ａ ｄ；ｅｖ ｔｒ ｂ ｌｓｒｗ ａ ｓｍｂｙ ｙｗｏ ｄ ａ ｔｍａｉ ｆｅ ｍｅ ｈ ｎｃ ｈ ｎ ｓｒｏｍ ｏ ；ａ ｃｅ ｅ ｌ ｃ ｄ ｌ ｏ ｌ Ｓ
０ 引言
随着机械行业 的不断发展 ， 特别是对加 工效率 以及
零件精度的不断提高 ， 以及对人体劳动强度 的逐渐减少的
ｄ ｗ ｓ ｌｆ ａ ｄ ￣ ｈ ｔｅ ｓｒｏｍｏｏ ｌ ｂ ｒｎｆｒ ｄ ｎｏｓ ａｇ ｔ ｉｅｂ ｅｂ ｌ —ｓｒｗ．Ｔ ｅｍｏｉｎｏ ｈ ｉ ｙｉｄ ｒｒｄ ｄ － ｏ ｎ ， ｅｔ ｎ ｉ ｔ．ｈ ｅｖ ｔｒｗ ｌ ｔ ｓ ｍｅ ｉｔ ｔ ｉｈ ｎ ｙｔ ａｌ ｃｅ ｇ ｉ ｅ ａ ｏ ｒ ｌ ｈ ｈ ｔ ｆｔｅａｒｃ ｌ ｅ ｏ ｅ ｏ ｎ ｃｄ ｓｔｅｔ ｈｎ ｓ ｆ ｅｄｎ ｎｐ ａｏ．Ｓｎ ｅｔｅｈ ｒｃｓ ｎａ ｄｔｅｆｓ ｒｓｏ ｓ ｆ ｅｖ ｔｒ ａ ｏ ｇａ ｈ ｎ ｔ ｆｔｅｂ ｌ ｉｅ ｉ ｔｅｓｏ ｅ ｉｇｍａ ｉｕ ｔｒ ｉｃ ｉｈｐｅ ｉｉ ｈ ｔ ｅｐ ｎｅｏ ｒｏｍｏｏ ． ｓｌｎ ｓｔｅｌ ｇｈｏ ａ ｈ ｇ ｆ ｌ ｈ ｓ ｏ ｎ ａ ｓ ｅ ｈ ｌ ｓｒｗ ａ ｅ ｅｄ ｍａ ｄ ，ｔｅｍ ｎ ｐ ｌｔｒｗ ｌ ｂ ｂｅｔ ａｈ ａ ｙ ｐ ｓ ｉｎ ｃｅ Ｃ ｍｅｔｔ ｅ ｎ ｎ ｈ ｈ ａ ｉｕａｏ ｉ ａ ｌ ｏｒ ｃ ｏｉｏ ． ｅ ｅ ｎ ｔ
了精度。 机械手指的夹持与松开 。机械手指 的手掌的内部有
以防止在夹持的过程 中机械手指松动， 具有一定 的可靠
性。 参考文献
［］ 国平 ， 向博 ， １李 昃 王娜 ， 选， 孙 艾长胜． 塑型材 锯铣加 工 中心 铝 送料＿ 手气动 系统设 计［】 液压与气压 ，０５（）１— 初械 Ｊ． ２Ｏ，１ ： １ ２４ ［］ 坚 气动机 器手及其 ＰＥ控 制系统 的设计与 实现 ［］ ２彭 Ｉ Ｊ．通用机
个伺服电机控制 。在竖 直方 向上 ， 服 电机 与 伺 图 机械手俯视图 ２
传动滚珠丝杠螺母副 、 联轴器 、 导轨 、 传感器、 Ｌ形状板和
Ｕ形 状板 等 。
滚珠丝杠副通过联轴器连接在一起 ， 滚珠丝杠副安装在 Ｌ
型板上作为整个支撑 ， 滚珠丝杠螺母副丝杠的下端与一个
带有螺纹孔的 ｕ型板连在一起 ， ｕ型板 固定在机床 的身
（ 上接第 ３页）
表３
车体部件结构中几种典型材料板厚及 ＂ Ｇ焊工艺参数 Ｆ Ｉ
作者简介： 彭章祝 ， ０ ２ ７年毕业于西南交通大学材料成型及控制工 Ｏ 参考文献
［］ １ 史耀 武 主编． 国材 料 工 程 大典 （ ２ 中 第 ２卷） ．材 料 焊接 工程 （ ， ： 学工业 出版社 上）北京 化 程（ 焊接方向） 专业 ， 国际焊接 工程师， 现主要从事城轨车 辆铝合金车体焊接 工艺、 钢 车体 焊接工 艺和搅 拌摩 不锈
过程完成。
械 制造及其 自动化 专业硕 士研 究生 ， 究方 向先进 制造 研 装备 。
３ 结 论
敬： 日期 ： １ ３ １ 稿 ２ ２— — １ ０
本设计中控制机械手的位置是用 的伺服 电机 ， 因为
夺 ・ ・＝ ・ ・ － ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 夺 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ＝ 夺 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 夺 －－ Ｉ 夺 孛 夺 夺 夺 夺 夺 夺 牵 寺 夺 夺 夺 夺 夺 寺 孛 夺 夺 争 夺 々 ・ ・ 夺 夺 夺 寺 夺 夺 孛 ÷ 孛 夺 孛 寺 －－ ｂ ｛ ４・ 夺 ÷ 夺 夺 ÷
要求 ， 机械加工行业逐渐向半源自自动化、 自动化发展。 自动 送料是机械加工以及数控加工 中心 中非常重要 的结构。 它直接影响了机械加工的效率、 零件的精度以及可加工零
件范围等。
本文设计 了一种 自动送料机械手， 通过 Ｐ Ｃ的控制， Ｌ 机械手在一定的范围内能精确预先设定位置 ， 由于机械手
金 ， Ｏ８，１６ ： －２ ２０ ３ （ ）５ ５ ０
［］ ４ 牟文杰．机械 手在 注塑 生产 中的应 用 ［］ Ｊ ．中国塑料 ， Ｏ０ １ ２０ ， ４
（Ｏ ： － １ ）８ ８ ６９
心发出信号让气缸活塞杆向后运动 ， 左右方向的伺服电机 驱动手指向右运动进行送料 ， 当达到预定的位置时 ， 控制 中心控制手指气缸活塞杆向左运动 ， 机械手指靠 弹簧的作
擦焊接 工艺工作。
［］ ２ 邹增大主编． 焊接材料、 工艺及设备手册 ．北京： 化学工业出版社
收稿 日期 ： １ ２ ２ ２ ２— — ４ ０
［］ ５ 周美兰， 周封 ， 王岳．ＰＣ电气控制 与组 态设 计 ［ （ ２ ） Ｌ Ｍ］ 第 版 ． 北京： 科学 出版社 ， ｏ． ２ ９１ ０ ０
用力使机￣－指张开 ， Ｔ － － 放下物料 。然后左右方 向的伺服电
－￣ｇ（ ８ 一） 男， ｇ １ 贵州大学机械 工程学院机 机反转 ， 使伺服电机退 回原来预定 的位置 ， 这样整个 送料 作者简 介 ：－． ， ９６ ， 山东人，
内， 机械手可以到达需要的任何位置。因此本机构可以精
确定位 ， 实现了准确的夹持与送料。选择长度不 同的滚珠
杠的带动下上下移动 ， 这样机械手指就可以上下移动。因
为伺服电机的精度 比较高 ， 只要是在滚珠丝杠长度允许 的 范围内， 机械手指 可以在上 下方向上达到任何预定 的位
置。
丝杠螺母副 ， 机械手的运动的范围就不同 ， 只要是滚珠丝
及上下的运动。机械 手指的位置上装有气缸 ， 气缸的运动控制手指的 夹紧与松 开。 由于伺服 电机 的精度 高、 响应快 ， 因此 能实现机械手精确定位。只要 是在滚珠丝杠长度范 围内， 机械手就能到达空间任何位置 。
关键词 ：自动送料 机械手 伺服 电机 滚珠 丝杠螺母 副 文章编号 ： ０ ６ｓ （ｏ２ ｏ ０ １ ０ １ ２— ｓ６ ２ １ ）３— ０Ｏ一 ２ ０ 中图分 类号 ：Ｈ１２ Ｔ ２ 文献标 识码 ： Ａ
图１ 机 械 手 主视 图
２ 工作原 理
此机械手在空间运
１ 机 械 结构
本设计 中没有 画出左右方 向的伺服 电机 ， 用伺服电 机驱动整个机械手在左右方向上运动。机械手主视 图和
俯视图如图 １ 图２ 、 所示 ， 其中主要部件有伺服电机 、 气缸 、
动的三个方 向即前后 、
上下 以及左右分别有三
有一定的运动的范围， 因此可以对不同规格的零件进行送 料。比如可 以对不同规格的货架进行下料 、 在铝塑门窗加 工中进行下料等。
１ ． 电机 ；２联轴器；３ 伺服 ． 滚珠丝杠副 ； ． ４滚珠丝杠副 ；５导轨 ． ６ ． 传感器 ；７气缸；８ ． ． 机械手指 ；９ 型板 ；１． ． Ｕ ０滚珠丝杠；Ｉ ． Ｉ 型板 。 Ｌ
杠长度满足要求 ， 此机构就可以对任何规格的型材进行送 料， 因此它适应性 比较广。机械手指选择气缸作为动力可
前后方 向与竖直方 向有 同样 的结构 ， 通过前后方 向 的伺服电机与滚珠丝杠螺母 副以及联轴器将电机的转动 转换成 ｕ型板前后运动 ， ｕ型板与机械手指相连 ， 这样就 带动机械手指前后移动。机械手指通过导轨安装在 Ｌ板 的下部 ， 导轨起到了导 向的作用 ， 这样就减小 了摩擦 ， 提高
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上， 机械手指通过导轨固定在 Ｌ板下面。当伺服电机正向 转动时， 滚珠丝杠螺母副把伺服电机的转动转换成上下运 动， 因为 Ｕ型板是 固定不动的 ， 所以 Ｌ型板就会在滚珠丝
伺服 电机的精度 比较高 ， 通过控制系统可以控制伺服 电机
转动任意的角度 ， 通过滚珠丝杠将电机的转动转换成 了直 线运动到达预定 的位置， 只要是在丝杠长度允许的范 围
・
１ ・ ０
自动 送 料机 械 手 的设 计
岳宗风。 陈家兑， 徐玉梁
（ 贵州大学 机械工程学院 ， 贵州 贵 阳 ５００） ５ｏ３
摘要 ： 本文设计 了一种 多方位 送料－ 手。主要是 由伺服 电机、 初械 气缸 、 滚珠丝杠 螺母副等组 成。机械 手在前后 、 左右 以及
上 下方 向分别 由三个伺服 电机控制 ， 滚珠丝杠螺母副将伺服 电机 的转动转化成 直线运动 ， 从而控制机械 手的前后 、 左右 以
传感器 ， 当有物体接近传感器时 ， 传感器将信 号传递给控
制中心 ， 中心通过 响应驱 使手指 气缸活塞杆 向前运 控制
动， 这样就可以手指夹紧物料 ， 达到设定的位置时 ， 控制中
［］ ３ 李明．气动机 器手的 电 气一 气压伺 服 系统 的设 计 ［］ Ｊ ．山西 冶
Ｋｅ ｒ ｓ：ｕｏ ｔ ｅ ； ｃ ａ ｉａ ａ ｄ；ｅｖ ｔｒ ｂ ｌｓｒｗ ａ ｓｍｂｙ ｙｗｏ ｄ ａ ｔｍａｉ ｆｅ ｍｅ ｈ ｎｃ ｈ ｎ ｓｒｏｍ ｏ ；ａ ｃｅ ｅ ｌ ｃ ｄ ｌ ｏ ｌ Ｓ
０ 引言
随着机械行业 的不断发展 ， 特别是对加 工效率 以及
零件精度的不断提高 ， 以及对人体劳动强度 的逐渐减少的
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了精度。 机械手指的夹持与松开 。机械手指 的手掌的内部有
以防止在夹持的过程 中机械手指松动， 具有一定 的可靠
性。 参考文献
［］ 国平 ， 向博 ， １李 昃 王娜 ， 选， 孙 艾长胜． 塑型材 锯铣加 工 中心 铝 送料＿ 手气动 系统设 计［】 液压与气压 ，０５（）１— 初械 Ｊ． ２Ｏ，１ ： １ ２４ ［］ 坚 气动机 器手及其 ＰＥ控 制系统 的设计与 实现 ［］ ２彭 Ｉ Ｊ．通用机
个伺服电机控制 。在竖 直方 向上 ， 服 电机 与 伺 图 机械手俯视图 ２
传动滚珠丝杠螺母副 、 联轴器 、 导轨 、 传感器、 Ｌ形状板和
Ｕ形 状板 等 。
滚珠丝杠副通过联轴器连接在一起 ， 滚珠丝杠副安装在 Ｌ
型板上作为整个支撑 ， 滚珠丝杠螺母副丝杠的下端与一个
带有螺纹孔的 ｕ型板连在一起 ， ｕ型板 固定在机床 的身
（ 上接第 ３页）
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车体部件结构中几种典型材料板厚及 ＂ Ｇ焊工艺参数 Ｆ Ｉ
作者简介： 彭章祝 ， ０ ２ ７年毕业于西南交通大学材料成型及控制工 Ｏ 参考文献
［］ １ 史耀 武 主编． 国材 料 工 程 大典 （ ２ 中 第 ２卷） ．材 料 焊接 工程 （ ， ： 学工业 出版社 上）北京 化 程（ 焊接方向） 专业 ， 国际焊接 工程师， 现主要从事城轨车 辆铝合金车体焊接 工艺、 钢 车体 焊接工 艺和搅 拌摩 不锈
过程完成。
械 制造及其 自动化 专业硕 士研 究生 ， 究方 向先进 制造 研 装备 。
３ 结 论
敬： 日期 ： １ ３ １ 稿 ２ ２— — １ ０
本设计中控制机械手的位置是用 的伺服 电机 ， 因为
夺 ・ ・＝ ・ ・ － ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 夺 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ＝ 夺 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 夺 －－ Ｉ 夺 孛 夺 夺 夺 夺 夺 夺 牵 寺 夺 夺 夺 夺 夺 寺 孛 夺 夺 争 夺 々 ・ ・ 夺 夺 夺 寺 夺 夺 孛 ÷ 孛 夺 孛 寺 －－ ｂ ｛ ４・ 夺 ÷ 夺 夺 ÷
要求 ， 机械加工行业逐渐向半源自自动化、 自动化发展。 自动 送料是机械加工以及数控加工 中心 中非常重要 的结构。 它直接影响了机械加工的效率、 零件的精度以及可加工零
件范围等。
本文设计 了一种 自动送料机械手， 通过 Ｐ Ｃ的控制， Ｌ 机械手在一定的范围内能精确预先设定位置 ， 由于机械手
金 ， Ｏ８，１６ ： －２ ２０ ３ （ ）５ ５ ０
［］ ４ 牟文杰．机械 手在 注塑 生产 中的应 用 ［］ Ｊ ．中国塑料 ， Ｏ０ １ ２０ ， ４
（Ｏ ： － １ ）８ ８ ６９
心发出信号让气缸活塞杆向后运动 ， 左右方向的伺服电机 驱动手指向右运动进行送料 ， 当达到预定的位置时 ， 控制 中心控制手指气缸活塞杆向左运动 ， 机械手指靠 弹簧的作
擦焊接 工艺工作。
［］ ２ 邹增大主编． 焊接材料、 工艺及设备手册 ．北京： 化学工业出版社
收稿 日期 ： １ ２ ２ ２ ２— — ４ ０
［］ ５ 周美兰， 周封 ， 王岳．ＰＣ电气控制 与组 态设 计 ［ （ ２ ） Ｌ Ｍ］ 第 版 ． 北京： 科学 出版社 ， ｏ． ２ ９１ ０ ０
用力使机￣－指张开 ， Ｔ － － 放下物料 。然后左右方 向的伺服电
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内， 机械手可以到达需要的任何位置。因此本机构可以精
确定位 ， 实现了准确的夹持与送料。选择长度不 同的滚珠
杠的带动下上下移动 ， 这样机械手指就可以上下移动。因
为伺服电机的精度 比较高 ， 只要是在滚珠丝杠长度允许 的 范围内， 机械手指 可以在上 下方向上达到任何预定 的位
置。
丝杠螺母副 ， 机械手的运动的范围就不同 ， 只要是滚珠丝
及上下的运动。机械 手指的位置上装有气缸 ， 气缸的运动控制手指的 夹紧与松 开。 由于伺服 电机 的精度 高、 响应快 ， 因此 能实现机械手精确定位。只要 是在滚珠丝杠长度范 围内， 机械手就能到达空间任何位置 。
关键词 ：自动送料 机械手 伺服 电机 滚珠 丝杠螺母 副 文章编号 ： ０ ６ｓ （ｏ２ ｏ ０ １ ０ １ ２— ｓ６ ２ １ ）３— ０Ｏ一 ２ ０ 中图分 类号 ：Ｈ１２ Ｔ ２ 文献标 识码 ： Ａ
图１ 机 械 手 主视 图
２ 工作原 理
此机械手在空间运
１ 机 械 结构
本设计 中没有 画出左右方 向的伺服 电机 ， 用伺服电 机驱动整个机械手在左右方向上运动。机械手主视 图和
俯视图如图 １ 图２ 、 所示 ， 其中主要部件有伺服电机 、 气缸 、
动的三个方 向即前后 、
上下 以及左右分别有三
有一定的运动的范围， 因此可以对不同规格的零件进行送 料。比如可 以对不同规格的货架进行下料 、 在铝塑门窗加 工中进行下料等。
１ ． 电机 ；２联轴器；３ 伺服 ． 滚珠丝杠副 ； ． ４滚珠丝杠副 ；５导轨 ． ６ ． 传感器 ；７气缸；８ ． ． 机械手指 ；９ 型板 ；１． ． Ｕ ０滚珠丝杠；Ｉ ． Ｉ 型板 。 Ｌ
杠长度满足要求 ， 此机构就可以对任何规格的型材进行送 料， 因此它适应性 比较广。机械手指选择气缸作为动力可
前后方 向与竖直方 向有 同样 的结构 ， 通过前后方 向 的伺服电机与滚珠丝杠螺母 副以及联轴器将电机的转动 转换成 ｕ型板前后运动 ， ｕ型板与机械手指相连 ， 这样就 带动机械手指前后移动。机械手指通过导轨安装在 Ｌ板 的下部 ， 导轨起到了导 向的作用 ， 这样就减小 了摩擦 ， 提高
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上， 机械手指通过导轨固定在 Ｌ板下面。当伺服电机正向 转动时， 滚珠丝杠螺母副把伺服电机的转动转换成上下运 动， 因为 Ｕ型板是 固定不动的 ， 所以 Ｌ型板就会在滚珠丝
伺服 电机的精度 比较高 ， 通过控制系统可以控制伺服 电机
转动任意的角度 ， 通过滚珠丝杠将电机的转动转换成 了直 线运动到达预定 的位置， 只要是在丝杠长度允许的范 围
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１ ・ ０
自动 送 料机 械 手 的设 计
岳宗风。 陈家兑， 徐玉梁
（ 贵州大学 机械工程学院 ， 贵州 贵 阳 ５００） ５ｏ３
摘要 ： 本文设计 了一种 多方位 送料－ 手。主要是 由伺服 电机、 初械 气缸 、 滚珠丝杠 螺母副等组 成。机械 手在前后 、 左右 以及
上 下方 向分别 由三个伺服 电机控制 ， 滚珠丝杠螺母副将伺服 电机 的转动转化成 直线运动 ， 从而控制机械 手的前后 、 左右 以