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与技术第5卷第28期(2009年10月)自动上下料装置的设计与研究
常淑凤
（河北化工医药职业技术学院，河北石家庄050026）
摘要：自动上下料装置是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。自动机械技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
关键词：机械手；上下料；可编程控制；气动
中图分类号：TP23文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2009)28-8076-03
The Design and Research of Automatic Feeding Device Up and Down
CHANG Shu-feng
(Department of Information Engineering,Hebei Chemical &Pharmaceutical College,Shijiazhuang 050026,China)
Abstract:Automatic feeding device from top to bottom is the most typical of the mechanical-electrical integration of digital equipment,high value-added technology,a wide range of applications,as the support of advanced manufacturing technology and information society of the new industries will be the future of production and social development play a more to the more important role.Automatic machin -ery and technology is the combination of computers,control theory,institutions,information and sensor technology,artificial intelligence,bionics and the formation of such multi-disciplinary high-tech,contemporary research is extremely active,and the application of the in -creasingly wide range of areas.
Key words:manipulator;upper and lower feed;programmable control pneumatic
在现代工业自动化生产领域里，物料的搬运、机床的上下料、整机的装配等实现自动化是十分必要的。自动上下料装置和工业机械手就是为实现这些工序的自动化而设计和采用的。
自动上下料装置使散乱的中小型的工件毛坯，经过定向机构，实现定向排序，然后顺序的由上下料装置把它送到机床和工作位置去，并把工件取走。如果工件较大，形状较为复杂，很难自动的定向，往往用人工定向后，在由上下料机构送到工作地点去。
广泛采用自动上下料装置，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样，自动上下料装置的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。
自动上下料装置是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。自动机械技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
1自动上下料装置的总体设计
1.1设计方案的确定
在自动上下料装置的设计选用中我们需要注意以下几个方面：
按照生产批量或生产率的计算出所需要的上料节拍或上料生产率，所需要的上料生产率越高，越有必要选用自动上下料装置。根据工件的类型和尺寸、形状，从必要性和可能性综合考虑合理的自动化程度，决定必要的组成成分，决定上下料装置的类型以及定向机构。尺寸小的而且形状简单的工件易于实现自动定向，可以采用料抖式自动上下料装置。
自动上下料机构的设计中采用如图1结构形式，主要由平移气缸，升降气缸，托架，电机转子等部件组成。其动作过程为：在平移气缸的驱动下，两个升降气缸在合适的位置进行协调运动，从而托架可以带动电机转子进行轨迹为矩形的运动。从而实现自动上下料的动作。
从中我们可以看到，与传统的方法相比，机构大大简化，气动取代电机作为驱动
源,只要提高工作介质的工作压力便能提高系统的输出功率。系统的自动化程度和工
作效率明显提高,运行更加可靠。不仅解决本工位的自动生产,而且兼顾到工件的上
料、下料的动作结合。
2机械部分的设计
2.1机械手的结构确定
机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。各系
统相互之间的关系如框图2。收稿日期：2009-08-04
作者简介：常淑凤（1968-），河北景县人，河北化工医药职业技术学院教授，研究方向为计算机应用。
图1自动上下料结构图(1.平移气缸；2.升降气缸；3.托架；4.电机转子；5.矩形运动轨迹)ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.5,No.28,October 2009,pp.8076-8078E-mail:kfyj@https://www.doczj.com/doc/fe3791461.html, https://www.doczj.com/doc/fe3791461.html, Tel:+86-551-569096356909648076
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Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术第5卷第28期(2009年10月)
2.1.1执行机构
由气缸控制的手爪为夹紧执行机构。手爪，即与物件接触的部件。由于与
物件接触的形式不同，可分为夹持式手部和吸附式手部。夹持式手部由手指和
传力机构所构成，手指是与物件直接接触，而传力则通过手指产生夹紧力来完
成夹放物件的任务。自动上下料装置的上升下降运动的执行机构为机械手的
两个主气缸。这两个气缸既起执行机构的作用，又起支撑自动上下料装置躯体
的作用。
2.1.2驱动系统
机械手的驱动系统是驱动执行机构运动的传动装置。常用的有液压传动、气压传动、电力传动和机械传动等四种形式。本次设计主要是气压传动。
2.1.3控制系统
本系统采用PLC控制，应用灵活、扩展性好，操作方便，体积小，重量轻，价格比高，省电。
2.1.4位置检测装置
控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而，执行机构以一定精度达到位置设定。
2.2机械手的工作原理
机械手在工作时，首先由PLC发出电控制信号，电磁阀动作输出电信号到气控阀，气控阀接到信号后，将动力气输给气缸，气缸运动，当运动到指定行程时，触及机械阀，机械阀将气信号传给气电继电器，继电器将电信号传至间机械手控制系统，PLC根据气缸到位情况，按程序执行下一步动作。
在本次设计中，自动上下料装置主体部分分别是由LG型气缸(32、50、80)组成的，机械手为气压驱动，考虑到在工件的位置过低时，手爪与机床容易产生碰撞而损坏机床或机械手，因此机械手的动作顺序应首先使水平臂上升，所以机械手的工作过程为：
1)抓取工件：启动→垂直臂上升→水平臂前伸→垂直臂下降→手爪抓取工件→垂直臂上升→水平臂回缩→转动到工件放置位置。
2)放置工件：水平臂前伸→垂直臂下降→手爪放开工件→手爪反向转动(复位)→垂直臂上升(复位)→水平臂回缩(复位)→垂直臂下降(复位)。
2.3手爪的设计计算
2.3.1手指式手部的类型
手部所爪持的工件的尺寸、形状、重量、材料和表面状况等的不同，手部具有多种结构形式。手指的手部是以手部的张开和闭合来实现抓持工件。他对抓取各种形状的工件具有较大的适应性,故应用最广。手指式手部按手指的运动形式可以分为,回转型和平移型。
2.3.2手指夹紧力的计算
手指对工件的夹紧力可按照下式计算：
N≥K1K2K3G kgf
N≥21.34kgf(1)式中K1——
—安全系数，通常取1.2～2
K2——
—动载系数，主要考虑惯性力的影响，可按照K2=1+a/g估算。
a——
—为机械手在搬运工件过程的加速度m/s2,a=9.8m/s2,g为重力加
速度。
K3——
—方位系数，按照表1选取。
G——
—被抓持工件的重量Kg。
2.3.3手指式手部结构和驱动力计算
手指式手部按其传动机构的不同具有多种结构形式,各有特点。在设
计时必须根据具体情况来正确选择。
图3所示为连杆传动的手部结构。驱动活塞往复移动。通过活塞杆末
端铰接的连杆，使手指张开与闭合。
作用于活塞杆上的驱动力为：
(2) 3气动部分的设计
3.1气缸的设计计算
气缸一般由缸筒，前后缸盖、活塞、活塞杆、密封件和紧固件组成。气缸被活塞分成有杆腔和无杆腔。当从无杆腔输入压缩空气时，有杆腔排气，压缩空气作用在活塞右端面上的力克服各种反作用力，推动活塞杆前进，使活塞杆伸出；当活塞杆排气时，有杆腔进气时，活塞杆缩回到处始位置。两腔交替进气，排气，活塞杆实现往复直线运动。
3.2气路的设计
电气系统由三部份组成：
图2系统相互关系框图
图3连杆传动的手部结构
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1）能量供应部分
其作用类似人的心脏。它提供气动执行元件和电气控制作用所需要的能量。如提供压缩气体的气源系统，提供电气控制元件的电源(交流电或直流电)。
2）电气控制部份
电气控制部份的作用相当于人的大脑。对于不同的应用环境，需要按照指定的逻辑控制气动元件的动作。比如汽车车门的开启控制，汽车车门的开启所由气缸来推动，而气缸活塞何时动作以及向哪个方向运动，这都是由电气控制部分控制的。
3）气动执行部分
可以将气动执行部分比喻成人的手和腿。它是整个系统的终端输出，将压缩空气的压力能转化为机械能，直接驱动应用对象，如车门，传送带，导轨，夹具等。
3.3气路系统原理
压缩空气是由空气压缩机经储蓄罐（储存和稳定工作压力）、分水滤气器（干燥和净化）、减压阀（调整和稳定气压）、油雾器（渗入油雾润滑气动元件和气缸）、压力继电器（控制空气压缩机的开于关）输送到主气路1。各工作气缸所用的压缩空气，均由气路1并联输入，它的工作情况是：
压缩空气经过三位四通换向阀1进入水平臂驱动气缸，用来操纵整个机械手的水平运动。压缩空气经过三位四通换向阀2进入垂直臂驱动气缸，用来操纵垂直臂的升降运动。在阀2的进气口和排气口装有排气节流阀和顺序阀，用以调节活塞的排气速度和排气方向，从而控制活塞的运动速度。
压缩空气经二位三通换向阀3进入下夹紧气缸，用来操纵下手臂的夹紧、放松。在阀3的进气口和排气口装有排气节流阀和顺序阀，用以调节活塞的排气速度和排气方向，从而控制活塞的运动速度。
压缩空气由一个二位三通阀控制弹簧气缸的运动，从而控制中间手臂。在阀4的进气口有顺序阀和节流阀，作用同上。
控制方式：该气路系统各工作气缸的程序必须协调，采用PLC 可编程控制进行程序控制。
4控制部分的设计
4.1可编程逻辑控制器（PLC ）
本设计采用的是PLC 可编程控制器，可编程序控制器PC (Programmable Controller)又程可编程逻辑控制器PLC(Programmable Logic Controller),是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机。可编程控制
器PLC 在现代工业自动控制中是最值得重视的先进控制技术。
4.1.1PLC 的组成
可编程逻辑控制器一般由运算控制单元、存贮器RAM/ROM 、输入/
输出等部件组成。PLC 型号、功能繁多，它主要由中央处理单元、寄存器、
储存器、输入、输出等部分组成。
如图4所示。
4.1.2选择PLC
首先估计需要的PLC 规模，选择功能和容量满足要求的PLC 。为完
成预定的控制任务所需要的PLC 规模，主要取决于设备对输入输出点的需求量和控制过程的难易程度。估算PLC 需要的各种类型的输入、输
出点数，并拒此估算出用户的存储容量，是系统设计中的重要环节。
4.1.3PLC 的输入、输出及控制方式确定
根据机械手的动作要求，系统应有的输入信号是：气泵的起动、停止
（2个)，机械手的上、下、左、右4个方向移动、夹紧、放松(6个)，手动工作
方式、半自动工作方式（2个)，半自动的起动、停止（2个)等等按钮类手
工操作信号12个；机械手的下、右2个方向的行程开关（2个)，夹紧时
的压力继电器，放松时的行程开关（2个)。所以应设有16个输入信号。系统的输出信号有：气泵电机运转控制用接触器,机械手的下、右2个方
向移动控制用电磁阀和机械手夹紧控制用电磁阀，半自动循环指示灯，共计5个输出信号。根据机械手的半自动循环流程要求，可以画出机械
手的工作循环图，如图5所示。从而可以得到机械手电磁阀的动作顺序
表，如表1所示。
将程序输入PLC 机，先在PLC 机上进行模拟调试，用开关模拟输入
信号，用PLC 机上的指示灯模拟输出情况，调试通过后再与机械部分连
接，进行在线连机调试，直到全部系统运行正常为止。
参考文献：
[1]沈乃勋,陈珂.自动嵌绝缘纸机的机电一体化创新设计机械设计与
研究[J].机械设计与研究,2002,18(2):68-71.
[2]机械设计手册编委会.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社,
2005.
[3]陈为国，朱宏涛.液压与气压传动[M].北京:清华大学出版社,2005.
图4PLC 的组成图5机械手工作循环图表1机械手电磁阀动作顺序表8078
自动送料机构设计 摘要：本课题所设计的自动送料机构的目的，是为了实现自动送料，消除积累误差，同时减少劳动力成本。在设计过程中，主要是设计了工作台以及工作台面上的夹紧装置，滚珠丝杠的选用，以及可以实现自动送料的伺服电机。通过对这些方面的设计和研究，可以大大减少劳动力成本，减少了误差，同时也简化了机构。这在实际生产中具有很好的推广效果和意义。 关键词：冲床工作台滚珠丝杠伺服电机
Abstract: the design of this project be automatic conveying mechanism in order to realize the aim, is automatic packing, eliminate accumulation error, while reducing the cost of Labour. In the design process, mainly design on the bench and workbench clamping device, ball screw choose, and can realize automatic feed of servo motors. Based on the design and research of these aspects, can reduce labor costs, reduce the error, also simplifies organization. This in practical production have very good promotion effect and meaning. Keywords: punch workbench ball screw servo motor
毕业设计（论文）题目轴套双面自动切端面倒角机 ——自动上料装置设计 二级学院机械学院 专业机械设计制造及其自动化 班级109040205 学生姓名张铎学号10904020533 指导教师罗宏职称教授 时间2013.5.18
目录 摘要 (Ⅰ) Abstract (Ⅱ) 第1章总体方案的制定 (1) 1.1设计的目的和意义 (1) 1.2确定总体方案 (1) 第2章振动盘动力学参数的计算 (4) 2.1振动盘的简介 (4) 2.2振动盘的结构和工作原理 (5) 2.3振动盘设计原始数据 (7) 2.4输送速度的计算 (8) 2.5激振力的计算以及电磁铁的选择 (10) 2.6振动输送参数的选择 (14) 第3章振动盘的结构设计 (15) 3.1料盘基本参数的设定 (15) 3.2振动盘的定向方法 (17) 3.3板弹簧的设计 (18) 3.4橡胶减震胶垫的设计 (19) 3.5振动盘给料控制器的设计 (21) 第4章振动盘的使用和维护 (23) 4.1振动盘的使用 (23) 4.2振动盘常见故障 (24) 4.3振动盘的维护 (25) 第5章推料装置和料仓的气缸选择 (26) 3.1气压传动的优缺点 (26) 3.2气缸的选择 (28)
结论 (30) 致谢 (31) 参考文献 (32) 文献综述 (32)
摘要 轴套的自动上料装置，是一个既陌生又熟悉的机械系统，随着加工自动化的发展，已经成为市场中不可或缺的一部分。在使用这套系统之前，轴套加工时都需要工人把轴套固定在机床上，之后才能加工。在这个过程中浪费了大量的时间，同时也浪费了劳动力。这套系统提高了机械加工效率，解放了劳动力，同时也保证了工人的安全，所以我选择了本课题作为毕业设计课题。 本次设计的自动上料系统主要包括两大部分：轴套的自动排序和轴套的自动落料填装，主要使用振动盘和气缸两大机械装置来实现这个目的。通过对轴套加工现状的了解，通过指导老师对本次设计背景的介绍和设计目的及要求的说明讲解，通过在图书馆查看书籍、网络上查询相关资料和老师的指导下，完成了各个部分的设计。 关键词：轴套自动上料装置振动盘气缸
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
Abstract Integratting 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 construction 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
自动送料装置机械手设计 目录 摘要 ................................................................................................................................ I Absrtact........................................................................................................................ II 第1章绪论 .. (1) 1.1 引言 (1) 1.2 研发目的及意义 (1) 1.3 机械手的内容 (1) 1.3.1 用途 (1) 1.3.2 技术参数 (2) 第2章手部设计 (3) 2.1 概述 (3) 2.2 初选型号 (3) 2.2.1 真空吸盘 (3) 2.2.2真空发生器 (4) 2.3 真空吸盘的吸力计算 (4) 2.4手臂伸缩驱动力的计算 (5) 2.5手臂升降和回转部分结构设计 (6) 2.6手臂升降气缸的设计 (6) 2.6.1驱动力计算 (6) 2.6.2气缸的直径 (7) 2.6.3活塞杆直径的计算 (8) 2.6.4缸筒壁厚计算 (9) 第3章气压传动系统设计 (10) 3.1气压系统传动的选定 (10) 3.2气压传动系统工作原理图 (10) 第4章手腕设想 (12) 4.1 概述 (12) 4.2 腕部联想重点 (12) 4.3 典型腕部结构 (12)
第5章机械手的PLC控制设计 (13) 5.1可编程序掌握的各种原件 (13) 5.2 PC指令系统 (14) 5.3编写机械手的PLC控制指令 (15) 结语 (18) 参考文献 (19) 致谢 (20) 附录 (21)
套类零件自动上下料机构设计 设计者：
摘要 针对数控车床设计的一种套类零件自动上下料机构，实现了坯料的抓取、自动定位、夹紧以及工件的回放。该机构主要由自动安装夹具，坯料、工件拾取机械手，动力及控制系统组成。零件的自动定位、夹紧由弹簧涨胎心轴实现，涨胎心轴是以工件的内孔表面定位，由气缸驱动弹性筒夹向外扩涨，实现工件的定位和夹紧的。坯料、工件的拾取、回放是由单臂形式的机械手通过伸缩、旋转以及俯仰等运动实现的，这些运动均由气缸驱动获得。本设计中，为实现工件的自动上下料，单臂机械手的运动与涨胎心轴的张合需进行紧密配合。考虑到所夹持工件的实际尺寸、质量等因素，本机构采用气动、电气控制实现了坯料和工件的拾取、安装、回放过程的自动完成。 关键词：自动上下料；气动机械手；气动夹具；套类零件
Abstract This paper is aimed at designing a sleeve parts automatic baiting agencies for a CNC lathe.Its function is processing the crawls, automatic positioning and clamping of the workpiece.The automatic baiting agencies mainly consist of the automatic fixture, the manipulator for picking up the workpiece and billets and the drive and control system.Among them,the automatic positioning and clamping of the sets parts is achieved by the axis fetal heart rate rising to the workpiece centering hole.When clamping the workpiece,flexible tube folder can center and clamp the cylindrical hole through the expansion and inflation;blank grasping of the workpiece and the intervals are achieved by the manipulator arm by stretching and rotating.In the issue,it is necessary for the movements of the manipulator arm and the automatical fixture Zhang to require the coordination.Taking into account that the actual workpiece size,the quality and the various features of the driven approach to the system,we decide to adopt the aerodynamic control,using compressed air to achieve the movements of the clamping fixture and manipulator. Keywords:Automatic baiting;Pneumatic manipulator;Pneumatic fixture;sleeve parts
毕业设计说明书 题目：自动送料装置结构设计 学号： 姓名： 班级： 专业：机械设计制造及其自动化 指导教师： 学院：机械工程学院 答辩日期：
摘要 本毕业设计设计了一台用于传送皮革面料的自动送料装置。以高精准高效率为送料目的，设计该装置使用气缸为动力源。结合合适的直线导轨，真空吸盘等零部件，通过不同气缸的相互配合来完成整个送料过程，将皮革面料输送到加工区。 关键词：自动化；气缸；送料
Abstract An automatic feeding device is designed for transporting leather. Cylinders are used in this equipment as the power source with high precision and high efficiency for the purpose combined with linear guide and vacuum chuck. Put the leather transports to the processing area. Key words: Automation; Cylinder; Feeding
目录 第1章绪论 (1) 1.1设计的背景和意义 (1) 1.2设计的内容和思路 (1) 1.3解决的主要问题 (2) 第2章总体设计方案 (3) 第3章. 结构设计部分 (5) 3.1托料板的设计 (5) 3.2气缸的选择 (5) 3.3吸盘的选择 (11) 3.4导轨的选择 (12) 3.5脚座的设计 (14) 3.6其他主要部件的设计 (14) 第4章基于UG软件的仿真分析 (15) 4.1 UG介绍 (15) 4.2 UG三维仿真分析 (16) 结论 (23) 参考文献 (24) 致谢 (26)
编号：SM-ZD-30903 通用上下料气动机械手结 构设计 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改
通用上下料气动机械手结构设计 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 气动机械手具有结构简单、重量轻、动作迅速、可靠、节能、不污染环境、可实现无级调速、易实现过载保护等优点，应用特点广泛。论文介绍了气动机械手的原理，对机械手的主要部件和设计要求做了相关的阐述，另外对机械手回转臂的结构帮了优化措施。 气动机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。气动机械手具有结构简单、重量轻、动作迅速、可靠、节能、不污染环境、可实现无级调速、易实现过载保护等优点，特别适用于汽车制造业、食品和药品包装行业、化工行业、精密仪器制造业和军事工业等。 在现代工业技术应用的气动机械手能够实现4个自由度的运动，其各自的自由度的驱动全部由气动肌肉来实现。最前端的气爪抓取物品，通过气动肌肉的驱动实现各自关节的转动，使物品在空间上运动，根据合理的控制，最终实现机
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Abstract The environment of global economic development, China industries affected by other countries advanced technology at the same time, foreign enterprises and brand spread to more and more Chinese has become an opportunity. Cap pressing machine in industry through a variety of ways have been working with the relevant technology, and constantly improve their own strength and core competitiveness, and narrow the gap with developed countries. In the new market demand, update the sleeve pressing machine is a pressing matter of the moment. The production of pipe pressing machine equipment manufacturing enterprises to fully tap the potential of the market, vigorously develop the sleeves of large low cost pressing special machinery and equipment, plays a positive role in the evolution of automatic assembly, the assembly of mechanical equipment. There is a large pipe equipment on equipment safety index has strict requirements of production. With the development of science and technology, interdisciplinary mutual infiltration, mutual exchanges between the various industry, extensive use of new structure, new materials, new technology, the sleeve pressing machine is large, efficient,reliable,energysaving. Keywords：pneumatic manipulator;cylinder;pneumatic loop;value
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
自动送料机构设计 以下是为大家整理的自动送料机构设计的相关范文，本文关键词为自动,送料,机构,设计,无锡,职业,技术,学院,毕业设计,说，您可以从右上方搜索框检索更多相关文章，如果您觉得有用，请继续关注我们并推荐给您的好友，您可以在综合文库中查看更多范文。 无锡职业技术学院毕业设计说明书 自动送料机构设计 摘要
本课题所设计的自动送料机构的目的，是为了实现自动送料，消除积累误差，同时减少劳动力成本。在设计过程中，主要是设计了工作台以及工作台面上的夹紧装置，滚珠丝杠的选用，以及可以实现自动送料的伺服电机。通过对这些方面的设计和研究，可以大大减少劳动力成本，减少了误差，同时也简化了机构。这在实际生产中具有很好的推广效果和意义。 关键词：冲床工作台滚珠丝杠伺服电机 I 无锡职业技术学院毕业设计说明书 自動送り機構の設計 概要 このセフルフィ-ディングを実現するためで，誤差を蓄積することを取り除いて，同時にすくない労働力のコストを弱めますか。設計する過程の中に主設計してワ-クステ-ション及びテ-ブル表面の上仕事するのへはさんて不自由装置する，ボ-ル親螺子の選択の使用，またセフルフィ-ディングのサ-ビスのモ-タ-を実現することができますか。通じるこれら方面の設計に対するおよび研究して，大いにコスト労働力を減すことができて，誤差を減した，同時に機構も簡略化しました。これは実際的な生産でとてもよい拡張の効果
と意味があります。 キ-·ワ-ド：打抜盤、ワ-クステ-ション、ボ-ルの親螺子、サ-ビスのモ-タ- II 无锡职业技术学院毕业设计说明书 第一章引言 1.1课题的背景 在我国和国外的生产和研究中，自动送料方式有很多种，但是在这些产品中，存在着一些问题。如日本的RF20sD-oR11机械手送料装置与冲床做成一体，从横向(侧面)送料，结构复杂，装配、制造、维修困难，价格昂贵，又不适合于我国冲床的纵向送料的要求。RF20sD—oR11的结构由冲床上的曲轴输出轴．通过花键轴伸缩，球头节部件联接机械手齿轮，由伞齿轮、圆柱齿轮、齿条、凸轮、拨叉、丝杆等一系列传动件使机械手的夹爪作伸缩、升降、夹紧、松开等与冲床节拍相同的动作来完成送料，另设一套独立驱动可移式输送机，通过隔料机构将工件输送至预定位置，这样一套机构的配置仅局限于日本设备，不能应用于国产冲床。国内有的送料机构由冲床工作台通过连杆弹簧驱动滑块在滑道上水平滑动，将斜道上下来的料，通过隔料机构推到模具中心，并联动打板将冲好的料拨掉，往复运动的一整套机构比较简单，无输送机构，联动可靠，制造容易。但机械手不能将料提升、夹紧，料道倾斜放置靠料自重滑下，如规格重量变动，则料道上工件下滑速度不一致，易产生叠料，推料机构役有将料夹紧，
目录 1. 绪论 0 1.1 自动上下料机构概述 0 1.2 自动上下料的组成分类及特点 0 1.3 自动上下料机构设计的意义 (2) 2.总体方案设计 (4) 2.1 机械手的基本形式的选择 (4) 2.2 自动上下料机构方案的拟定 (5) 2.3 CK6150型数控车床的主要参数 (7) 2.4 驱动方式的确定 (8) 2.5 机械手的技术参数列表 (11) 3.机械手机械结构设计 (12) 3.1 手部的设计 (12) 3.1.1手部的概述 (12) 3.1.2 机械手部的典型结构 (13) 3.1.3 机械式手爪设计 (14) 3.1.4 手部驱动力计算 (14) 3.2.1 臂部设计的基本要求 (18) 3.2.2 手臂的常用机构 (19) 3.3 机身设计 (24) 3.3.1 概述 (24)
3.3.2 俯仰与回转机身的设计 (24) 4.机械手的运动分析 (32) 4.1机械手的运动规划 (32) 4.2 机械手的主要部件和运动 (32) 4.2.1 机械手的手爪的运动 (33) 4.2.2 机械手的臂部的运动 (33) 4.3 机械手的整体运动分析 (34) 5.气动控制系统设计 (36) 5.1 气压传动系统原理图的拟定 (36) 5.1.2气压传动系统原理图的拟定 (36) 5.2 机械手的PLC控制设计（本设计中选用S7—200PLC） (38) 5.2.1 机械手自动上下料过程 (38) 5.2.2 机械手的PLC控制设计 (38) 图5.3 梯形图 (41) 结论与展望 (42) 参考文献 (43) 指导教师简介 (44)
1. 绪论 1.1 自动上下料机构概述 在自动化加工，装配生产线中,能自动完成将工件向加工或装配机械供给并上下料的装置，称为自动上下料装置。自动上下料装置就是为实现将毛坯自动选入加工位置，准确的定位，夹紧以及取下加工完的零件所必须的许多功能机构的总和。 统计表明，在工件的加工装配过程中，工件的供给，上料，下料及搬运等工序所需费用约占全部费用的三分之一，所费工时约占全部工时的三分之二以上，而且绝大多数的事故都发生在这些工序中。在当今工业发达国家，自动上下料装置在各类制造业中比比皆是，生产过程的自动化不仅仅大大提高了生产率，把人们从繁重的劳动中解脱出来，而且对提高产品质量，降低成本，促进产业结构的合理化起到了积极的作用。随着电子技术的发展，现在自动化上下料装置已越来越多的采用传感器等电子设备，这样不仅能提高精度，而且能减小设备大小，降低成本。 1.2 自动上下料的组成分类及特点 (1) 自动上下料装置的类型 卷料（或带料）自动上下料装置、棒料（管料）自动上下料装置多用于冲压设备、自动机、单件坯料自动上下料装置用于各种机床，可分为料仓式半自动上下料装置、料斗式自动上下料装置。料仓式半自动上下料装置用于尺寸和重量较大或形状较复杂而难于自动定向排列的工件，或单件工序时间较长的工件，如连杆、曲轴、齿轮等，工件靠人工定向成批排列在料仓中，然后自动送出。 料斗式自动上下料装置用于形状简单、尺寸和重量较小、工序较短的工件，如各种紧固标准件、小型轴、销、套、环类零件，工件任意堆放在装料容器中，由抓取定向机构实现自动定向排列和自动送出。 （2）自动上下料装置的组成 自动上下料装置的组成如下表所示
套类零件自动上下料机构设计
哈尔滨工业大学成人高等教育本科生毕业设计（论文） 套类零件自动上下料机构设计 设计者：李富友
摘要 针对数控车床设计的一种套类零件自动上下料机构，实现了坯料的抓取、自动定位、夹紧以及工件的回放。该机构主要由自动安装夹具，坯料、工件拾取机械手，动力及控制系统组成。零件的自动定位、夹紧由弹簧涨胎心轴实现，涨胎心轴是以工件的内孔表面定位，由气缸驱动弹性筒夹向外扩涨，实现工件的定位和夹紧的。坯料、工件的拾取、回放是由单臂形式的机械手通过伸缩、旋转以及俯仰等运动实现的，这些运动均由气缸驱动获得。本设计中，为实现工件的自动上下料，单臂机械手的运动与涨胎心轴的张合需进行紧密配合。考虑到所夹持工件的实际尺寸、质量等因素，本机构采用气动、电气控制实现了坯料和工件的拾取、安装、回放过程的自动完成。 关键词：自动上下料；气动机械手；气动夹具；套类零件
Abstract This paper is aimed at designing a sleeve parts automatic baiting agencies for a CNC lathe.Its function is processing the crawls, automatic positioning and clamping of the workpiece.The automatic baiting agencies mainly consist of the automatic fixture, the manipulator for picking up the workpiece and billets and the drive and control system.Among them,the automatic positioning and clamping of the sets parts is achieved by the axis fetal heart rate rising to the workpiece centering hole.When clamping the workpiece,flexible tube folder can center and clamp the cylindrical hole through the expansion and inflation;blank grasping of the workpiece and the intervals are achieved by the manipulator arm by stretching and rotating.In the issue,it is necessary for the movements of the manipulator arm and the automatical fixture Zhang to require the coordination.Taking into account that the actual workpiece size,the quality and the various features of the driven approach to the system,we decide to adopt the aerodynamic control,using compressed air to achieve the movements of the clamping fixture and manipulator. Keywords:Automatic baiting;Pneumatic manipulator;Pneumatic fixture;sleeve parts
题目:自动送料装置机械手设计 目录 摘要................................................................ I Abstract........................................................... I I 第1章机械手的介绍. (1) 1.1机械手的现状 (1) 1.2机械手的控制系统 (1) 1.3机械手的发展 (1) 第2章机械手的结构要求 (3) 2.1机械手的组成 (3) 2.2机械手的工作过程 (3) 2.3机械手的控制要求 (4) 2.4气动控制回路 (4) 第3章机械手控制设计 (6) 3.1 PLC的选型 (6) 3.2 PLC的I/O分配 (6) 第4章外部接线图 (8) 第5章机械手转移图和梯形图 (9) 5.1机械手转移图和梯形图设计 (9) 5.2机械手指令程序 (12) 5.2.1机械手自动控制指令程序 (12) 5.2.2机械手手动控制指令程序 (14) 结论 (16) 参考文献 (17)
自动送料装置机械手设计 摘要：在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，在生产型企业中使用机械手改变生产方式是减轻企业对用工的依赖性，降低生产成本，实现可持续发展的转变思路。PLC控制机械手可按使用要求选购相应的产品完成复杂的逻辑控制，其以逻辑控制为主，也可以组成模拟量控制系统，软硬件开发工作量较少，输出带负载能力和抗干扰能力强，可靠性好，环境适应能力强。机械手可以通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点。 关键词：机械手；PLC控制；逻辑控制
目录 摘要 (Ⅰ) ABSTRACT (Ⅱ) 第一章绪论 (1) 1.1课题背景及目的 (1) 1.2本课题研究的意义 (1) 1.3自动上下料机构的组成分类及特点 (2) 第二章总体设计方案 (3) 2.1机械手设计要求 (3) 2.2动作要求分析 (4) 2.3机械手的基本形式 (4) 2.4机械手材料的选择 (5) 2.5自动上下料机构布局拟定 (5) 2.6驱动方式的选择 (7) 2.7 CK6140型数控车床的主要参数 (8) 第三章机械手结构设计 (9) 3.1手部的设计 (9) 3.1.1手部的概述 (9) 3.1.2机械手部的典型结构 (9) 3.1.3手爪设计原则 (12) 3.1.4机械式手爪设计 (12) 3.1.5手部驱动力计算 (13) 3.2臂部的设计 (16) 3.2.1手臂的常用机构 (17) 3.2.2手臂设计原则 (17) 3.2.3臂部驱动力计算 (18) 3.3机身的设计 (21) 3.3.1机身的整体设计 (21) 3.3.2机身回转机构的设计计算 (24)
3.3.3机身升降液压缸的设计计算 (26) 第四章机械手的运动分析 (33) 4.1液压缸的设计选择 (33) 4.2 机械手的手爪的运动 (34) 4.3 机械手的臂部的运动 (34) 4.4 机械手的整体运动分析 (34) 总结 (36) 致谢 (37) 参考文献 (38)
摘要 本课题主要进行生产线轴套类零件自动上下料机构设计，该设计属于机械手的一部分，生产线轴套类零件自动上下料机构是在机械化、自动化生产过程中发展的一种新型装置，实现了胚料的抓取、自动定位、夹紧以及工件的回放。机械手能代替人类重复完成枯燥危险的工作，提高劳动生产力，减轻人的劳动强度。该机构涵盖了位置控制技术、可编程序控制技术、检测技术等。本课题设计的液压机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样。根据工件的变化及生产技术的要求随时更改相关参数，可代替人工在高温危险区进行作业。 关键词：机械手轴套类零件自动上下料机构提升旋转
工艺过程自动化 学号： 课程作业 题目工件自动上料装置的设计 学院机电学院 专业机械工程及自动化 班级 姓名 同组成员 指导教师 2011 年12 月28 日
课程作业任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：机电工程学院题目: 工件自动上料装置的设计 要求完成的主要任务: 1. 电磁振动式自动上料装置的国内外研究现状与发展趋势； 2. 电磁振动式自动上料装置自动定向机构的设计。 附：已知条件：
目录 1、电磁振动式自动上料装置的国内外研 究现状与发展趋势 (1) 1.1电磁振动式自动上料装置 的国内外研究现状 (1) 1.2 电磁振动式自动上料装置 的发展趋势 (2) 2、电磁振动式自动上料装置 2.1、分析工件图样 (3) 2.2、确定料斗装置 (4) 2.3确定其定位方式 (5) 3.参考文献 (6) 4.小结 (6)
1、电磁振动式自动上料装置的国内外研究现状与发展趋势 1.1、电磁振动式自动上料装置与普通上料装置的不同在于其自动送料机的不同，它采用的是电磁振动送料机。利用电磁激振器使给料槽作高频率的往复振动，槽内物料以一定角度抛掷，并朝一定方向运动，从而实现定量给料。20世纪40年代，英、美等国就已将电磁振动给料器用于受煤槽和配煤槽下部的给料，后来又广泛用于翻车机下部的给料。日本还常将它用于粉碎机上部的定量给料。中国从60年代起使用电磁振动给料器给料，70年代才应用于配煤槽下部定量给煤。 电磁振动送料机(简称电振机)属于双质体共振型，它是由电磁激振器驱动的。电磁激振器由铁芯、线圈及衔铁组成，交变电流或脉动电流通过线圈，使电磁铁产生周期变化的电磁吸力，从而使工作机体产生振动。其相对于机械往复式送料机具有处理能力大、结构紧凑、重量轻、可无极调速以及电耗少等优点，适应性更加广泛，在全国工农业领域中得到广泛得应用。 目前，电磁振动送料机存在的主要问题是输送物料的效率低、能耗大，尤其是直接影响送料机运量的振幅大小，需由电磁铁间隙、板弹簧片数以及联接杆螺母松紧程度等因素决定，调节起来比较复杂;并且经过长期使用，送料机会出现弹性系数改变、顶紧螺栓变松等情况，给振幅的精确控制带来困难[71。另外，给料槽和物料质量的改变会改变送料机的固有频率，也就是说在电磁式振动送料机的使用过程中由于物料成分、密度等物理性质
哈尔滨工业大学成人高等教育本科生毕业设计（论文） 套类零件自动上下料机构设计 设计者：李富友
摘要 针对数控车床设计的一种套类零件自动上下料机构，实现了坯料的抓取、自动定位、夹紧以及工件的回放。该机构主要由自动安装夹具，坯料、工件拾取机械手，动力及控制系统组成。零件的自动定位、夹紧由弹簧涨胎心轴实现，涨胎心轴是以工件的内孔表面定位，由气缸驱动弹性筒夹向外扩涨，实现工件的定位和夹紧的。坯料、工件的拾取、回放是由单臂形式的机械手通过伸缩、旋转以及俯仰等运动实现的，这些运动均由气缸驱动获得。本设计中，为实现工件的自动上下料，单臂机械手的运动与涨胎心轴的张合需进行紧密配合。考虑到所夹持工件的实际尺寸、质量等因素，本机构采用气动、电气控制实现了坯料和工件的拾取、安装、回放过程的自动完成。 关键词：自动上下料；气动机械手；气动夹具；套类零件
Abstract This paper is aimed at designing a sleeve parts automatic baiting agencies for a CNC lathe.Its function is processing the crawls, automatic positioning and clamping of the workpiece.The automatic baiting agencies mainly consist of the automatic fixture, the manipulator for picking up the workpiece and billets and the drive and control system.Among them,the automatic positioning and clamping of the sets parts is achieved by the axis fetal heart rate rising to the workpiece centering hole.When clamping the workpiece,flexible tube folder can center and clamp the cylindrical hole through the expansion and inflation;blank grasping of the workpiece and the intervals are achieved by the manipulator arm by stretching and rotating.In the issue,it is necessary for the movements of the manipulator arm and the automatical fixture Zhang to require the coordination.Taking into account that the actual workpiece size,the quality and the various features of the driven approach to the system,we decide to adopt the aerodynamic control,using compressed air to achieve the movements of the clamping fixture and manipulator. Keywords:Automatic baiting;Pneumatic manipulator;Pneumatic fixture;sleeve parts