数控车床上下料机械手设计_毕业设计

目录1 绪论 (1)1.1机械手概述 (1)1.2机械手的组成和分类 (2)1.2.1 机械手的组成 (2)1.2.2 机械手的分类 (4)1.3国内外发展状况 (6)1.4课题的提出及主要任务 (8)1.4.1 课题的提出 (8)1.4.2 课题的主要任务 (9)2 机械手的设计方案 (10)2.1机械手的座标型式与自由度 (10)2.2机械手的手部结构方案设计 (10)2.3机械手的手腕结构方案设计 (10)2.4机械手的手臂结构方案设计 (10)2.5机械手的驱动方案设计 (11)2.6机械手的控制方案设计 (11)2.7机械手的主要参数 (11)2.8机械手的技术参数列表 (11)3 手部结构设计 (14)3.1夹持式手部结构 (14)3.1.1 手指的形状和分类 (14)3.1.2 设计时考虑的几个问题 (14)3.1.3 手部夹紧气缸的设计 (15)3.2气流负压式吸盘 (18)4 手腕结构设计 (21)4.1手腕的自由度 (21)4.2手腕的驱动力矩的计算 (21)4.2.1 手腕转动时所需的驱动力矩 (21)5 手臂结构设计 (25)5.1手臂伸缩与手腕回转部分 (25)5.1.1 结构设计 (25)5.1.2 导向装置 (26)5.1.3 手臂伸缩驱动力的计 (26)5.2手臂升降和回转部分 (27)5.2.1 结构设计 (27)5.3手臂伸缩气缸的设计 (28)5.4手臂伸缩、升降用液压缓冲器 (31)5.5手臂回转用液压缓冲器 (32)第6章控制系统设计 (33)6.1控制系统硬件设计 (33)6.2 PLC梯形图中的编程元件 (33)6.3 PLC的I/O分配 (34)6.4 机械手控制系统的外部接线图 (35)6.5控制系统软件设计 (35)6.6公用程序 (36)6.7 自动操作程序 (37)5.8手动单步操作程序 (38)5.9 回原位程序 (38)6.10本章小结 (51)7 结论 (52)参考文献 (53)致谢 (55)全套图纸加1538937061 绪论1.1 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。

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。

上下料机械手毕业设计摘要：本文介绍了一种上下料机械手的设计方案。

该机械手主要由机械结构、运动控制系统和自动化控制系统三个部分组成。

机械结构采用钢材和铝合金制作，并通过特殊的设计实现了稳定可靠的运动。

运动控制系统采用伺服电机和编码器实现机械手的精准定位和运动控制。

自动化控制系统采用PLC和HMI实现工作流程的自动化控制和监控。

该设计方案具有结构简单、操作简便、稳定可靠等特点，适用于工业自动化领域的上下料操作。

1.引言上下料机械手是一种用于工业自动化上下料操作的装置，具有结构简单、操作便利、效率高等优点，广泛应用于各个领域。

然而，目前市场上的上下料机械手仍存在一些问题，比如结构不稳定、运动不精准等。

为了解决这些问题，本文提出了一种新的上下料机械手设计方案。

2.设计方案2.1机械结构该机械手的机械结构主要由钢材和铝合金制成，具有足够的强度和刚度。

并且，机械结构采用了特殊的设计，使得机械手在运动时具有稳定可靠的特性。

同时，机械手还配备了一些传感器，用于检测工件和夹具的位置和状态。

2.2运动控制系统该机械手的运动控制系统主要由伺服电机和编码器组成，用于实现机械手的精准定位和运动控制。

伺服电机通过控制电流来控制机械手的运动，编码器用于检测机械手的位置和速度。

2.3自动化控制系统该机械手的自动化控制系统主要由PLC和HMI组成，用于实现工作流程的自动化控制和监控。

PLC负责控制机械手的各个动作，如夹取、放置等，HMI用于操作和监控整个系统。

3.实验与结果为了验证该机械手的设计方案，我们进行了一系列实验。

实验结果表明，该机械手能够稳定可靠地完成上下料操作，并且具有较高的定位精度和运动控制精度。

同时，该机械手的自动化控制系统能够有效地提高工作效率。

4.结论本文设计了一种上下料机械手的新方案，该方案具有结构简单、操作简便、稳定可靠等特点，适用于工业自动化领域的上下料操作。

然而，该设计方案还有一些局限性，比如只适用于特定工件和夹具。

一、设计（论文）题目：数控机床上下料机械手设计二、专题题目：高速切削的数控加工工艺三、设计的目的和意义：通过对机械设计制造及其自动化专业机制方向大学本科四年的所学知识进行整合，完成一个特定功能、特殊要求的检测、控制仪器的制作，能够充分、完整地体现电子信息工程专业类毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论到实践的有机结合。

本设计能够广泛应用于家庭、车站、码头、医疗机构等需要对人体温度进行实时检测的场所，满足用户对体温实时测试的要求，并能够对体温进行实时显示和对体温异常现象进行报警。

目前，本设计的国内外研究及应用主要体现在2003年全国抗击“非典”期间，清华大学深圳研究所研制的“红外数字体温计”以及同时期出现的国内其他生产厂家制作的“数字遥感体温计”。

四、设计（论文）主要内容：（1）机械手的整体结构设计及其总装图、液压系统图和PLC接线图以及具体零件图的绘制（一张零号图，三张一号图，二张二号图，合计三张零号图）（2）具体设计过程及其合理性的文字说明。

五、设计目标：完成对机械手的总体结构设计，主要是设计合理的液压传动系统，以及PLC控制程序，能合理地控制机械手上下料。

六、进度计划：2006年3月13日至3月31日进行为期3周的生产实习；4月1日至4月20日完成对设计题目的资料收集与查询；4月21日至5月31日完成对设计图纸的绘制；6月1日至6月20日完成毕业设计说明书的编写；6月21日至6月24日最后的审稿及说明书和图纸的打印。

七、参考文献资料：1 付永领,王岩,裴忠才.基于CAN总线液压喷漆机器人控制系统设计与实现.机床与液压. 2003, (6): 90~922丁又青,朱新才.一种新型型钢翻面机液压系统设计. 机床与液. 2003, (5): 128~1293刘剑雄, 韩建华.物流自动化搬运机械手机电系统研究.机床与液压.2003, (1): 126~1284 徐轶, 杨征瑞,朱敏华,温齐全. PLC在电液比例与伺服控制系统中的应用.机床与液压.2003, (5): 143~1445胡学林.可编程控制器(基础篇).北京: 电子工业出版社, 2003.6胡学林.可编程控制器(实训篇).北京: 电子工业出版社, 2004.7孙兵,赵斌,施永康.基于PLC的机械手混合驱动控制.液压与气动.2005, (3): 37~398孙兵,赵斌,施永康.物料搬运机械手的研制.机电一体化. 2005, (2): 43~459王田苗,丑武胜.机电控制基础理论及应用. 北京: 清华大学出版社, 2003.10李建勇.机电一体化技术.北京: 科学出版社, 2004.11王孙安, 杜海峰, 任华.机械电子工程. 北京: 科学出版社,2003.12 张启玲, 何玉安. PLC在气动控制称量包装装置中的应用.液压与气动.2005, (1): 31~3313赵文.数字控制技术在龙门刨床电控系统中的应用.电气传动.2005. 35 卷(3): 55~5714沈兴全, 吴秀玲.液压传动与控制.北京: 国防工业出版社, 2005.15王宪军, 赵存友.液压传动.哈尔滨: 哈尔滨工程大学出版社, 2002.16徐灏等.机械设计手册.第5卷.北京: 机械工业出版社, 2000.17陈铁鸣, 王连明, 王黎钦.机械设计(修订版).哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社, 2003.18 邓星钟.机电传动控制(第三版).武汉: 华中科技大学出版社, 2001.19 西门子自动化与驱动集团(SIEMENS AG). S7-200系统手册. 2002.20 蔡行健. 深入浅出西门子S7-200 PLC. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2003.22 张利平.现代液压技术应用220例.化学工业出版社,2004.23 高西林. 锻床上料机械手. 轻工机械. 2001,(2):24 李春波, 王大明, 李哲, 王祖温. PLC控制的气动上下料机械手. 液压气动与密封, 1999. 12. (6): 21~2425 尹自荣, 熊晓红, 骆际焕, 王建坤. 数控上下料机械手的研究及应用. 锻压机械. 1994, (6): 3~526 张波, 李卫民, 尚锐. 多功能上下料用机械手液压系统.2002，(8): 31~3227 侯沂, 刘涛. 装卸机械手设计研究. 机械. 2004, 第31卷(6): 53~5428 叶爱芹, 袁金强. PLC在机械手控制系统中的应用. 安徽技术师范学院学报. 2001, 15卷(4): 64～6529 王会香, 孙全颖. 自动涂胶机械手的PLC控制. 哈尔滨理工大学学报. 2002，7卷(5): 16~1830 潘沛霖, 杨宏, 高波, 吴伟光. 四自由度折叠式机械手的结构设计与分析.哈尔滨工业大学学报. 1994, 26卷(4): 90~9531 刘新一. 多工位自动冲床机械手控制器设计. 广州大学学报（综合版）. 2000, 第14卷(3): 19~2032吉爱国, 冯汝鹏, 郭伟, 张锦江. 计算机在机械手控制中的应用. 机械与电子. 1996, (6): 8~9指导教师：院（系）主管领导：年月日。

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。

数控车床自动上下料机械手的设计方案包括两个直线运动及一共计三种运动方式。

其中直线运动为手臂的回转运动为机械手机座的旋转。

选择此结构类型的好处是机械手手臂活动范围较大且精度较高。

并且1，整体结构造图2机械手整体造型结构图数控车床自动上下料机械手手部设计机械手手爪与手腕相连接，属于末端执行器的一种，安装在手腕末端。

机械手手爪部位结构应有一定的夹紧力，保证可以夹紧工件，使工件牢固稳定。

通常情况下，机械手手爪的开闭范围越大越好，本设计中机械手手爪开闭范围如图3。

图3机械手手爪开闭范围图手爪结构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。

手爪的结构设计具体如图4。

1.3数控车床自动上下料机械手手臂设计机械手的手臂是机械手的主要执行部位。

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如图5，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如图6，每个导杆都选用空心结构以保证机械手整体重量。

添加此导杆结构主要原因是可以保证机械手整体稳定。

————————————————管树龙（1991-），男，江苏淮安人，苏州瀚隆智能装备有限公司，本科，研究方向为机械制造。

图1机械手工作布局图图4机械手手抓结构三维图图5机械手水平手臂结构图图6机械手垂直手臂结构图1.4数控车床自动上下料机械手机身机座设计机械手机座包括腰部和底座两部分组成。

在设计过程中机械手的机座部分底座截面需要足够大以保证机械手整体工作时的稳定。

同时底座需要一定承载能力以保证可以承受机械手整体重量。

且其结构装卸要方便。

所示。

图7机械手机座结构图的条件，带入数据，3）理论驱动力的计算：带入数据，计算得：计算驱动力计算公式为：带入数据，计算得：而液压缸的工作驱动力是由缸内油压提供的，F c=P·A经计算，所需的油压约为已知公式：计算得N图8电机参数曲线图3数控车床自动上下料机械手控制系统设计3.1机械手的工作流程如图9所示为机械手的工作流程图。

目录摘要 (2)第一章绪论 (7)1.1 选题背景 (7)1.2 设计目的 (7)1.3 国内外研究现状和趋势 (8)1.4 设计原则 (8)第二章机械手的概述 (9)2.1 机械手的组成 (9)2.2 机械手的分类 (9)2.3 机械手的基本动作 (10)2.4 机械手的操作原理 (11)2.5 机械手的应用 (12)第三章机械手自动控制系统 (14)3.1 控制系统的选择 (14)3.2 液压控制系统的元件 (14)3.3 液压控制系统原理 (15)3.4 机械手夹紧液压系统的控制回路 (17)3.5 液压控制的特点 (18)第四章机械手夹紧电气控制设计 (19)4.1 设计内容 (19)4.1.1 设计要求 (19)4.1.2 方案的确定 (19)4.2 机械结构的设计 (20)4.2.1 机械手的机械结构 (20)4.2.2 机械结构的设计要求 (20)4.3机械手夹紧工作原理图的设计 (21)4.3.1 元件的选择 (21)4.3.2 绘制原理图 (22)4.3.3 元件作用 (23)4.4 主要电器元件 (24)4.4.1 接触器 (24)4.4.2 热继电器 (25)4.4.3 时间继电器 (25)4.4 机械手夹紧电气控制系统的设计 (26)4.4.1机械手夹紧的工艺流程 (26)4.4.2机械手夹紧的动作状态表 (26)4.4.3 机械手夹紧电气控制电路的逻辑表达式 (27)4.4.4 电路图的描绘 (29)第五章 PLC控制系统 (31)5.1 PLC概述 (31)5.1.1 PLC简介 (31)5.1.2 可编程序控制器的工作原理 (31)5.1.3 三菱PLC编程语言的特点 (32)5.1.4 PLC的应用设计步骤 (34)5.2机械手夹紧电气控制系统的设计 (35)5.2.2 机械手夹紧PLC控制系统的I/O端点分配和I/O接线图 (35)5.2.3 程序控制的设计 (36)翻译 (42)心得 (48)参考文献 (50)致谢 (51)毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

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。

自动上下料机械手设计毕业论文自动上下料机械手是一种在工业生产中广泛应用的机械设备，它能够实现自动化的物料输送和加工操作，提高生产效率和品质。

本文将对自动上下料机械手的设计进行详细介绍，包括机械结构设计、控制系统设计和安全保护措施等方面。

首先，机械结构设计是自动上下料机械手设计的重要一环。

机械手的结构设计需要考虑到物料的尺寸和重量等因素，以确保机械手能够稳定地抓取和搬运物料。

常见的结构设计包括三轴机械手和六轴机械手，三轴机械手适用于简单的上下料操作，而六轴机械手适用于复杂的搬运和加工操作。

此外，机械手的末端需要根据物料的特点设计相应的夹具，以确保物料的安全和稳定。

其次，控制系统设计是自动上下料机械手设计中的关键环节。

控制系统主要包括机械手的位置控制和力控制。

位置控制使用编码器和传感器等设备，通过实时监测机械手的位置信息来控制机械手的运动轨迹。

力控制使用力传感器和控制算法等设备，通过实时监测机械手的力信息来控制机械手的抓取力度和握持力度。

此外，控制系统还需要具备良好的人机界面，以便操作人员能够直观地监控和控制机械手的运动状态。

最后，安全保护措施是自动上下料机械手设计中必不可少的一部分。

由于机械手在工作过程中可能会遇到各种意外情况，如物料掉落、碰撞等，因此需要采取相应的安全保护措施来避免事故的发生。

常见的安全保护措施包括限位开关、急停开关、安全光栅等设备，它们能够及时检测到异常情况并切断机械手的电源，以确保人员的安全。

综上所述，自动上下料机械手的设计涉及到机械结构设计、控制系统设计和安全保护措施等方面。

通过合理地设计和选择，可以使机械手能够实现高效、稳定的上下料操作，并确保人员的安全。

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。

毕业设计（论文）题目数控机床上下料机械手专业班级姓名所属助学单位2015 年 9 月 5 日目录1 绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1。

2 设计目的 (1)1。

3 发展现状与趋势 (2)2 液压上下料机械手的设计方案 (3)2。

1机械手的概念 (3)2。

2 机械手的组成及工作原理 (3)2.3 机械手的总体设计 (4)2.3.1 机械手的总体机构的类型 (4)2.3.2 具体采用方案 (5)2。

4 机械手主要部件的选用 (5)2.4.1 机械手手爪的选用 (5)2.4。

2 机械手手腕的选用 (6)2。

4。

3 机械手手臂的选用 (7)2。

4.4 机械手机身的选用 (8)2。

5 驱动机构的选择 (8)2.6 传动结构的选择 (9)2.7 机器人手臂的平衡机构设计 (10)3 液压系统的设计 (11)3.1 液压系统的概述 (11)3。

2 液压系统的组成 (11)3.3 液压系统的基本控制回路 (11)3.4 液压系统的总体设计 (12)3.4.1 控制回路的设计 (12)3。

4。

2 液压源系统的设计 (12)3。

4。

3 绘制的液压系统图 (13)3。

5 液压系统的简单计算 (13)3。

5。

1油缸的主要类型与相关运算 (14)3。

5。

2油泵的选择 (18)3。

5。

3 油泵电动机功率的确定 (18)4 机械手控制系统的设计 (19)4.1 系统硬件电路的设计 (19)4.1.1 可编程控制器的概念 (19)4.1。

2 PLC的应用领域 (19)4。

1。

3 PLC系统的组成 (20)4。

1。

4 PLC的工作原理 (21)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)摘要通过对机械设计基础、工业用微型计算机及其自动化等专业课程的学习,以及课外实践所学的知识，对数控机床上下料机械手各部分机械结构和功能进行了论述和分析，设计了一种液压式圆柱坐标形式的数控机床上下料机械手。

此设计主要针对机械手的手爪、手腕、手臂、机身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）进行了的设计。

设计（论文）学生开题报告
（1）A—工程实践型；B—理论研究型；C—科研装置研制型；D—计算机软件型；
E—综合应用型
（2）X—真实课题；Y—模拟课题；
（1）、（2）均要填，如AY、BX等。

2-2
毕业设计（论文）学生申请答辩表
学生签名：日期：毕业设计（论文）指导教师评审表
毕业设计（论文）评阅人评审表
毕业设计（论文）答辩表
毕业设计（论文）答辩记录表
毕业设计（论文）成绩评定总表
学生姓名：蔡炼专业班级：05gb机制1
毕业设计（论文）题目：数控机床上下料机械手设计
注：成绩评定由指导教师、评阅教师和答辩组分别给分(以百分记)，最后按“优(90--100)”、“良(80--89)”、“中(70--79)”、“及格(60--69)”、“不及格(60以下)”评定等级。

其中，指导教师评定成绩占40%，评阅人评定成绩占20%，答辩组评定成绩占40%。