立式精锻机自动上料机械手设计

摘要

随着科学技术的发展，人类社会进入了一个以自动化和电子技术为标志的新时代。自动化机械大量应用于工业工程中，其中工业机械手的应用最为广泛。工业机械手是一种模仿人手动作的机器，可以取代很多的人工操作，并可以取得更高的效率。

本论文介绍了用于夹持外圆件的上下料机械手的设计。它采用液压驱动，点位程序控制，动作平稳，控制方便。

本论文主要阐述该机械手的升降和回转的设计和计算。首先从机械手的基础知识介绍有关机械手的组成、分类、腕部及臂部设计、液压控制的多种方案，再从本次设计所要求的功能原理设计开始，对于不同的方案加以比较和论证，从中可确定出最优方案，并采用其方案，在对其的结构设计的基础上，对其驱动力和驱动力力矩进行计算。着重阐述了机身的设计，具体阐述了机械手的设计原则和步骤，分析了设计时应注意的问题，并对机械手的平稳性及定位精度给予详细的论述。设计并分析了该机械手所用的液压控制的方法和过程。由于经验不足，知识有限，难免有误，有待改进。

关键词机械手；液压；驱动力；定位精度

ABSTRACT

With the development of technology, the human society entered a modern ear for with automation with electronics technique for marking. Automation machine large quantity is applied in industry engineering inside, among them the application of the industry machine hand is the most extensive. The industry machine of a kind of mimicry hand action, can replace a lot of artificials operate, combining can obtain the higher efficiency.

This thesis introduces to used for clipping to hold the outside circle a design for and down anticipating machine hand. It adopts the liquid presses to drive, ordering a procedure control, acting steady, control convenience.

This thesis expatiates the rise and fall of the machine’s hand primarily with the design of the turn-over with compute. Constitute, divide into section form the relevant machine in introduction in knowledge in foundation of the machine hand first, wrist a various projects for and arm department designing, liquid pressing control, start from this design a function for requesting principle, take into the comparison to the different project with the argument, can make sure the superior project from the inside, combine to adopt its project, in as to it’s of the foundation of the construction design, as to it’s driver force and moment proceed the calculation. Emphasize the design that expatiated the fuselage, expatiated the design principle of the machine hand in a specific way with the step, analyzed the problem of design should notice, and give to the steady and fixed position accuracy of the machine hand detailed treatise. Because of experience shortage, the knowledge is limited, difficult do not need the mistake, treat to improve.

Key phrase manipulator；liquid presses；driving force；fixed position accuracy

目录

摘要....................................................................................I 绪论 (1)

1工业机械手的概述 (3)

1.1 工业机械手的分类 (3)

1.2 工业机械手的组成 (4)

1.3 机械手的自由度和坐标形式 (5)

2自动上下料机械手的总功能原理及各部分设计 (7)

2.1 功能原理设计 (7)

2.2 手部设计 (7)

2.2.1手部设计要求 (8)

2.2.2手部结构 (8)

2.2.3 夹持式手爪的计算 (11)

2.3、腕部设计 (13)

2.3.1 腕部设计要求 (13)

2.3.2 腕部结构 (14)

2.4 臂部设计 (15)

2.4.1臂部的设计要求 (15)

2.4.2臂部的结构 (20)

2.4.2.1 臂部的伸缩运动结构 (20)

2.4.2.2 臂部的伸缩油缸的计算 (21)

2.4.2.3 臂部的回转运动 (23)

2.4.2.4 臂部的升降运动 (24)

2.4.2.5 臂部升降油缸的计算 (25)

3机械手的其它部分装置 (28)

3.1 行程限位装置 (28)

3.2 缓冲定位装置 (28)

4 机械手的总体方案总结 (30)

4.1 传动方案的确定 (30)

4.2 规格参数 (30)

4.3 结构特点 (30)

4.4 机械手的液压传动系统 (32)

4.5 机械手的缓冲与定位 (34)

参考文献 (35)

致谢 (36)

附录

绪论

在现代工业自动化生产领域里，材料的搬运、机床的上下料、整机的装配等是十分重要的工作环节，而实现这些环节的自动化将大大提高生产效率，减少成本。用自动化机械代替人的工作可以减少事故的发生。工业机械手就是为了实现这些环节的自动化而设计的。

自动化上下料装置是散乱的中小型工件毛坯经过定向机构实现定向排列，然后顺次地由上、下料机构把它送到机床或工作位置去，并把工件取走。如工件教大，形状复杂，很难实现自动定向，则往往通过人工定位后，再有上下料机构送到工作地点去。

在成批大量生产中，尤其要求在生产率很高，机动工时很短的情况下，单纯的上下料装置很难满足要求，机械手就是在上下料机构的基础上发展起来的一种机械装置。开始主要用来实现自动上下料和搬运工件，完成单机自动化和生产线自动化。随着应用范围不断扩大，现已用来操作工具和完成一定工作，减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高生产效率。

目前我国研制使用的工业机械手大多数是属于专用机械手，仅有少量的通用机械手。由于通用机械手改变工作程序比较方便，特别适用于多品种、小批量的生产。

通用机械手在工业生产中的应用只有二十来年的历史。这些装置在国外得到相当重视，到七十年代，其品种和数量都有很大的发展，并且研制出了各种具有感觉器官的工业机器人。

我所设计的是生产线用上料机械手。是为精锻机设计的配套自动送取锻料设备。属于圆柱坐标式，全液压驱动机械手，具有手臂升降，收缩，回转和手腕回转4个自由度，执行机构由手部,手腕，手臂伸缩机构，手臂升降机构，手臂回转机构组成。它开始工作是被加热的坯料由运输车送2到上料位置后，自动上料机械手3将热坯料搬运到立式精锻机1上锻打，其成品锻件由下料机械手4从立式精锻机上取下并送到转换机械手5上，

90成水平位置，由炳烷切割装置6将两端切齐，切割完毕，转换机械手先把锻件翻转

87，将锻件水平放置到下料运输装置7上，运送到车间转换机械手的手臂再水平回转

外面的料仓库进行冷却。自动上料机械手3在此精锻生产线上可以完成取料、喂料和变换工位等动作。其配置如图。

自动上料机械手配置示意图