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摘要对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析，设计了一种圆柱坐标形式机械手。
重点针对机械手的立柱、手臂、手爪等各部分机械结构以及机械手控制系统进行了详细的设计。
具体进行了机械手的总体设计，立柱结构的设计，机械手手臂结构的设计，末端执行器（手爪）的结构设计，机械手的机械传动机构的设计，机械手驱动系统的设计。
同时对液压系统和控制系统进行了理论分析和计算。
基于PLC对机械手的控制系统进行了深入细致的设计，通过对机械手作业的工艺过程和控制要求的分析，设计了控制系统的硬件电路，同时编制了机械手的控制程序，达到了设计的预期目标。
关键词：机械手,可编程控制器PLC,液压伺服定位,电液系统AbstractIntegratting the knowledge of the past four years of Machine, discuss and analysis the each part and function of manipulator; design a kind of cylinderical coordinate manipulator used to pack and unload work piece for CNC machine tools. In particular, made the detailed design about base, arm, and end effector and the control system etc. including Total design, waist’s construction design, the arm’s construction design, the wrist’s constr uction design, the end effector’s construction design, and the drive system of manipulator. At the same time, analysis and compute the hydraulic pressure system and control system. Deeply design the manipulator’s control system, which based on PLC. After a nalysis about the craft process and the requests of the manipulator, the hardware circuit and the control program of the manipulator then is designed. In a word, the design of the manipulator has come to the anticipant object.Keyways: Manipulator, Programmable Logic Controller, Hydraulic servo control, Electrohydraulic system目录摘要 (1)Abstract (2)1 绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 设计目的 (1)1.3 国内外研究现状和趋势 (2)1.4 设计原则 (4)2 工业机械手的总体设计方案 (5)2.1 工业机械手传动方案设计 (5)2.2 工业机械手运动方案设计 (5)3 机械手结构设计 (9)3.1各执行部件（液压缸）的类型选择 (9)3.2 各执行部件之间的联接和固定方式设计 (9)3.3 手部的结构设计、计算及选型 (9)3.4 小手臂的结构设计、计算及选型 (13)3.5 大手臂的结构设计、计算及选型 (18)3.6 回转缸的结构设计、计算及选型 (20)4 液压系统设计 (25)4.1 液压系统的组成 (25)4.2 液压系统的特点 (26)4.3 拟定液压系统 (26)4.4 液压系统控制元件的选型 (27)4.5 液压控制原理及过程说明 (29)4.6 油缸泄露问题与密封装置 (30)4.7 管路布置 (31)5 PLC控制系统设计 (32)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)1 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。
摘要对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析，设计了一种圆柱坐标形式机械手。
重点针对机械手的立柱、手臂、手爪等各部分机械结构以及机械手控制系统进行了详细的设计。
具体进行了机械手的总体设计，立柱结构的设计，机械手手臂结构的设计，末端执行器（手爪）的结构设计，机械手的机械传动机构的设计，机械手驱动系统的设计。
同时对液压系统和控制系统进行了理论分析和计算。
基于PLC对机械手的控制系统进行了深入细致的设计，通过对机械手作业的工艺过程和控制要求的分析，设计了控制系统的硬件电路，同时编制了机械手的控制程序，达到了设计的预期目标。
关键词：机械手,可编程控制器PLC,液压伺服定位,电液系统AbstractIntegratting the knowledge of the past four years of Machine, discuss and analysis the each part and function of manipulator; design a kind of cylinderical coordinate manipulator used to pack and unload work piece for CNC machine tools. In particular, made the detailed design about base, arm, and end effector and the control system etc. including Total design, waist’s construction design, the arm’s construction design, the wrist’s constr uction design, the end effector’s construction design, and the drive system of manipulator. At the same time, analysis and compute the hydraulic pressure system and control system. Deeply design the manipulator’s control system, which based on PLC. After analysis about the craft process and the requests of the manipulator, the hardware circuit and the control program of the manipulator then is designed. In a word, the design of the manipulator has come to the anticipant object.Keyways: Manipulator, Programmable Logic Controller, Hydraulic servo control, Electrohydraulic system目录摘要 (1)Abstract (2)1 绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 设计目的 (1)1.3 国内外研究现状和趋势 (2)1.4 设计原则 (4)2 工业机械手的总体设计方案 (5)2.1 工业机械手传动方案设计 (5)2.2 工业机械手运动方案设计 (5)3 机械手结构设计 (9)3.1各执行部件（液压缸）的类型选择 (9)3.2 各执行部件之间的联接和固定方式设计 (9)3.3 手部的结构设计、计算及选型 (9)3.4 小手臂的结构设计、计算及选型 (13)3.5 大手臂的结构设计、计算及选型 (18)3.6 回转缸的结构设计、计算及选型 (20)4 液压系统设计 (25)4.1 液压系统的组成 (25)4.2 液压系统的特点 (26)4.3 拟定液压系统 (26)4.4 液压系统控制元件的选型 (27)4.5 液压控制原理及过程说明 (29)4.6 油缸泄露问题与密封装置 (30)4.7 管路布置 (31)5 PLC控制系统设计 (32)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)1 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。
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。
数控卧式镗铣床自动换刀机械手的结构设计数控卧式镗铣床自动换刀机械手是一种机械手，主要用于自动化生产线上的零件加工，其主要功能是实现自动补刀和换刀操作，提高生产效率和减少人工干预，降低劳动力成本。
本文将从以下几个方面介绍数控卧式镗铣床自动换刀机械手的结构设计及其特点。
一、数控卧式镗铣床自动换刀机械手结构设计数控卧式镗铣床自动换刀机械手由机械臂、底座和控制系统组成。
机械臂包括基座、旋转轴、升降装置、前后运动装置和夹持装置等构件。
底座用于固定机械臂，同时还可以具备旋转和移动功能，以保证机械臂能够根据需要灵活地操作机械刀具。
控制系统包括电机、传感器和PLC等，可以确保机械臂能够准确地测量工件的尺寸，并根据需要进行换刀和补刀等操作。
机械臂的运动是通过控制电机来实现的，可以根据需要进行前后、上下和左右等方向的运动，以达到准确的加工效果。
升降装置和夹持装置是数控卧式镗铣床自动换刀机械手的核心部分，可以根据需要自动调整刀具的角度和位置，以确保刀具能够精确地切削工件。
二、数控卧式镗铣床自动换刀机械手的特点1.高精度：数控卧式镗铣床自动换刀机械手能够根据需要自动调整刀具的角度和位置，并准确地测量工件尺寸，以保证加工精度。
2.高效率：数控卧式镗铣床自动换刀机械手具有自动补刀和换刀功能，可以在不停机的情况下实现加工过程中的刀具更换和补偿操作，提高生产效率。
3.操作简便：数控卧式镗铣床自动换刀机械手可以通过PLC等控制系统进行操作，相对于人工操作更加简便。
4.适用范围广：数控卧式镗铣床自动换刀机械手可以适用于各种工件的加工，例如金属零件、机械零件、模具等。
三、发展前景随着工业生产自动化水平的不断提高，数控卧式镗铣床自动换刀机械手将会得到更加广泛的应用。
目前，国内外一些大型制造企业已经开始陆续采用数控卧式镗铣床自动换刀机械手进行机械加工，取得了非常不错的效果。
预计未来，在高效率、高精度和自动化程度方面都将会有更多的创新和进步，为机械加工行业带来更多的发展机会。
表1车床自动化改造前后效果对比
序号问题点改造前改造后
1工序间物流
滚道
重力滚道
产品之间相互存在磕碰的
质量问题，存在噪音
自动辊筒滚道
辊筒表面包胶，实现自动
上下料且无磕碰等质量问
题及噪音
2车床门及夹
具装夹动作手动
自动
改造气动门及夹具动作信
号实现自动化
图1数控车床人工上下料单机搬运点
用两套桁架机械手实现机床内零件装卸操作的自动化；
②电气控制要实现南北两排机床需人工操作或故障
时独立停机，进行维修和人工换刀及调整功能，并按设定
的加工程序自动运行实现多个品种零件的自动加工。
③为确保机械手自动装夹精度及加工质量，对车床
主轴及原有夹具进行改进，增加中心孔定位的端面气检
功能。
车床自动化改造最终方案如图2所示。
3效果验证
改造完毕正常运行6个月，实现了车床自动化上下
料，显著降低了手动作业的劳动强度，在一定程度上大大
图2改造效果示意图。
毕业设计（论文）任务书课题信息：课题性质：设计□论文□课题来源：教学□科研□生产□其它□发出任务书日期：指导教师签名：年月日毕业设计开题报告摘要本设计主要是对数控机床换刀机械手的设计。
机械手的种类很多，在本次设计中机械手选用回转式双臂机械手。
此次设计主要是对数控机床换刀机械手手部进行设计，完成手部各参数的计算，以及液压传动系统中相关参数的计算和机械手中轴的计算，还有液压控制系统的设计。
它的主要动作是将机床主轴上的刀具与刀库或刀具传送装置上的刀具进行交换，其动作循环为：拔刀─新旧刀具交换─装刀。
回转式双臂机械手刀具交换装置具有换刀时间短、动作灵活可靠等.应用最为广泛。
本设计也在一定程度上简化了换刀机械手的结构，以方便数控机床换刀机械手的加工制造过程。
关键词: 数控机床；换刀机械手；手部设计ABSTRACTThe design mainly introduces the design of the robot about CNC machine tool change.Many different types ofrobots, in this designuserotaryrobotmanipulatorarms. Thedesign ofCNC machinetool changemainly onhandto designrobotsto completethe calculation ofthe parameters ofthe hand, and the hydraulicsystemrelated parametersin thecalculation andthe calculation ofthe robotaxes, as well as hydraulic control systemdesign.Its mainaction isonthemachinetoolspindleandtoollibrary ortoolto sendthe toolexchangedevice, the movementcycleare:his sword——exchange ofold and newtoolloadedknife.Rotarytoolexchange devicemanipulatorarmswith thetool change timeis short,flexible movementand reliable. It has used widely.This designalways simplify thestructure ofthe robottool changera certainextent, CNC machine toolsto facilitate theprocessingrobottool changingprocess. Keywords：CNC machine tools; Robotictool changer; HandDesign目录1绪论111.1数控技术的基本概念111.1.1我国数控技术的发展概况111.1.2数控机床的组成及特点111.2数控技术的产生与发展121.3加工中心的概况121.3.1加工中心的定义121.3.2加工中心的组成121.3.3换刀机械手的发展现状131.3.4换刀机械手的类型151.3.5机械手设计的目的及意义161.3.6确定机械手设计方案162机械手手部的设计172.1机械手手臂和手爪的设计182.1.1手爪口的计算182.1.2手爪锁的设计与计算202.2弹簧的选择与设计222.3手爪的整体尺寸设计233液压传动系统设计243.1液压传动的概述243.2液压缸的设计263.2.1液压缸的载荷组成及计算263.2.2升降缸的设计273.2.3油缸壁厚的设计293.2.4油缸长度的确定303.2.5油口直径的计算303.2.6缸底厚度计算（缸底有油孔）30 3.3液压回转缸的设计313.3.1回转缸内径的计算313.3.2回转缸壁厚的计算343.3.3缸盖联接螺钉计算343.3.4动片输出轴联接螺钉计算354花键轴的设计374.1花键轴的计算374.1.1轴的材料选择374.1.2轴径的初步计算374.1.3花键轴的校核384.2轴承的选择404.2.1升降缸中轴承的选择404.2.2对于回转缸的轴承选择414.3法兰连接的选择414.4升降缸中(液压缸及活塞杆工作)密封元件41 5机械手液压控制系统设计425.1液压系统图的拟定425.2液压控制元件选用44结论46参考文献47致谢481绪论1.1数控技术的基本概念数控技术是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。
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。
六轴机械手实训心得1000字经过一个月的努力，我终于将机械设计课程设计做完了。
在这次作业过程中，我遇到了许多困难，一遍又一遍的计算，一次又一次的设计方案修改这都暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
刚开始在机构设计时，由于对matlab 软件的基本操作和编程掌握得还可以，不到半天就将所有需要使用的程序调试好了。
可是我从不同的机架位置得出了不同的结果，令我非常苦恼。
后来在钱老师的指导下，我找到了问题所在之处，将之解决了。
同时我还对四连杆机构的运动分析有了更进一步的了解。
选择机械手主要从价格及质量二方面进行着手，如何选择合适的数控车床机械手对与新手来说感觉无从下手，铁晟为您讲述如何选择数控车床机械手:1.一定要清晰自己的意图想要购买数控车床机械手为自己做些什么事。
比如:仅仅要完成主动上下料，仍是主动送料，或者是都需求。
2.不要光信任他人的说法，以事实为凭证如果对某家数控车床机械手动了心，比较之下觉得很好。
那就能够先买上一台试试，如果达到了自己的要求，那就Prefect，如果没有厂家说的那么好，那也能够在试试别的的车床机械手。
信任有了前次的经验，在选购数控车床机械手上面就没有的慌张了。
3.关于车床机械手功用如果在比较数控车床机械手功用上，一定要弄清楚你说的和他说的是不是同一个问题。
例如︰你要求车床机械手快取出产品，你要求的是2秒，是一个周期的时刻(从取出产品到放下产品在开端取出)。
然后他人说能做到比你的时刻短，可是他指的是取出的时刻到放下的时刻。
4.多问在选购车床机械手的时分，不管有任何的问题都要及时的向车床机械手厂家了解信息，直到没有任何的问题。
5.车床机械手售后服务不管什么产品，如果售后服务不够好的话，就不要太考虑。
如果买机器的时分是人家求你，可是售后的时分却是你求人家，这样的车床机械手厂家还有什么能够眷恋的呢?近些年数控车床机械手随着应用的越来越频繁，相对的技术及质量都得到了很大程度的提升，应该算是一个成熟的产品，所以选购数控车床机械手时只要从以上几点进行着手，就可以实现车床自动上下料的应用来实现减员增效的目的。
