毕业设计(论文)
设计（论文）题目：
棒料切割机
系别：机械工程系
专业：机械制造/计算机
班级：
学号：
姓名：
引言
机电一体化产品广泛应用各种加工业，切割技术也有了飞速的发展，手工切割已经适应不了现代工业发展的要求。同时，切割机的夹紧机构也有了迅速的发展，一些简单的机械手已经得到广泛的应用。简单的机械手经过几十年的发展，如今已进入以通用机械手为标志的时代。几十年来，这项技术的研究和发展一直
1
比较活跃，设计在不断的修改，品种也在不断的增加，应用领域也在不断的扩大。简单的机械手是一种仿人操作、自动控制、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。
我们设计的铸棒线切割机结构简单，性能安全可靠，操作方便可行，很好的实现了其预定功能。铸棒线切割机主要由三个大的部分组成，即切割部分、夹紧部分和纵横行走部分。
切割部分是由电极带动砂轮旋转，由气缸控制砂轮上下移动完成切割。夹紧部分主要采用了一个气动夹紧机械手，电磁阀控制气缸活塞的伸缩来实现夹紧和放松。纵横行走部分是由气缸控制纵向、横向行走板，使之沿直线导轨前进或返回。
整个机器由PLC控制各个气动换向阀的电磁铁，由气缸驱动完成顺序切割动作过程。而随动工作台的随动前进速度也可以通过夹紧机械手夹紧铸棒使之与铸棒速度同步。横向切割时的切割速度可以通过气缸来调节。
与一般的切割机相比，这种切割机有以下优点：
一、实现了机械工程和自动控制的有效结合，机械部分采用机械优化设计，整个设计过程中都进行了综合技术比较与经济评价，实现了预定的功能。
二、整个运动过程都采用了气压传动控制，与液压传动相比，气压传动有无介质费用、处理方便、无泄露污染、无介质变质等优点。
三、在设计过程中，纵横行走装置采用了直线导轨，既提高了运动系统的运动精度，又很大程度的减小了摩擦力，达到了节能的效果。
四、整个切割过程都由PCL控制，以其结构简单合理、设备性能良好、使用寿命长、安全系数高等因素，满足了自动化大批量的生产要求。
这种切割机具有控制方便，性能稳定，结构简单，调节、修改方便、生产率
2
高等优点，具有广阔的应用前景。
摘要
连续铸造是一种先进的铸造方法，其原理是将熔融的金属，不断浇入一种叫做结晶器的特殊金属型中，凝固（结壳）了的铸件，连续不断地从结晶器的另一端拉出，它可获得任意长或特定的长度的铸件。
连续铸造在国内外已被广泛采用，例如连续铸锭（钢或有色金属锭），连续铸
3
管等。连续铸造和普遍铸造法比较有下述优点：
1.由于金属被迅速冷却，结晶致密，组织均匀，机械性能较好；
2.连续铸造时，铸件上没有浇注系统的冒口，故连续铸锭在轧制时不用切头去尾，节约了金属，提高了收得率；
3.简化了工序，免除造型及其它工序，因而减轻了劳动强度；所需生产面积也大为减少；
4.连续铸造生产易于实现机械化和自动化，铸锭时还能实现连铸连轧，大大提高了生产效率。
铸棒线割机在连续的铸造中工作，它的工作是由PLC控制电磁阀，使电磁阀控制气缸，并由气缸驱动与其连接的部件，实现对铸棒的准确定长切割，切割后自动返回初始位置。一个切割机分别切割两条铸棒，其切口深度为35mm，然后由压断机进行压断。
铸棒线割机是一种既能有效的提高生产率，又在价格和使用方面能被广大用户所接受的一种新型的自动控制切割机。由PLC控制的气动铸棒切割机，其中融合了气压自动控制、机器人技术和PLC控制技术。PLC控制各个气动换向阀的电磁铁，由气缸驱动机械手完成顺序切割过程，实现了机械设计、电器控制和气动控制的有效结合。这种切割机具有控制方便，性能稳定，结构简单，调节、维修方便，生产率高等优点，具有广泛的应用前景。
目录
引言
摘要
第一章切割部分设计
1.1设计要求 (6)
1.2方案设计 (6)
4
1.3结构设计 (7)
第二章夹紧部分设计
2.1设计要求 (18)
2.2方案设计 (18)
第三章纵横行走部分设计
3.1设计要求 (20)
3.2方案设计 (20)
3.3直线导轨的选择计算 (20)
第四章PLC 概述
4.1可编程控制器PLC的基本原理 (23)
4.2可编程控制器的特点 (24)
第五章电气控制线路的设计
5.1电气控制线路设计的一般要求 (25)
5.2电气控制线路的设计方法 (25)
5.3气动原理图的设计 (26)
结论 (30)
谢辞 (31)
参考文献 (32)
第一章切割部分设计
1.1 设计要求
项目要求切割机能够根据定长信号分别切割两条连续的铸铁棒，实现对铸棒的准确定长切割，切割后自动返回初始位置。其切口深度为35mm。再由压断机进
5
6 行压断。
1.2 方案设计
切割部分主要有砂轮、电动机和传动机构组成。现在在切割部分有两种可行的方案：第一，电动机通过带传动带动砂轮片转动。第二，电动机通过圆锥齿轮传动带动砂轮片转动。考虑到切割过程中电动机带动砂轮高速旋转，所以优先选取第一种方案，因为圆锥齿轮传动不宜应用在转速太高的场合，而且运用齿轮传动时，还要考虑到这样消除震动和怎样润滑齿轮，这样就增加了设计成本。
横向行走板
纵向行走板
砂轮片
升降气缸
纵向行走气缸
横向行走气缸
带轮
带
电机
图1-1 切割部分原理图
切割部分的原理如图1-1所示，电动机带动砂轮片高速旋转，电机与工作台之间采用铰支撑，气缸1可推动砂轮片上下移动，完成切割。气缸2可推动工作台横向移动，控制切割的长度。气缸3可使工作台纵向移动，使砂轮片能分别切割两根铸棒。其中电动机和气缸都通过电磁阀由PLC 机控制，从而实现其动作。
1.3 结构设计
7 1.3.1砂轮片的选取
经过调研，切断能力为50 的砂轮片，其规格为322.3400??mm ，所需电机的最小功率为2.2min =P kw ，转速为1n =2840 r/min, 砂轮片的最大线速度为70m/s 。
最终选取砂轮片的型号为TL-001型，其磨料为棕刚玉，粒度为20#]1[。
1.3.2 电机的选取
根据砂轮片的要求，现选用比较常用的Y 系列三相异步电动机，这是由于Y 系列三相异步电动机的功率等级和安装尺寸与国外同类型的先进产品相当，因而具有与国外同类型产品之间良好的互换性，供配套出口及引进设备替换]2[。选取功率为3.0KW ，满载时的转速为2870r/min 。额定电流6.39A ，功率因数0.87，效率82%，额定转矩2.32
m N ?]
3[。
1.3.3 带传动设计
1.确定计算功率
由《机械设计》第108页表7-7查得工作情况系数A K =1.2（电机带动砂轮切割铁棒，载荷性质为载荷变动较大），则功率为
6.332.1=?=?=P K P A ca （1-1） 2.初选带的型号
根据ca P 和1n ，由《机械设计》书中第108页图7-14初选A 型普通V 带。 3.确定带轮的基准直径1d d 和2d d
1）由《机械设计》第109页表7-8查得A 型min d d =75mm,考虑到带轮太小，其弯曲应力过大，所以要使1d d ≥min d d ，取1d d =150
8 2）验算带的速度
6.22100
602840
150100
601
1=???=
??=
ππn d V d m/s （1-2）
因为 5m/s < 22.6m/s < 25m/s 带速符合要求。
3）计算2d d
12
1
2d d d n n d ?=
（1-3） 由于电机转速与砂轮转速基本同步，选速比 21n n =1，则
2d d =1d d =150 mm
4.确定中心距和带的基准长度 1）初选中心距
由0.7（1d d +2d d ）≤0a ≤2（1d d +2d d ），考虑到结构要求，初选0a =900 mm
2
1212
04)()(2
2'a d d d d a L d d d d d -+
++
=π
（1-4） 900
4)150150()150150(290022
+-+++?=π
2270= mm
由《机械设计》第96页表7-2取带的标准基准长度2000=d L mm 2)最后确定中心距 7652
2270
20009002'0=-+=-+
=d d L L a a mm （1-5） 则 7352000015.0765015.0min =?-=-=d L a a mm （1-6） 8252000030.0765030.0max =?-=+=d L a a mm （1-7）
9 最后取 825~735=a mm 。 5.验算带轮包角
??--
?=601801
21a
d d d d α （1-8） ??--
?=60765
150
150180 ?>?=120180 （合适） 6.确定带的根数
'P P z ca
≥
（1-9） 其中： K P K K P P L a )('000?+= )11(10i
b K n K P -
=? 由《机械设计》第107页表7-5查得弯曲影响系数31003.1-?=b K 1150
150
12===
d d d d i 由《机械设计》第107页表7-5查得传动比系数05.1=i K 0)0
.11
1(28801003.130=-
???=?-P kw 由《机械设计》第107页表7-6查得包角系数1=a K 由《机械设计》第106页表7-4查得长度系数03.1=L K 采用非化纤结构的普通带，取材质系数75.0=K 由《机械设计》第105页图7-13查得2.20=P kw 。
7.175.0)03.112.2('0=???=P kw
10 12.27
.16
.3'0==≥P P z ca 取3=z 根。
7.确定单根带的初拉力
20)15.2(500
qv K vz P F a
ca +-?= （1-10） 由《机械设计》第96页表7-1查得1.0=q 916.221.0)10
.15.2(36.226.350020=?+-???=F N （1-11）
8.计算带对轴的压力 5462
180sin
39122
sin 21
0=?
???==αz F Q N （1-12） 9.带轮的设计 1）带轮的设计要求
设计带轮时应满足的要求有：质量小，结构工艺性好，无过大的铸造应力，质量分布均匀，转速高时经过动平衡，轮槽工作面加工精细，以减小带的磨损，各槽的尺寸和角度保持一定的精度，以使载荷分布均匀]4[。 2）带轮的材料
带轮的材料主要采用铸铁，常用材料的牌号为HT150或HT200，转速较高时宜采用铸钢，或用钢板冲压后焊接而成]5[。在本次设计中，采用了比较常见的HT150。
3）带轮的结构尺寸
由于带轮的基准直径mm d d 150=，轴的直径mm d 30=，根据带轮的选择原则：即当 mm d d d 3000)3~5.2(≤≤ 时采用腹板式结构，铸造带轮的结构如图1-2所示。
11 两处
0.01A
0.02A
3.2
3.2
A
1.6
3.2
6.3
6.3
33.3+0.2 0
9.5
36°
8.6
128
?555
6.3
6.3
2X45°
其余
6.3
6.3
3.2
3.2
8±0.02
斜度1：25
?1208
4056
?156?150?42
?30+0.021
图1-2 带轮的结构
1.3.4 升降气缸的选择
1.选取气缸类型
根据设计所用资料，现选取DNC 标准气缸。 2.选择安装方式
根据结构设计的要求，要实现砂轮片的上下移动完成切割，要求气缸在上下伸缩的同时，还要绕一点转动，所以选用后绞式安装方式。
手柄
N
F
砂轮片
图1-3 手动切割机受力示意图
3.负载大小
根据手动切割机的工作原理（如图1-3所示），
图中F=20 kg 估算得砂轮片的支反力为N=40kg。
再由所设计切割机的切割工作原理（如图1-4所示）
由于砂轮所受的支反力相同，算得气缸所承受的力即理论推力为F’=80 kg 合800N。
4.工作压力
经调查，当前所用的气缸的工作压力一般在0.4MP左右，所以选取其正常工
作压力为0.4MP。气动元件一般要求安全系数比较高，所以在选取的时候一般要求
有较大余量，所以在缸径选择时，其工作压力一般按0.3 MP计算]6[。
5.缸径选择
由《气动自动化系统优化设计》书中第46页表2-7查得工作压力为0.3 MP，
12
13 砂轮片
气缸
N
F'
图1-4 铸棒切割机受力示意图
气缸
砂轮片
工件
图1-5 气缸行程计算简图
理论推力为800N 时，其缸径为60mm ]7[。考虑到安全系数，初选缸径为80mm 。 6.行程大小
根据机构简图（如图1-5所示），其中实线为机构初位，在初位时，砂轮片的
14 直径在最大状态，当砂轮切割到终位（图1-5中虚线部分）时，连杆所转过的角度为?10，此时砂轮直径为最小直径。
在初位时测得气缸的总长度为mm L 5401=，在终位时测得气缸的总长为
mm L 4402=，所以在此过程中气缸的行程
mm L L L 10021=-=
即 升降气缸的行程为mm L 100= 7.确定气缸型号
综上所述，根据《气动自动化系统优化设计》中第50-54页查得，选用SNC-80-100-PPV 型的标准气缸合适。
1.3.5 滚动轴承的选取及校核
1. 轴承的选择
在结构设计中，我采用了既有转速高的优点，有能够承受少量轴向力的角接触球轴承，（其中轴向力的主要来源是安装或拆卸带轮时所承受的载荷估算载荷大小为100N 。据分析，在安装和拆卸带轮时的力相同的情况下，拆卸带轮时，轴承所受的力更大，所以选取轴向力A F 的方向向右，如图1-6所示）。
图中M 为电极的输出转矩，F 为砂轮的切割阻力，在切割过程中，电极的输出转矩与砂轮所受的切割阻力矩大小相同，方向相反，在切割时相互抵消，所以在计算过程中不再考虑电极输出转矩和切割阻力对轴承的影响。
由于轴承受一定的轴向力，所以选取接触角?=25α的角接触球轴承。其代号为7207ACJ ，基本额定动载荷KN C r 5.22=，基本额定静载荷 KN C or 5.16=]
3[。
2. 轴承的校核计算
（1）计算轴承所受的径向力1R 、2R ，其受力如图1-6所示
15 由力矩平衡条件02=∑M 得
180
20
200211?-?=
F F R
180
20
550200800?-?=
N 836= 由01=∑M 得
180
20
200122?-?=
F F R
180
20
800200550?-?=
N 522=
F
F 2
M
F 1
R 2
A
1
2
1F S S R
图1-6 轴承计算简图
（2）计算派生轴向力1S 、2S
所选的轴承型号为7207ACJ ，其派生轴向力R S 63.0=
则 N R S 52786363.063.011=?== （1-13）
16 N R S 32952263.063.022=?== （1-14） （3）求轴承所受的轴向力1A 、2A
21627100527S N F S A >=+=+ 故轴承2被压紧，轴承1被放松，所以有
N S F A A 62710052712=+=+= N S A 52711== （4）计算当量动载荷1P 、2P
63.0863
527
11==R A （1-15）
2.1522
62722==R A （1-16） 由《简明机械零件手册》查得7207ACJ 型轴承的轴向载荷影响的判断系数68.0=e 因为 e R A <=63.0/11，所以 0,111==Y X ； e R A >=20.1/22，所以 87.0,41.022==Y X
由《机械设计》第262页 表12-8查得，当轴承受中等冲击或中等惯性力时，取载荷系数5.1=d f ，由于轴承1、2均不受力矩载荷的作用，所以取0.11=m f ，
0.12=m f 。
则 )(111111A Y R X f f P m d +?= （1-17） )52708360.1(0.15.1?+???= N 1254=
)(222222A Y R X f f P m d +?= （1-18）
17 )62787.052241.0(0.15.1?+???= N 1140= （5）计算所需轴承的动载荷
由由《机械设计》第260页 表12-6查得，当轴承的工作温度小于C ?120时，其温度系数0.1=t f
比较两当量动载荷知，1P >2P ，所以应该按1P 计算 （球轴承应取3=ε）则所需轴承的额定动载荷为
ε
6
'
10'
10
60h
t
L n f P c ?=
（1-19） 36
10
12
3652840600.11254???= 3
4830284060100
1254??=
N 11286= （6）确定轴承型号
由《简明机械零件手册》查得轴径mm d 35=时，应选轴承的代号为7207ACJ ，其
额定动载荷为KN C r 5.22=>'c =KN 286.11
故选用代号为7207ACJ 的轴承合适。
第二章夹紧部分设计
2.1设计要求
夹紧机构不但在切割之前机械手抓能够根据事先收到的信号准确地运动到每个工位，而且在切割过程中要夹紧运动着的铸铁棒，使砂轮与铸棒同步。
2.2方案设计
夹紧部分是由气缸推动机械手实现夹紧和放松的]1[。这部分的两种可行性方案是：一是用一个机械手同时负责夹紧两根铸棒，根据需要对被切割的那条进行夹紧。二是用两个机械手，每个机械手负责夹紧一根铸棒。第一种方案中，机械手可通过一个二位气缸和一个三位气缸实现对铸棒的夹紧。第二种方案中，每个机械手都需要两个二位气缸来实现对铸棒的夹紧。考虑到第一种方案设计工作量小，安装方便，而且控制简单，所以优先使用第一种方案。
夹紧机械手夹紧气缸
横向行走气缸
纵向行走板横向行走板
纵向行走气缸
图2-1 夹紧部分原理图
18
夹紧部分原理如图2-1所示，夹紧气缸能使夹紧机械手夹紧或放松工件，当活塞向右移动时，机械手夹紧工件；当活塞向左移动时，机械手放松工件。横向行走气缸推动工作台左右移动，能控制机械手使之夹紧左边或右边的工件，从而对夹紧的工件进行切割]8[。纵向行走气缸的作用是当完成一次切割过程完成时，推动工作台使之恢复到初始位置。整个工作过程都PLC由控制实现。
19
20 第三章 纵横行走部分的设计
3.1 设计要求
纵横行走装置主要是为了配合切割装置和夹紧装置，使砂轮片和夹紧机械手能够在走刀过程中横向移动，迅速准确地达到工作位，在切割过程中能够随着铸棒纵向移动，切完后在返回初始位置。
3.2方案设计
纵横行走装置主要是为了实现切割机砂轮片的纵向和横向移动，使之完成切割动作。为了设计和制造方便，在方案设计中纵、横行走装置的原理大致相同，即采用结构简单而又便于控制的气压传动方式，气缸带动纵向行走板或横向行走板在导轨上滑动。
在设计过程中，考虑到能量的损耗程度，纵横行走装置采用了直线导轨，既提高了运动系统的运动精度，又很大程度的减小了摩擦力，达到了节能的效果。
3.3 直线导轨的选择计算
3.3.1选定条件：
1.载荷 根据粗略计算，导轨上横向行走部分的总重量为kg 200 所以 N g m W 200010200=?=?=
2.行程 根据设计结构的要求，选定行程m L s 5.2=
3.往复次数 21=n （次/分）
4.寿命要求 假设机器寿命为5年，则导轨寿命为
上下料机械手课程设计说明书
专业课程设计 任务书 一、目的与要求 《专业课程设计》是机械设计及自动化专业方向学生的重要实践性教育环节，也是该专业学生毕业设计前的最后一次课程设计。拟通过《专业课程设计》这一教学环节来着重提高学生的机构分析与综合的能力、机械结构功能设计能力、机械系统设计的能力和综合运用现代设计方法的能力，培养学生的创新与实践能力。在《专业课程设计》中，应始终注重学生能力的培养与提高。《专业课程设计》的题目为工业机械手设计，要求学生在教师的指导下，独立完成整个设计过程。学生通过《专业课程设计》，应该在下述几个方面得到锻炼： 1．综合运用已学过的“机械设计学”、“液压传动”、“机械系统设计”、“计算机辅助设计”等课程和其他已学过的有关先修课程的理论和实际知识，解决某一个具体设计问题，是所学知识得到进一步巩固、深化和发展。 2．通过比较完整地设计某一机电产品，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，掌握机电产品设计的一般方法和步骤。 3．培养机械设计工作者必备的基本技能，及熟练
地应用有关参考资料，如设计图表、手册、图册、标 准和规范等。 4． 进一步培养学生的自学能力、创新能力和综合 素质。 二．主要内容 表1精锻机上料机械手主要技术参数 手臂运动形式 （ 圆柱坐标式 抓取重量 60kgf 自由度 4个 手 手臂运动行程和速度 水平伸缩 500mm 设定点2 升降 600mm 设定点2 左右旋转 200度 设定点3 手腕回转和速度180度 设定点2 手指夹持范围 四种规格 90-120 定位方式和定位精度 机械挡块 +-1mm 控制方式 点位程控，开关板预选 驱动方式 液压 kgf/cm2
引言 机电一体化产品广泛应用各种加工业，切割技术也有了飞速的发展，手工切割已经适应不了现代工业发展的要求。同时，切割机的夹紧机构也有了迅速的发展，一些简单的机械手已经得到广泛的应用。简单的机械手经过几十年的发展，如今已进入以通用机械手为标志的时代。几十年来，这项技术的研究和发展一直比较活跃，设计在不断的修改，品种也在不断的增加，应用领域也在不断的扩大。简单的机械手是一种仿人操作、自动控制、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。 我们设计的铸棒线切割机结构简单，性能安全可靠，操作方便可行，很好的实现了其预定功能。铸棒线切割机主要由三个大的部分组成，即切割部分、夹紧部分和纵横行走部分。 切割部分是由电极带动砂轮旋转，由气缸控制砂轮上下移动完成切割。夹紧部分主要采用了一个气动夹紧机械手，电磁阀控制气缸活塞的伸缩来实现夹紧和放松。纵横行走部分是由气缸控制纵向、横向行走板，使之沿直线导轨前进或返回。 整个机器由PLC控制各个气动换向阀的电磁铁，由气缸驱动完成顺序切割动作过程。而随动工作台的随动前进速度也可以通过夹紧机械手夹紧铸棒使之与铸棒速度同步。横向切割时的切割速度可以通过气缸来调节。 与一般的切割机相比，这种切割机有以下优点： 一、实现了机械工程和自动控制的有效结合，机械部分采用机械优化设计，
整个设计过程中都进行了综合技术比较与经济评价，实现了预定的功能。 二、整个运动过程都采用了气压传动控制，与液压传动相比，气压传动有无介质费用、处理方便、无泄露污染、无介质变质等优点。 三、在设计过程中，纵横行走装置采用了直线导轨，既提高了运动系统的运动精度，又很大程度的减小了摩擦力，达到了节能的效果。 四、整个切割过程都由PCL控制，以其结构简单合理、设备性能良好、使用寿命长、安全系数高等因素，满足了自动化大批量的生产要求。 这种切割机具有控制方便，性能稳定，结构简单，调节、修改方便、生产率高等优点，具有广阔的应用前景。
摘要 机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。因为，它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分捡，本次毕业设计拟开发物料搬运机械手，采用的德国西门子S7-200系列PLC，对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。用于分捡大小球的机械装置。我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。PLC应用系统设计主要包括硬件设计、软件设计、施工设计和安装调试等内容。本次毕业设计着重在系统设计和程序设计。 关键词：机械手 PLC 大小球分拣系统
ABSTRACT The positive role of the robot is increasingly being recognized, first, it can partially replace human labor and to achieve the production requirements, follow certain procedures, time and location of the workpiece to complete the transfer. Because it can greatly improve the working conditions of workers, industrial production to accelerate the pace of mechanization and automation. Therefore, the attention from all the advanced units and put a lot of manpower and resources to research and application. Especially in the high-temperature, high pressure, dust and noise of the occasion, applied more widely. In China, the modern years have rapid development, and achieved certain results, the importance attached by the various industrial sectors. In the production process, often the product of the sorting line, this graduation design is planned to develop material handling robot, using Siemens S7-200 series PLC, the mechanical hand up and down, left and right, and grab control of movement. The size of the ball for the sorting machinery. We use programmable technology, combined with the appropriate hardware devices, control the mechanical hand to complete a variety of actions. PLC application system design including hardware design, software design, construction design and installation and so on. This course emphasizes the system design and programming. Key word:manipulator PLC size of zhe ball sorting system
毕业设计（论文） （说明书） 题目：气动通用上下料机械手的设计 平顶山工业职业技术学院 毕业设计（论文）任务书 任务下达日期 2012 年 2 月 20 日设计（论文）开始日期 2012 年 2 月 26 日
设计（论文）完成日期 2012 年 5 月 20 日设计（论文）题目：气动通用上下料机械手的设计 A·编制设计 B·设计专题（毕业论文） 指导教师田慧玲 系（部）主任 年月日 平顶山工业职业技术学院 毕业设计（论文）答辩委员会记录 进行了毕业设计（论文）答辩。 设计题目：气动通用上下料机械手的设计 专题（论文）题目：气动通用上下料机械手的设计
指导老师：田慧玲 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（论文）成绩 为。 答辩委员会人，出席人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员：，，， ，，， 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语 第页
毕业设计（论文）及答辩评语：
气动通用上下料机械手的设计 摘要 本文简要地介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和座标型式，气动技术的特点，PLC控制的特点及国内外的发展状况。 本文对机械手进行了总体方案设计，确定了机械手的座标型式和自由度，确定了机械手的技术参数。同时，分别设计了机械手的夹持式手部结构以及吸附式手部结构;设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩;设计了机械手的手臂结构，设计了手臂伸缩、升降用液压缓冲器和手臂回转用液压缓冲器。 设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图。利用可编程序控制器对机械手进行控制，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，画出了机械手的工作时序图和梯形图，并编制了可编程序控制器的控制程序。 关键词：工业机器人，机械手，气动，可编程序控制器(PLC)
摘要 本次毕业设计的题目是送料机械手的设计，首先对送料机械手的工况进行分析，此多工位专用机械手完成小臂上下俯仰、大臂正反向回转、行走装置进退三个自由度，以及手爪的开启和闭合等动作，然后给出该送料机械手的液压系统的电磁元件动作循序表和液压系统原理图。 本械手由大臂结构，小臂、旋转结构和驱动机构组成，该设计能实现三个自由度，分别为手爪的开合，旋转，小臂的上下摆动以及大臂的旋转等等功能。 关键词：送料机械手；液压系统；自由度；功能
Abstract This graduation project mainly had the CA18 control engine bed and the programming introduction, the ear components tech nological analysis craft parameter choice cutting tool choice, the components procedure manual establishment, the procedure simulation, the modelling and the entity simulation processing finally has made the design summary,the acknowledgment language, the reference tabulation and the appendix.Article primary coverage for components craft analysis. This components manual programming, but also has to make engineer's modelling and the entity simulation https://www.doczj.com/doc/033482822.html,ed the circular arc interpolation instruction in the components manual programming; drill hole; M98 transfer subroutine instruction. Key words: auto-focus;Industrial robot ;degrees of freedom ;fucation
毕业设计(论文) 设计（论文）题目： 棒料切割机 系别：机械工程系 专业：机械制造/计算机 班级： 学号： 姓名： 引言 机电一体化产品广泛应用各种加工业，切割技术也有了飞速的发展，手工切割已经适应不了现代工业发展的要求。同时，切割机的夹紧机构也有了迅速的发展，一些简单的机械手已经得到广泛的应用。简单的机械手经过几十年的发展，如今已进入以通用机械手为标志的时代。几十年来，这项技术的研究和发展一直 1
比较活跃，设计在不断的修改，品种也在不断的增加，应用领域也在不断的扩大。简单的机械手是一种仿人操作、自动控制、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。 我们设计的铸棒线切割机结构简单，性能安全可靠，操作方便可行，很好的实现了其预定功能。铸棒线切割机主要由三个大的部分组成，即切割部分、夹紧部分和纵横行走部分。 切割部分是由电极带动砂轮旋转，由气缸控制砂轮上下移动完成切割。夹紧部分主要采用了一个气动夹紧机械手，电磁阀控制气缸活塞的伸缩来实现夹紧和放松。纵横行走部分是由气缸控制纵向、横向行走板，使之沿直线导轨前进或返回。 整个机器由PLC控制各个气动换向阀的电磁铁，由气缸驱动完成顺序切割动作过程。而随动工作台的随动前进速度也可以通过夹紧机械手夹紧铸棒使之与铸棒速度同步。横向切割时的切割速度可以通过气缸来调节。 与一般的切割机相比，这种切割机有以下优点： 一、实现了机械工程和自动控制的有效结合，机械部分采用机械优化设计，整个设计过程中都进行了综合技术比较与经济评价，实现了预定的功能。 二、整个运动过程都采用了气压传动控制，与液压传动相比，气压传动有无介质费用、处理方便、无泄露污染、无介质变质等优点。 三、在设计过程中，纵横行走装置采用了直线导轨，既提高了运动系统的运动精度，又很大程度的减小了摩擦力，达到了节能的效果。 四、整个切割过程都由PCL控制，以其结构简单合理、设备性能良好、使用寿命长、安全系数高等因素，满足了自动化大批量的生产要求。 这种切割机具有控制方便，性能稳定，结构简单，调节、修改方便、生产率 2
棒料抓装机械手的设计 毕业设计设计题目棒料抓装机械手的设计学生姓名学号专业班级指导教师院系名称目录中文摘要3 英文摘要4 第一章绪论5 1.1 工业机械手5 1.1.1 工业机械手概述5 1.1.2 选题背景6 1.1.3 设计目的6 1.2 机械手的组成和分类7 1.2.1机械手的组成7 1.2.2机械手的分类10 1.3 国内外发展状况12 1.4 课题的主要要求13 第二章手部结构14 2.1 手部结构设计14 2.1.1概述14 2.2手部计算16 2.2.1 驱动力的计算16 2.2.2夹紧缸驱动力计算18 2.3 两支点回转式钳爪的定位误差的分析18 第三章腕部结构19 3.1腕部的结构设计19 3.1.1概述19 3.1.2 腕部的结构形式20 3.2手腕驱动力矩的计算20 第四章臂部的结构22 4.1 臂部设计的基本要求22 4.2 手臂的典型机构以及结构的选择23 4.2.1 手臂的典型运动机构23 4.2.2 手臂运动机构的选择23 4.3 手臂直线运动的驱动力计算23 4.3.1 手臂摩擦力的分析与计算23 4.3.2 手臂惯性力的计算25 4.3.3 密封装置的摩擦阻力25 4.4 液压缸工作压力和结构的确定26 第五章机身的设计计算29 5.1 机身的整体设计29 5.2 机身回转机构的设计计算30 5.3 机身升降机构的计算33 5.3.1 手臂偏重力矩的计算33 5.3.2 升降不自锁条件分析计算34 5.3.3 手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算34 5.3.4 油缸结构尺寸的确定35 第六章液压系统37 6.1液压系统的设计37 6.1.1液压系
上下料机械手开题报告 篇一：生产线组合机床自动上下料机械手开题报告毕业设计（论文）开题报告 题目生产线组合机床自动上下料机械手课题类型设计课题来源自拟课题学生姓名张三学号XX01010001 专业机制本科年级班 09级1班 指导教师李四职称讲师 填写日期： XX 年 3 月 28 日 篇二：上下料机械手设计-开题报告 题目：上下料机械手的设计 姓名： 学号： 专业： 指导老师： 职称： 时间： 上下料机械手的设计 1 、科学依据 ? 课题的科学意义 通过设计出上下料机械手来提高工作效率，降低工人的工作强度，使我们的工厂向无人化、机械化、高效化发展。
通过设计，培养学生调研、文献检索及应用的独立工作能力，使学生掌握机电系统的监控的一般方法及步骤，熟练掌握各类资料、手册以及计算机等工具的使用方法，提高学生的自学能力、动手能力与创新能力。 ? 课题的提出 进入21世纪，随着我国人口老龄化的提前到来，近来在东南沿海还出现在大量的缺工现象，迫切要求我们提高劳动生产率，降低工人的劳动强度，提高我国工业自动化水平势在必行，本设计的目的就是设计一个气动上下料机械手，应用于工业自动化生产线，实现自动化生产，减轻产业工人大量的重复性劳动，同时又可以提高劳动生产率。 现在的机械手大多采用液压传动，液压传动存在以下几个缺点: 1) 液压传动在工作过程中常有较多的能量损失(摩擦损失、泄露损失等):液压传动易泄漏，不仅污染工作场地，限制其应用范围，可能引起失火事故，而且影响执行部分的运动平稳性及正确性。 2)工作时受温度变化影响较大。油温变化时，液体粘度变化，引起运动特性变化。 3）因液压脉动和液体中混入空气，易产生噪声。 4）为了减少泄漏，液压元件的制造工艺水平要求较高，故价格较高;且使用维护需要较高技术水平。鉴于以上这些
学科门类：单位代码： 毕业设计说明书（论文） 送料机械手设计及Solidworks运动仿真 学生姓名 所学专业 班级 学号 指导教师 XXXXXXXXX系 二○**年X X月
目录 摘要 (1) 第一章机械手设计任务书 (2) 1.1毕业设计目的 (2) 1.2本课题的内容和要求 (2) 第二章抓取机构设计 (4) 2.1手部设计计算 (4) 2.2腕部设计计算 (7) 2.3臂伸缩机构设计 (9) 第三章液压系统原理设计及草图 (11) 3.1手部抓取缸 (11) 3.2腕部摆动液压回路 (13) 3.3小臂伸缩缸液压回路 (14) 3.4总体系统图 (15) 第四章机身机座的结构设计 (16) 4.1电机的选择 (17) 4.2减速器的选择 (18) 4.3螺柱的设计与校核 (18) 第五章机械手的定位与平稳性 (20) 5.1常用的定位方式 (20) 5.2影响平稳性和定位精度的因素 (20) 5.3机械手运动的缓冲装置 (21) 第六章机械手的控制 (22) 第七章机械手的组成与分类 (23) 7.1机械手组成 (23) 7.2机械手分类 (25) 第八章机械手Solidworks三维造型 (26) 8.1上手爪造型 (27) 8.2螺栓的绘制 (31) 毕业设计感想 (36)
参考资料 (37)
摘要 本课题是为普通车床配套而设计的上料机械手。工业机械手是工业生产的必然产物，它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。实践证明，工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作，采用机械手是有效的。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。 本课题通过应用AutoCAD 技术对机械手进行结构设计和液压传动原理设计，运用Solidworks技术对上料机械手进行三维实体造型，并进行了运动仿真，使其能将基本的运动更具体的展现在人们面前。它能实行自动上料运动；在安装工件时，将工件送入卡盘中的夹紧运动等。上料机械手的运动速度是按着满足生产率的要求来设定。 关键字机械手，AutoCAD，Solidworks。
**大学 毕业设计说明书 （雨）3260 棒料切割机结构设计.doc（全套图纸） 专业： 学号： 1334095854 ： 指导教师：雨辰 完成日期： 摘要
通过对切割过程的观察和研究，本课题采用了机电一体化系统设计思想，对其整体造型、机械结构和控制系统进行设计,此棒料切割机电一体化系统主要由四个部分组成：机械本体、电子控制单元、执行器和动力源。工作原理是电动机通过带传动带动切割片做高速旋转运动，电机与工作台之间采用铰支撑方式，升降气压缸可推动切割片进行上下移动带动刀片完成顺序切割动作。切割机采用PLC控制各个气压换向阀的电磁铁，实现棒料的自动下料和切割以及检测工作。随动工作台前进速度也可以通过夹紧机械手夹紧棒料使之与棒料速度同步。横向切割时的切割速度可以通过气压缸来调节。现场运行情况表明，此切割机具有动作快、运动平稳以及与计算机联机方便等优点，能够降低工人的劳动强度，实现自动控制，提高劳动生产率。 铸棒线割机在连续的铸造中工作，它是一种既能有效的提高生产率，又在价格和使用方面能被广大用户所接受的一种新型的自动控制切割机。由PLC控制的气动铸棒切割机，其中融合了气压自动控制、机器人技术和PLC控制技术。PLC控制各个气动换向阀的电磁铁，由气缸驱动机械手完成顺序切割过程，实现了机械设计、电器控制和气动控制的有效结合。这种切割机具有控制方便，性能稳定，结构简单，调节、维修方便，生产率高等优点，具有广泛的应用前景。 关键词：切割机机电一体化气压棒料 PLC控制
Abstract Based on the research of the cutting process, this subject adopts mechanical and electrical integration of system design idea, the overall modeling, mechanical structure and control system design, bar stock cutting the mechanical and electrical integration system is mainly composed of four parts: the basic machine, electronic control unit, actuators, and power supply. Working principle is the motor drives the cutting piece of high-speed movement, motor and adopts the hinged support method between the workbench, a falling cylinder can be driven to move up and down push cutting disc blade cutting action completed order, each hydraulic cutting machine adopts PLC control reversing valve electromagnet, implement automatic cutting and blanking bar work and tests. And servo table speed can also be through the clamping manipulator clamping bar to that of the bar speed synchronization. Transverse cutting when the cutting speed can be adjust by hydraulic cylinder. Field operation shows that, the design of the cutting machine is fast, smooth movement, and convenient with computer on line, it can improve the labor intensity of workers, to achieve automatic control, improve labor productivity. Casting rod wire cutting machine in continuous casting, it is a can effectively improveproductivity, but also in terms of price and use can be accepted by the majority of usersof a new automatic control cutting machine. PLC controlled pneumatic casting rodcutting machine, which combines automatic pressure control, robotics and PLC control technology. PLC control various pneumatic solenoid valve, cylinder driven by a robot to complete the sequence of the cutting process, to achieve an effective combination of mechanical design, electrical controls and pneumatic controls. This cutting machine haseasy to control, stable performance, simple structure, regulation, easy maintenance,high productivity advantages, has broad application prospects. Keywords:Cutting machine Mechanical and electrical integration Air pressure Bar PLC control
机床上下料机械手设计_说明书(65页) 机床上下料机械手设计说明书第1章绪论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。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计是非常有意义的。 1.2 设计目的本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合，完成一个特定功能、特殊要求的数控机床上下料机械手的设计，能够比较好地体现机械设计制造及其自
动化专业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，能够实现理论和实践的有机结合。目前，在国内很多工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。为了提高生产加工的工作效率,降低成本,并使生产线发展成为柔性制造系统,适应现代自动化大生产,针对具体生产工艺,利用机器人技术，设计用一台装卸机械手代替人工工作，以提高劳动生产率。本机械手主要与数控车床（数控铣床，加工中心等）组合最终形成生产线，实现加工过程（上料、加工、下料）的自动化、无人化。目前，我国的制造业正在迅速发展，越来越多的资金流向制造业，越来越多的厂商加入到制造业。本设计能够应用到加工工厂车间，满足数控机床以及加工中心的加工过程安装、卸载加工工件的要求，从而减轻工人劳动强度，节约加工辅助时间，提高生产效率和生产力。 1.3 国内外研究现状和趋势目前，在国内外各种机器人和机械手的研究成为科研的热点，其研究的现状和大体趋势如下： A．机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机。B．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。 C．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行决策控制；多传感器融合配置技术成为智能化机器人的关键技术。 D．关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机器人产品标准化、通用化、模块化、系列化设计；柔性仿形喷涂机器人开发，柔性仿形复合机构开发，仿形伺服轴轨迹规
棒料切割机的设计设计专业论文
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract： (1) Key words： (1) 引言 (2) 1概述 (2) 1.1 选题背景 (2) 1.2 研究意义 (2) 2 切割部分设计 (3) 2.1 切割部分设计要求 (3) 2.2 切割部分设计方案 (3) 2.3 切割部分工作原理 (4) 2.4 切割部分结构设计 (5) 2.4.3 带传动设计 (5) 2.4.4 升降液压缸的设计 (8) 2.4.5 滚动轴承的选取及校核 (12) 3 夹紧部分设计 (14) 3.1 夹紧机构设计要求 (14) 3.2 夹紧部分方案设计 (14) 4 纵横行走部分的设计 (15) 4.1 纵横行走装置设计要求 (15) 4.2 纵横行走部分方案设计 (15) 4.3 直线导轨的选择计算 (15) 4.3.1 选定条件 (15) 4.3.2 选择方式 (15) 5 液压传动系统设计 (17) 5.1液压传动机构 (17) 5.2 液压传动原理图 (17) 6 电气控制的设计 (18) 6.1 电气控制设计要求 (18) 6.2 电气控制设计方案 (18) 6.3 可编程控制器PLC控制流程 (19) 7 结论 (19) 附录A—PLC I/O端口分配图 (21) 附录B—棒料切割机装配图 (22) 致谢 (23)
棒料切割机的设计 机械电子专业学生韦忠爽 指导教师闫冰洁 摘要：通过对切割过程的观察和研究，本课题采用了机电一体化系统设计思想，对其整体造型、机械结构和控制系统进行设计,此棒料切割机电一体化系统主要由四个部分组成：机械本体、电子控制单元、执行 器和动力源。工作原理是电动机通过带传动带动切割片做高速旋转运动，电机与工作台之间采用铰支撑方式，升降液压缸可推动切割片进行上下移动带动刀片完成顺序切割动作。切割机采用PLC控制各个液压换向阀的电磁铁，实现棒料的自动下料和切割以及检测工作。随动工作台前进速度也可以通过夹紧机械手夹紧棒料使之与棒料速度同步。横向切割时的切割速度可以通过液压缸来调节。现场运行情况表明，此切割机具有动作快、运动平稳以及与计算机联机方便等优点，能够降低工人的劳动强度，实现自动控制，提高劳动生产率。 关键词：切割机；机电一体化；液压；棒料；PLC控制 Design of Bar Cutting Machine Student majoring in mechanical and electronic engineering Name Wei Zhongshuang Tutor Yan Bingjie Abstract：Based on the research of the cutting process, this subject adopts mechanical and electrical integration of system design idea, the overall modeling, mechanical structure and control system design, bar stock cutting the mechanical and
机械与装备工程学院 课程设计说明书（2016/2017学年第 1学期） 课程名称：机械设计课程设计 题目：搬运机械手的设计 专业班级：机械设计制造及其自动化学生： 学号： 130200216 指导教师： 设计周数： 2周 设计成绩： 2016年 12月 31日
第一章绪论 (1) 1.1 机械手的应用现状 (1) 1.2 机械手研究的目的、意义 (1) 1.3 设计时要解决的几个问题 (1) 第二章机械手总体方案的设计 (3) 2.1 机械手的系统工作原理及组成 (3) 2.2 机械手的基本结构及工作流程 (3) 第三章机械手的方案设计及其主要参数 (5) 3.1 坐标形式和自由度选择 (5) 3.2 执行机构 (5) 3.3 驱动系统 (6) 3.4 控制系统 (7) 第四章结构设计及优化 (8) 4.1手部夹紧气缸的设计 (8) 4.1.1手部夹紧气缸的设计 (8) 4.1.2 确定气缸直径 (9) 4.1.3 气缸作用力的计算及校核 (9) 4.1.4 缸筒壁厚的设计 (10) 4.1.5 气缸的基本组成部分及工作原理 (10) 4.2手臂结构优化设计 (10) 4.2.1问题描述 (10) 4.2.2设计分析 (10) 4.2.3建立数学模型 (12) 4.2.4优化计算 (13) 4.2.5优化结果分析 (16) 第五章 Adams运动仿真 (17) 总结与展望 (20)
机械手是近几十年发展起来一种高科技自动化生产设备，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，随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点，气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。 本设计中的搬运机械手的动作由气动缸驱动，气动缸由相应的电磁阀来控制，电磁阀由PLC控制。驱动执行元件完成，能十分方便的嵌入到各类工业生产线中。 本文中对机械手臂运用MATLAB算法进行优化设计，它使得优化过程变得非常简单、容易理解和掌握，从而避免编写各种复杂的运算程序，提高了设计效率。 用 ADAMS 软件建立虚拟样机进行仿真并优化参数，得出了机械手的运动过程的演示动画，发现设计结构能有机地结合在一起，工作平稳，并在指定的速度和负载等参数下得出了所需要的驱动力和结构参数等。虚拟样机代替物理样机对工程机械进行创新设计、测试和评估，可以降低设计成本，缩短开发周期，而且设计质量和效率都可以得到提高。 关键词:机械手，气动，优化设计，仿真
组合机床上下料机械手控制系统的毕业设 计 1 绪论 在工业生产线中，机械手具有很广泛的用途。它是工作抓取和装配系统中的一个重要组成部分。它的基本作用是从指定位置抓取工件运送到另一个指定的位置进行装配。机械手臂代替了人土的繁杂劳动，并且操作精度高，提高了产品质量和生产效率。 1.1 课题简介 1.1.1 机械手概述 运物件或操作工具的自动操作装置。如图1-1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、轻上和原子能等部门。 机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广在工业生产线中，机械手具有很广泛的用途。它是工作抓取和装配系统中的一个重要组成部分。它的基本作用是从指定位置抓取工件运送到另一个指定的位置进行装配。机械手臂代替了人土的繁杂劳动，并且操作精度高，提高了产品质量和生产效率。 机械手的组成: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 图1-1 自动上下料机械手
件或操作工具的自动操作装置。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、轻上和原子能等部门。 1.1.2 国外机械手的现状和发展趋势 目前工业机械手主要用于机床加工、铸造、热处理等方面，无论数量、品种和性能方而还是不能满足工业发展的需要。 在国主要是逐步扩大应用围，重点发展铸造、热处理方而的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专用机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。将机械手各运动构件，如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构以及根据不同类型的加紧机构，设计成典型的通用机构，所以便根据不同的作业要求选择不同类型的基加紧机构，即可组成不同用途的机械手。既便于设计制造，有便于更换上件，扩大应用围。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。 此外还应大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有触觉、视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。 在国外机械制造业中工业机械手应用较多，发展较快。目前主要用于机床、横锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。 此外，国外机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。使它具有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。如位置发生稍许偏差时，即能更正井自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。目前已经取得一定成绩。 视觉功能即在机械手上安装有电视照相机和光学测距仪(即距离传感器)以及微型计算机。工作是电视照相机将物体形象变成视频信号，然后送给计算机，以便分析物体的种类、大小、颜色和位置，并发出指令控制机械手进行工作。 触觉功能即是在机械手上安装有触觉反馈控制装置。工作时机械手首先伸出手指寻找工作，通过安装在手指的压力敏感元件产生触觉作用，然后伸向前方，抓住工件。手的抓力大小通过装在手指的敏感元件来控制，达到自动调整握力的大小。总之，随着传感技术的发展机械手装配作业的能力也将进一步提高。 更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。 1.1.3 基本工作过程 如图为机械手运动图，机械手的动作过程：手臂 顺时针旋转—手臂下降—手臂右行—手腕顺时针旋
目录 摘要 (1) 第一章机械手设计任务书 (2) 1.1毕业设计目的 (2) 1.2本课题的内容和要求 (2) 第二章抓取机构设计 (4) 2.1手部设计计算 (4) 2.2腕部设计计算 (7) 2.3臂伸缩机构设计 (9) 第三章液压系统原理设计及草图 (11) 3.1手部抓取缸 (11) 3.2腕部摆动液压回路 (13) 3.3小臂伸缩缸液压回路 (14) 3.4总体系统图 (15) 第四章机身机座的结构设计 (16) 4.1电机的选择 (17) 4.2减速器的选择 (18) 4.3螺柱的设计与校核 (18) 第五章机械手的定位与平稳性 (20) 5.1常用的定位方式 (20) 5.2影响平稳性和定位精度的因素 (20) 5.3机械手运动的缓冲装置 (21) 第六章机械手的控制 (22) 第七章机械手的组成与分类 (23) 7.1机械手组成 (23) 7.2机械手分类 (25) 第八章机械手Solidworks三维造型 (26) 8.1上手爪造型 (27) 8.2螺栓的绘制 (31) 毕业设计感想 (36) 参考资料 (37)
送料机械手设计及Solidworks运动仿真 摘要 本课题是为普通车床配套而设计的上料机械手。工业机械手是工业生产的必然产物，它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。实践证明，工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作，采用机械手是有效的。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。 本课题通过应用AutoCAD 技术对机械手进行结构设计和液压传动原理设计，运用Solidworks技术对上料机械手进行三维实体造型，并进行了运动仿真，使其能将基本的运动更具体的展现在人们面前。它能实行自动上料运动；在安装工件时，将工件送入卡盘中的夹紧运动等。上料机械手的运动速度是按着满足生产率的要求来设定。 关键字机械手，AutoCAD，Solidworks。 全套图纸，仿真，加153893706