上下料机构分析剖析
数控机床上下料机械手的机械结构设计
161中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2017.08 （上）1 数控机床上下料机械手发展意义首先，上下料机械手是数控机床科学化、模块化和可重构化项目发展的前提条件，能够对数据进行有效的分析和进行综合处理。
其次，数控机床上下料机械手是一种现代化的操作手段，它主要是PC 机开放型控制器的运维方向，可以有效的提高机床整体的操作效率和水平。
同时，它具有较强的集成性，能够加强系统安全性能的管理和控制，从而达到最优效果。
另外，可以对数据进行整合，实现机床的网络化和标准化控制。
最后，数控机床上下料机械手设备中的传感器在整体设备中发挥着重要的作用，使得相对应的速度参数得到了不断的优化，而在焊接和装配方向能够实现集中处理和综合管理控制，更加提升了设备的仿真效果和动态运行的优化。
2 机械手的主要优势和运用数控机床上下料机械手具有很多优势，在机械运行中起到关键的作用。
机械手在实施过程中，具有较快的速度，工作效率高，具有很强的负载能力。
同时，在进行移位时，也具有很好的精准性，在很大程度上减低了故障发生率，其优势非常明显。
当前，机械手已经得到了广泛的应用，特别在DK050机床上的成功应用，大大提高了数控机床的工作效率，也是数控机床柔性输送方面的巨大创新。
随着制造业的快速发展，机械手将会得到不断的完善和发展，并更加广泛的应用到制造业中，在最短的时间内创造出最大的工作效率，有利于企业获得更多的经济效益。
3 上下机械手手爪架构的流程设计数控机床上下料机械手存在多种类型，在实际操作中，必须根据数控机床实际作业和装置情况进行严格选择，针对不同的操作要求，选择与之相适应的机械手。
最为常见的机械手包括三种，分别为测量式手抓，搬用式手抓和加工式手抓，这几种机械手存在很多差异，也有自己相应的用途。
在机械式手抓设计和使用中必须符合每种样式具体的使用要求，遵循相应的原则进行施工，在符合它运转和作用具体要求下进行合理的设计和开发，如图1。
上下料机构设计
上下料机构设计上下料机构是自动化生产线中重要的组成部分，用于实现工件的上料和下料操作。
上下料机构的设计直接影响着生产线的稳定性、效率和成本。
下面将介绍上下料机构的设计要点和具体步骤。
一、需求分析在设计上下料机构之前，首先需要进行需求分析，包括工件的尺寸、重量和形状，以及生产线的运行速度和效率要求。
还需要考虑上下料机构的工作环境、安全要求和可靠性要求等因素。
二、机构类型选择根据工件的特点和上下料的方式，可以选择适合的机构类型，如气动上下料机构、电动上下料机构、直线导轨上下料机构等。
不同的机构类型适用于不同的工件和生产线需求，选择合适的机构类型可以提高生产效率和质量。
三、设计原则1. 稳定性：上下料机构在工作过程中需要保持稳定，避免振动和摆动，以确保工件的安全和稳定性。
2. 精度：上下料机构需要具有一定的定位精度，以确保工件可以准确地上下料到指定的位置，避免出现误差。
3. 快速性：上下料机构需要具有较快的上下料速度，以适应生产线的快速运行要求，提高生产效率。
4. 安全性：上下料机构需要具有一定的安全保护装置，如安全传感器、急停装置等，确保工人和设备的安全。
5. 可维护性：上下料机构的设计需要考虑到维护和维修的便利性，以减少设备停工时间和维护成本。
四、机构设计1. 结构设计：根据需求分析和机构类型选择，进行上下料机构的结构设计，包括机械结构、传动装置、定位装置等的设计。
2. 控制系统设计：设计上下料机构的控制系统，包括传感器、执行机构、PLC控制器等的选择和布置。
3. 安全保护设计：设计上下料机构的安全保护系统，包括安全传感器、急停按钮、防护罩等的布置和设计。
4. 选材和加工工艺：选择合适的材料和加工工艺，确保上下料机构具有足够的强度和刚性，满足工作要求。
五、优化改进设计完成后，需要进行试验和调整，对上下料机构进行优化改进，以保证其稳定性、精度、快速性和安全性，满足生产线的要求。
上下料机构的设计需要充分考虑工件特点和生产线需求，遵循稳定性、精度、快速性、安全性和可维护性等设计原则，进行结构设计、控制系统设计、安全保护设计和选材加工工艺等工作，最终实现上下料机构的稳定高效运行。
上下料机构设计
上下料机构设计上下料机构是工业生产中常见的一种自动化设备，用于将原材料或成品从一个位置转移到另一个位置，以完成加工或装配的过程。
上下料机构的设计关乎生产效率、安全性和稳定性，下面我们将从结构设计、控制系统、安全保护等方面对上下料机构的设计进行分析和讨论。
一、结构设计上下料机构的结构设计是其功能实现的基础，好的结构设计应该兼顾机构的稳定性、精度和操作便利性。
1.1 传动机构上下料机构的传动机构一般采用电机驱动，常见的方式有皮带传动、齿轮传动和链条传动等。
在设计时需要考虑传动效率、稳定性和噪音等因素，合理选择传动方式和参数，以确保机构的正常运行。
1.2 结构材料上下料机构的结构一般由钢材或铝合金等材料制成，要求结构牢固、轻巧。
在选择材料时需要考虑结构强度、耐磨性、重量等因素，以满足不同工作环境的需求。
1.3 运动轨道上下料机构的运动轨道通常由导轨或导向滑块组成，要求精密度高、摩擦小、耐磨性好。
合理设计运动轨道结构，可以有效提升机构的工作精度和稳定性。
二、控制系统上下料机构的控制系统是其自动化运行的核心，包括电气控制、PLC控制和传感器等设备。
2.1 电气控制上下料机构的电气控制通常由继电器、接触器、按钮开关等设备组成，用于控制电机的启停、正反转等操作。
设计时需要考虑电路的可靠性、安全性和操作便利性，确保设备的安全运行。
2.2 PLC控制部分上下料机构采用PLC控制系统，可以实现多种功能的自动化控制，如自动上下料、定位、计数等。
设计时需要根据具体应用场景确定PLC的控制逻辑和程序设计，以实现高效的自动化操作。
2.3 传感器上下料机构通常配备有位移传感器、压力传感器、光电传感器等，用于检测工件位置、保护装置状态等。
设计时需要选择合适的传感器类型和安装位置，确保传感器的准确性和稳定性。
三、安全保护上下料机构在运行过程中存在一定的安全风险，设计时需要考虑安全保护装置的设置和应急措施的规划。
3.1 安全门禁上下料机构通常配备有安全门禁装置，用于检测工作区域的安全状态，一旦发生异常情况立即停机。
上下料机构设计
上下料机构是指用于将物料从一处转移到另一处的装置。
设计一个上下料机构时，需要考虑以下几个方面：
1. 物料性质：首先需要了解待处理物料的性质，包括尺寸、重量、形状、温度等。
这些信息将决定机构的承载能力和适用方式。
2. 运输方式：确定物料的运输方式，例如通过传送带、悬臂吊、吊臂等。
根据物料性质和生产环境，选择合适的运输方式。
3. 控制系统：设计一个完善的控制系统，确保上下料机构能够实现准确、稳定的物料转移。
控制系统可以采用传感器、电机、PLC等设备来实现自动化控制。
4. 安全性：考虑到人员和设备的安全，上下料机构应具备必要的安全功能，如防止物料滑落、限制运行范围、紧急停机按钮等。
5. 稳定性：为了保持机构的稳定性，需要设计合理的支撑结构和固定装置。
同时，还需考虑机构的平衡和防震措施，以提高工作效率和安全性。
6. 维护保养：设计一个易于维护和保养的上下料机构，包括易于清洁、易于更换零部件等。
定期检查和维护机构，确保其正常运行。
需要根据具体的应用场景和要求来进行上下料机构的设计。
建议在设计过程中与专业的机械工程师合作，并遵循相关的安全标准和规范。
上下料机构分析
7板凸轮式
防止工件飞出挡板 滑料槽 凸轮
板凸轮的形状应与工件的滚动特性相适应，以便切向进入。 通过调节板凸轮的旋转周期可控制圆柱体输送的速度。
总结
根据自动化的程度，要制定自动上料和输送方案， 需要考虑多种因素。包括工件尺寸重量、工件形状复杂 程度、稳定程度、是否缠绕、表面是否允许划痕、是否 需要定向排列、分拣效率、经济型等多方面因素。常见 的方法如震动上料、旋转上料、升降上料、螺旋上料、 空气喷射上料，同时根据定向排列，工件分隔和合路要 求增加辅助机构。总之，实际生产中，要找到一种最合 理、简单和经济同时满足工况要求的方式上料。本次讨 论中，圆筒类型工件上料涵盖了多种产品生产的实际情 况，有较强的借鉴意义，也使我们对于自动化制造中的 上料过程有了更实际的理解。
上下料机构分析
成员：
浙江大学机械工程学系机械工程及其自动化 2014.05.16
前言
生活中，很多容器都是圆柱形的，在生产制造 中，能否有一个机构自动将这些圆柱形容器送进/送 出到指定位置关系着整个生产系统的自动化水平。 在此我们提出了以下几种供送机构单独或共同 完成对容器的供送，将其运用在自动化包装中。
目录
1
链式装置 拨轮式装置
5 6 7
滚筒式装置 推杆式装置 板凸轮式装置
2 3
4
双曲柄式装置 螺杆式装置
1链式
如图（a）所示为平板链片供送装置，由多片平板连接而 形成平坦表面。
如图（b）所示为推进式链条供送装置，采用两条并列的 套筒滚子链作牵引，链条间用若干小轴保持平行，且将环链等 分为若干节距，推板固连或铰接在小轴上。在供送装置运行时 ，推送构件将容器以滑台为导路作等间距输送。
1.料槽 3.定梁
2.主动双曲柄 4.动梁
自动下料机机械结构设计分析
自动下料机机械结构设计分析摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，电子等轻工业快速发展，各大企业开始大力发展自动生产技术，工业自动化技术迎来蓬勃的发展时期。
一些企业完成了从以人力资源为主到以设备为主的转型升级，甚至是无人车间的升级。
极大的提高了生产效率和生产质量。
其中，生产线的自动上下料成为了生产中的重要环节，其机械结构设计性能、速度等是否能满足生产要求，成为了技术关键。
为此，本文通过对自动下料机各项基本技术参数的设定进行探讨，为下料机器人系统提供了设计依据，仅供参考。
关键词：工业自动化；自动下料机；机械设计引言：在大多数自动化程度较高的生产企业，自动下料机以及相关技术应用的已经十分广泛。
一般情况下，自动下料机，包括识别定位结构、搬运结构、平面移动机构、搬运升降机构等，通过各部分的协同工作，最终实现产品自动下料的功能，节省了人力成本，提升生产效率，方便维护保养，从而为企业生产带来了更高的效益。
1 自动下料机的基本工作要求一般情况下，在一条自动话生产线中，自动下料机是最后一台设备，这里就要看如何来定义自动下料机，是指最终完成的产品离开生产线，还是在生产中各环节的半成品从一个工位转移到另一个工位的过程，都可以称位自动下料，只不过前者一般是独立的设备，而后者一般是实现某种工艺的设备上的一个结构，其实，自动下料机的发展也是从简单的下料机构衍生而来的[1]。
2 自动下料机机械设备主要结构2.1 动力系统需要动力系统提供的驱动力来实现方向的平移和材料的夹取或者吸取工作。
动力系统是自动下料机整机的核心部分，就像人的心脏一样，而区别在于，心脏只有一个，但是自动下料机设备的动力可能有许多个，一般情况下，如果自动下料机设备的结构比较简单，通常有x或y与z两个方向的运动，其中每个方向的运动都需要单独的动力进行驱动，除此之外，一般还有一个拿取和松开的动作，也需要有动力系统提供其抓起的力量，综上所述，几台结构如此简单的自动下料机设备也包括了三个动力，如果有一些其他的要求或者动作复杂一些，要对动力源进行适当的增加[2]。
生产线轴类零件上下料机构设计
XX大学毕业设计(论文)生产线轴类零件上下料机构设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日摘要本课题主要进行,生产线轴类零件上下料机构设计,该设计属于机械手的一部分, 生产线轴类零件上下料机构是在在机械化、自动化生产过程中发展的一种新型装置,使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置。
机械手能代替人类、重复枯燥完成危险工作，提高劳动生产力,减轻人劳动强度。
该装置涵盖了位置控制技术可编程控制技术、检测技术等。
本课题拟开发的物料液压机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，根据工件的变化及运动流程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, 液压机械手，轴类零件上下料机构，提升AbstractIn this thesis, the production line parts feeding mechanism design, a part of the design of mechanical hand, production line parts feeding mechanism is a new device developed in the mechanization and automation of the production process, the use of a gripping and shift work function automation device. Manipulator can be boring to do dangerous work instead of humans, and improve labor productivity, reduce labor intensity. The device includes position control technology and programmable control technology, detection technology. The material of hydraulic manipulator this paper developed can catch put objects in space, flexible movement, any changes to the relevant parameters according to the changing and the movement process requirements, it may replace human work in high risk area,.Key Words:mechanical hand, hydraulic manipulator, shaft loading and unloading mechanism, improve目录摘要 (II)Abstract (III)目录 ...................................................................................................................................... I V 第1章绪论 (1)1.1课题背景及目的 (1)1.2 本课题研究的目的和意义 (2)1.3 液压机械手概念 (2)1.4 国内液压机械手的研究 (2)第2章设计要求与方案 (4)2.1 液压机械手设计要求 (4)2.2 基本设计思路 (4)2.2.1 系统分析 (4)2.2.2 总体设计框图 (4)2.2.3 液压机械手的基本参数 (5)2.3 液压机械手结构设计 (5)2.4 机械手材料的选择 (6)2.5机械臂的运动方式 (6)2.6 液压机械手驱动方式的选择 (7)2.7 动作要求分析 (7)2.8 液压机械手结构及驱动系统选型 (8)第3章机械手机械部分的设计计算 (9)3.1手指的相关设计与计算 (9)5.2 机械手手抓夹持精度的分析计算 (12)5.3 手爪扇形齿轮与齿条强度校核 (13)3.2升降方向设计计算 (14)3.2.1 初步确系统压力 (14)3.2.2 升降液压缸计算 (15)3.2.3 活塞杆的计算校核 (17)3.2.4 液压缸工作行程的确定 (18)3.2.5 活塞的设计 (19)3.2.6 导向套的设计与计算 (19)3.2.7 端盖和缸底的计算校核 (20)3.2.7 缸体长度的确定 (20)3.2.8 缓冲装置的设计 (20)3.2.9 液压缸的选型 (21)3.3 水平方向设计计算 (22)3.3.1 水平方向计算 (22)3.3.2 液压缸的选型 (23)3.4机身结构的设计校核 (24)3.5螺柱的设计与校核 (24)3.6机械手的定位及平稳性确定 (26)3.6.1常用的定位方式 (26)3.6.2影响平稳性和定位精度的因素 (26)3.6.3液机械手运动的缓冲装置 (27)总结 (29)参考文献 (30)致谢 (31)第1章绪论1.1课题背景及目的由于现代科学技术的发展，在工业生产和日常生活中，液压机械手技术得到了广泛的应用。
套类零件自动上下料机构设计
目录1. 绪论 01.1 自动上下料机构概述 01.2 自动上下料的组成分类及特点 01.3 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 (9)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 (42)结论与展望 (43)参考文献 (44)指导教师简介 (45)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。
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2拨轮式
该装置通过齿 形拨轮输送圆 柱体，再通过 星形拨轮实现 一定量圆柱体 的分隔和输送 。若需输送的 圆柱体的尺寸 发生变化，则 需要改变齿形 轮和星形轮的 尺寸大小和安 装位置，以达 到同样的效果 。
1.齿形拨轮 4.主传送链带
2.输送链带 5.固定导轨
3.星形拨轮
3双曲柄式
如图所示，动梁4与定 梁3等长，动梁作等速的正 圆平动，两梁均有等间距的 V形槽用来支撑和拖动被运 送的圆柱形物体。若保持槽 间距一定而仅改变被运送物 体的动停比，可调整双曲柄 2的回转半径及定梁的上下 位置。若想使动梁作非正圆 形封闭曲线的平动运动，可 选曲柄连杆机构、凸轮连杆 机构、行星轮机构等作主动 件。
上下料机构分析
成员：
浙江大学机械工程学系机械工程及其自动化 2014.05.16
前言
生活中，很多容器都是圆柱形的，在生产制造 中，能否有一个机构自动将这些圆柱形容器送进/送 出到指定位置关系着整个生产系统的自动化水平。 在此我们提出了以下几种供送机构单独或共同 完成对容器的供送，将其运用在自动化包装中。
（b）垂直等螺距螺杆
5滚筒式
进料槽 分度转位滚筒 出料槽
滚筒式装 置的进料槽和 出料槽没有必 要在一条直线 上，只要工件 能滚进滚筒的 够到内，进料 槽和出料槽可 选用不同的安 装位置。可以 像图中所示一 样在同一直线 上，也可以相 互垂直。
6推杆式
挂钩
进料槽
推料杆
气缸
推杆式装置不仅 能够通过调节推 料杆的推送速度 来控制圆柱体输 送的速度，还能 调转物体的方向 ，在特定的生产 线上会有其输送 用途。
1.料槽 3.定梁
2.主动双曲柄 4.动梁
4螺杆式
1.理瓶存槽 2.供送螺杆 3.输送链带 4.侧向导轨 （a）水平等螺距螺杆 螺杆上方安装存槽1，槽内分别陈列已自动整理好的圆 柱形塑料瓶，并借助控制机构使之逐批下落。启动供送螺杆2 和输送链带3，将瓶子一起等间距移至规定的工位。
4螺杆式
1.主动链轮 3.壳体 2.供送螺杆 4.空罐 上部链轮1既可带动螺杆2连 续回转，又可受控间歇工作，从 而使空罐4或其他圆柱形物体沿 壳体3的通道往下垂直供送。一 般适用于空罐生产线上。
目录
1
链式装置 拨轮式装置
5 6 7
滚筒式装置 推杆式装置 板凸轮式装置
2 3
4
双曲柄式装置 板链片供送装置，由多片平板连接而 形成平坦表面。
如图（b）所示为推进式链条供送装置，采用两条并列的 套筒滚子链作牵引，链条间用若干小轴保持平行，且将环链等 分为若干节距，推板固连或铰接在小轴上。在供送装置运行时 ，推送构件将容器以滑台为导路作等间距输送。
7板凸轮式
防止工件飞出挡板 滑料槽 凸轮
板凸轮的形状应与工件的滚动特性相适应，以便切向进入。 通过调节板凸轮的旋转周期可控制圆柱体输送的速度。
总结
根据自动化的程度，要制定自动上料和输送方案， 需要考虑多种因素。包括工件尺寸重量、工件形状复杂 程度、稳定程度、是否缠绕、表面是否允许划痕、是否 需要定向排列、分拣效率、经济型等多方面因素。常见 的方法如震动上料、旋转上料、升降上料、螺旋上料、 空气喷射上料，同时根据定向排列，工件分隔和合路要 求增加辅助机构。总之，实际生产中，要找到一种最合 理、简单和经济同时满足工况要求的方式上料。本次讨 论中，圆筒类型工件上料涵盖了多种产品生产的实际情 况，有较强的借鉴意义，也使我们对于自动化制造中的 上料过程有了更实际的理解。