2600T油压机自动上下料机械手控制系统的研究

自动上下料机械手开题报告1.课题研究的意义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的作用。

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,他能在高温、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,悠着广阔的发展前途。

2.课题简介和设计要求1、简介本课题是为普通车床配套而设计的自动上下料机械手。

工业机械手是工业生产的必然产物,他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2、本设计的具体要求本课题通过应用Auto CAD 技术对机械手进行结构设计和液压传动原理设计,运用PRO/E技术对自动上下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。

他能实行自动上下料运动。

机械手的运动速度是按着满足生存率的要求来设定的。

3.课题研究拟采用的手段和工作路线课程设计方法;设计时,认真阅读参考现有的相关技术资料,继承或借鉴前任人的设计经验和成果,但不盲目抄袭,根据具体的设计条件和要求,独立思考,大胆的进行改进与创新,争取拿出一个高质量的设计成果。

全面考虑现有机械手零部件的强度、刚度、工艺性、经济性和维护性等方面要求任何零部件的结构和尺寸。

设计时应尽量使用标准和规范,这样有利于零件的互换性和工艺性,同时也可减少设计工作量、节省设计时间,对于国家标准或部门规范,一般都要严格遵守和执行。

设计中采用标准或规范的多少,是评价设计质量的一项重要指标。

因此,毕业设计中,凡是有国家标准和企业标准规范要求的,应尽量采用。

工作路线:了解设计任务书,明确设计要求、工作条件、涉及内容的步骤;通过查阅有关设计资料,参观实物征询操作人员的建议等,了解设计对象的性能、结构及工艺性;准好设计需要的资料、绘图工具;拟定涉及计划等。

《物料抓取机械手结构与控制系统研究》篇一一、引言随着工业自动化技术的快速发展，物料抓取机械手作为现代工业生产线上不可或缺的自动化设备，其结构设计与控制系统研究显得尤为重要。

本文旨在探讨物料抓取机械手的结构组成、工作原理及其控制系统的设计，以期为相关领域的研究与应用提供理论支持。

二、物料抓取机械手的结构组成物料抓取机械手主要由以下几个部分组成：机械结构、驱动系统、传感器系统和控制系统。

1. 机械结构机械结构是物料抓取机械手的基础，主要包括手臂、腕部、夹具等部分。

手臂是支撑整个机械手的部分，通常由电机驱动实现上下左右移动。

腕部连接手臂与夹具，具有灵活的旋转功能。

夹具是直接与物料接触的部分，其结构设计和材质选择直接影响到抓取的准确性和可靠性。

2. 驱动系统驱动系统是物料抓取机械手的动力来源，通常采用电机驱动。

根据实际需求，可选择交流电机、直流电机或伺服电机等。

驱动系统通过控制电机的转速和转向，实现机械手的精确运动。

3. 传感器系统传感器系统是物料抓取机械手的重要部分，主要用于实时监测机械手的状态和周围环境。

常见的传感器包括位置传感器、力传感器、视觉传感器等。

这些传感器能够提供准确的反馈信息，帮助控制系统做出相应的决策。

4. 控制系统控制系统是物料抓取机械手的核心，负责协调各部分的工作。

控制系统通常采用计算机或可编程逻辑控制器（PLC）实现，通过接收传感器信号和操作指令，控制驱动系统使机械手完成抓取、搬运等任务。

三、控制系统设计物料抓取机械手的控制系统设计主要包括硬件设计和软件设计两部分。

1. 硬件设计硬件设计主要包括选择合适的控制器、传感器、驱动器等元器件，并设计相应的电路和接口。

控制器应具有较高的运算速度和稳定性，以满足机械手快速、准确响应的要求。

传感器和驱动器的选择应考虑到其性能、精度和可靠性等因素。

此外，还需设计合理的电源电路和通信接口，以保证系统的正常运行和数据的传输。

2. 软件设计软件设计是控制系统设计的关键部分，主要包括控制算法的设计和编程实现。

某齿轮厂齿轮热处理生产线上，将齿轮从加热保温炉中取出，放在淬火压床上，淬火后再将齿轮从淬火压床上取下，放至放料台上。

该工艺过程受整个生产线拍节所限，工人劳动强度大，且工作环境温度高，工人劳动条件恶劣。

采用机械手代替人进行重复的取放件工作，不仅减轻了工人的劳动强度，也提高了生产自动化水平和劳动生产率，同时保证了产品质量和生产安全。

1 机械手简介1．1 机械手的主体结构淬火压床上下料用机械手采用圆柱坐标的结构形式，其主要组成部分有：升降机构、回转机构、手臂伸缩机构、手部夹持机构、定位机构等。

在这几种机构中，前三种机构采用液压传动方式，它使得机械手结构紧凑，运动平稳，且可以方便地实现无级调速。

后两种机构采用气动传动，由于手部夹持机构靠近保温炉，工作环境温度高，采用气动传动避免了由于温度过高而引起的油液泄漏等问题。

1．2 机械手的坐标形式如图1所示，该机械手在工作中需要3种运动，其中手臂的伸缩和立柱升降为两个直线运动，另一个为手臂的回转运动，固采用圆柱坐标形式，其特点是：结构比较简单，手臂运动范围大，且有较高的定位准确度。

图1 机械手的坐标形式1，3 机械手的工作范围机械手在水平方向的伸缩移动范围为从淬火压床前至保温炉内，手臂伸缩总行程为710 mm；手臂回转运动范围为167°；垂直方向移动范围为放料台面至保温炉中最上一层齿轮的高度，立柱升降总行程为4O0 mm。

2 液压系统及气动系统的组成及工作原理液压系统与气动系统原理图如图2所示。

其中2a为液压系统原理图，2b为气动系统原理图。

a)液压系统原理图b)气动系统原理图l、2．电磁溢流阀3．双联叶片泵4．电机5．过滤器6、13、15．压力表7、8．单向阀9、10．三位四通电液换向阀l1．三位四通电磁换向阀l2、l7、l8．节流阀l4、l6、l9．二位二通电磁换向阀20、2l、22、29、30．单向节流阀23．单向顺序阀24．升降缸25．伸缩缸26．摆动缸27．夹紧缸28．定位缸3l、32．二位五通电磁换向阀图2 液压与气动系统原理图2．1 液压泵站在机械手工作过程中，立柱升降，手臂伸缩与回转速度变化范围大，为节省能量，减少系统发热，选用双联叶片泵供油。

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。

《物料抓取机械手结构与控制系统研究》篇一摘要：本文着重探讨了物料抓取机械手的结构设计与控制系统研究。

通过分析机械手的构造和工作原理，详细介绍了其关键组成部分及各部分的功能，并对其控制系统进行了深入研究。

本文旨在为物料抓取机械手的优化设计及自动化控制提供理论依据和实际指导。

一、引言随着工业自动化程度的不断提高，物料抓取机械手作为工业生产线上不可或缺的设备，其结构设计与控制系统的研究显得尤为重要。

机械手通过精确的抓取、移动和放置操作，提高了生产效率，降低了人工成本。

本文将重点研究物料抓取机械手的结构特点及控制系统的设计原理。

二、物料抓取机械手结构研究1. 机械手主体结构物料抓取机械手主要由驱动系统、执行机构、传感器等部分组成。

其中，主体结构是支撑整个机械手的骨架，通常采用高强度合金材料制成，以保证其承载能力和稳定性。

2. 执行机构执行机构是机械手的核心部分，包括手臂、手腕和抓手。

手臂负责支撑整个执行机构，并实现X、Y、Z三个方向上的移动；手腕则可以实现旋转、弯曲等动作；抓手则是用来抓取物料的部件，通常由吸盘、夹具等组成。

3. 传感器系统传感器系统是机械手的重要组成部分，包括视觉传感器、力传感器等。

视觉传感器用于识别物料的位置和形状，为抓取提供精确的定位信息；力传感器则用于检测抓手与物料之间的作用力，以实现精确的抓取和释放操作。

三、控制系统研究1. 控制系统的组成控制系统主要由控制器、驱动器、传感器等部分组成。

控制器负责发出指令，驱动器则将指令转化为机械手的动作，传感器则负责实时反馈机械手的运行状态和外部环境信息。

2. 控制策略控制策略是控制系统的核心，包括开环控制和闭环控制两种。

开环控制主要用于简单的运动控制，而闭环控制则通过实时反馈信息来调整机械手的动作，实现精确的控制。

3. 控制系统设计要点在控制系统设计过程中，需要考虑控制系统的实时性、稳定性、准确性等因素。

此外，还需要对传感器进行优化配置，以确保机械手能够准确识别物料并实现精确的抓取和放置操作。

机械手上下料控制系统关键技术作者：陈佶来源：《电子技术与软件工程》2018年第12期摘要根据盘形齿轮的特性，为提高机床效率及自动化加工的质量，研制出一种机械手自动上下料系统。

这种崭新的系统使用PLC为控制器，采用触摸屏显示器，可自动在输送线上进行工件到磨齿机上的取放，同时还可以将已经加工完成的工件进行甩油处理，之后再次送入输送线。

该系统使用的高分辨率伺服系统及精准的位置传感器，保证机械手在工作过程中动作的快速反应与定位的精准，使用该项系统，极大的减少齿轮磨床的上下料时间，提升生产效率与机械的自动化水平。

【关键词】机械手上下料控制系统在工业的生产活动中，齿轮作为重要的传动元件，拥有非常高的传动功率与精准的传动比，因此得到非常广泛的使用。

汽车行业的发展，带动了齿轮行业与磨齿机行业的发展，汽车变速箱中的齿轮，是经过淬硬之后再进行磨齿工作的，这也可以看出，未来对齿轮的需求是只增不减的。

在我国，大部分的齿轮加工机床是人工来实现机床的上下料，人工上下料带来比较高的劳动强度，很差的工作环境，也不会有较高的效率。

与之相比的机械手上下料装置则有着自动化程度高，动作迅速，重复定位精度高与长时间工作的优势。

我国的相关产业对自动化机械手上下料系统的需要是非常紧迫的。

在机械手上下料系统中，普遍使用PLC控制系统，PLC 的核心部件就是微处理器，拥有较高的抗干扰与通用性高的特点，并能够非常智能的与机床进行信息的交互。

1 系统的总体设计机械手上下料系统的主要要求与工作目的是可以自动的对输送线上的工件进行识别，取到之后置于磨齿机，还需把加工完好的工件进行甩油处理，完成之后送回输送线。

该机械手主要由五部分部件组成，即机械手A，机械手B，防护门，甩油装置与输送机。

系统的工作流程是：工件在输送线上到达工位，输送机装机启动定位装置对工件进行定位，机械手B对甩油装置中的工件与输送线中经定位的工件进行上下料操作，甩油装置到机床位置，机械手A对机床中的工件与甩油装置的工件进行操作，完成之后输送线再次启动，加工完好的工件随输送线进入下一工位，上一工位的待加工工件进入定位位置，与此同时，机械手A回转，防护门关闭，将机床与外部工作环境隔离，机床开始工作，甩油器装置移动到输送机进行甩油操作。

机械手上料的综合控制系统设计1 绪论1.1课题背景前不久中国国务院发布了中国制造2025中提到紧密围绕重点制造领域关键环节，开展新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用。

支持政产学研用联合攻关，开发智能产品和自主可控的智能装置并实现产业化。

依托优势企业，紧扣关键工序智能化、关键岗位机器人替代、生产过程智能优化控制、供应链优化，建设重点领域智能工厂/数字化车间。

在基础条件好、需求迫切的重点地区、行业和企业中，分类实施流程制造、离散制造、智能装备和产品、新业态新模式、智能化管理、智能化服务等试点示范及应用推广。

建立智能制造标准体系和信息安全保障系统，搭建智能制造网络系统平台。

围绕汽车、机械、电子、危险品制造、国防军工、化工、轻工等工业机器人、特种机器人，以及医疗健康、家庭服务、教育娱乐等服务机器人应用需求，积极研发新产品，促进机器人标准化、模块化发展，扩大市场应用。

突破机器人本体、减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等关键零部件及系统集成设计制造等技术瓶颈。

由此可见工业机械人行业有很大的发展前景。

随着现代工业技术的发展，工业自动化技术越来越高，以往很多需要人去完成的工作现在已不再需要人去做，而且对于一些简单重复性的工作由机械手去完成往往可以提高生产效率和生产质量，对于一些高危行业用机械手代替作业则可以避免对人体造成伤害的可能性，如冶金、化工、医药、航空航天等。

在机械制造业中，机械手应用较多，发展较快。

目前主要应用于机床、模锻压力机的上下料以及焊接、喷漆等作业，它可以按照事先制定的作业程序完成规定的操作，有些还具备有传感反馈能力，能应付外界的变化。

如果机械手发生某些偏离时，会引起零部件甚至机械本身的损坏，但有了传感反馈自动，机械手就可以根据反馈自行调整。

应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。

机械手自动上下料控制系统的组成及工作原理机械手自动上下料控制系统是由多个组件组成的，包括机械手、传感器、控制器、执行器、电源等。

机械手是整个系统的核心部件，其负责实现对工件的抓取和放置。

传感器可以检测工件的位置、重量等信息，控制器则根据传感器的反馈来控制机械手的动作。

执行器是用来控制机械手运动的，电源则是提供系统所需的电能。

机械手自动上下料控制系统的工作原理是：传感器检测工件的位置和重量，将这些信息传输给控制器。

控制器根据这些信息来控制机械手的动作，使其准确地抓取或放置工件。

执行器负责控制机械手的运动，将其送到目标位置。

在整个过程中，电源提供所需的电能。

通过这种自动化的系统，可以大大提高生产效率、降低人力成本，同时还能减少因人为因素而产生的错误率。

因此，在现代工业生产中，机械手自动上下料控制系统已经广泛应用。

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2600T油压机自动上下料机械手结构设计摘要：为落实发展工厂智能制造理念，改善作业环境，降低职工劳动强度，提高作业安全性。

针对2600T油压机进行自动上下料机械手设计。

自动上下料系统由上料平台、下料平台、对料平台、上料机械手、下料机械手几部分组成，可实现抓取料，送料，码垛功能。

前言：2600T油压机主要加工产品为C70E下侧门板，C80E左右门板等大型板材，最大重量94Kg。

加工过程：安装模具—整垛上料（天车吊运）—单板送料（两人夹持送进模具）—压型—成型板下料（两人夹持拽出模具）—码垛—成品下料（天车吊运）。

人工上下料时，共需作业人员4人。

且作业人员需进入到滑块下方进行操作，存在极大安全隐患，同时作业人员劳动强度较大。

为解决上述问题，根据现场工艺平面对机械手机械结构进行研究设计。

1设计理念：1.1、在不破坏2600T压力机总工艺平面的基础上，进行自动化，智能化升级。

1.2、因现场条件约束[1]，上、下料机械手钢结构采用斜梁单臂结构，不占原厂地的工艺平面。

设计中通过NX软件进行有限元分析，在抓取100KG板材时，钢结构变形量0.26mm。

机械手为五轴联动，最大回转半径4米，可实现上料抓取、对料抓取、送料抓取、下料码垛。

1.3、机械手各部传动为X轴伺服电机带动齿轮、齿条传动，实现横向移动。

Z轴伺服电机带动链轮、链条传动，实现机械手升降。

3个回转轴采用摆线针轮RV减速器，保证机械手回转精度[2]。

一号转臂安装有滚柱式回转支承，提高机械手使用稳定性。

机械手横梁及滑车均安装直线导轨，保证机械手抓取精度，滑枕安装两套平衡风缸，保证了其安全可靠性。

上料机构由6个94KG真空吸盘组成。

下料机构由12个DC24V电磁铁组成，可实现废料和产品的码垛功能。

上、下料传送装置，安装有缓冲平台，有效控制料件对平台的冲击，提高上、下料平台使用寿命。

对料平台上安有5组校对风缸，保证料件的抓取位置。

上、下料平台及对料平台控制线接头，均为航空快插接头，方便拆卸安装。

机床上下料机械手控制系统的设计(doc 90页)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，仿形伺服轴轨迹规划研究，控制系统开发；E．焊接、搬运、装配、切割等作业的工业机器人产品的标准化、通用化、模块化、系列化研究；以及离线示教编程和系统动态仿真。

总的来说，大体是两个方向：其一是机器人的智能化，多传感器、多控制器，先进的控制算法，复杂的机电控制系统；其二是与生产加工相联系，满足相对具体的任务的工业机器人，主要采用性价比高的模块，在满足工作要求的基础上，追求系统的经济、简洁、可靠，大量采用工业控制器，市场化、模块化的元件。