毕业论文机械设计制造及其自动化方向——自动上下料机械手设计
自动上下料机械手设计
对于通用型的机械手臂，它的程序可以进行变量,而且动作也极其灵敏，机械手臂 也活动灵活,还是采用的单独的控制系统。对于这样的机械手臂,它的优点十分的明显, 不但精度十分的高,适用一般所用的类型，而且它的工作范围也极其的广，像这样的机 械手臂，它比较适用于那些生产加工时总来回变换不同工件的生产企业，而且加工的 量也是很小的那种。
(1)可以在恶劣的环境下进行工作，而对人不利的一些因素在它身上都可以忽略， 这也就使得该机械手臂有更好的发挥场所，不局限于一些人为的因素。
(2)该机械手经久耐用，坚固耐用，对于那些比较单一的工作，可以免去人力而换 成机械手臂去代替操作，达到节约人力物力的作用。
2.记忆再现型工业机械手
对于这种具有具有存储记忆功能的机械手臂，他是通过人由转动实验装置,通过 一些由记忆记录设备进行记录,例如磁带，如此一来,这个机械手臂就会按照这个模式 一遍遍的去重复这个动作,去重复的生产。
这也是使用极其普遍的一个,它所用到的驱动机子一般都是电液伺服类型,这 种和前面的相比较,它具有更多的自由度，如此一来,对于一些需要多轴操作的工件它 都能够单独的完成其操作。
第2章工业机械手的设计方案7
第2.1节 工业机械手的组成7
第2.2节规格参数7
第2.3节 设计路线与方案8
第3章机械手各部分的计算与分析9
第3.1节 手部计算与分析9
第3.2节 腕部计算与分析16
第3.3节臂部计算与分析21
第3.4节 机身计算与分析31
第4章液压系统32
第4.1节液压缸32
第4.2节 计算和选择液压元件34
在现如今科技发展迅猛的句式下，机械和电子的使用相当频繁，而且也越来越高 端，并且涉及到生活的许多方面,对于机械手臂，在制造行业也运用的很多。机械手臂 的最初提出基于汽车半轴，包括了它的设计原理和思路,并且汽车的半轴的特点,有很 深的利用价值。
自动上下料机械手设计
自动上下料机械手的设计摘要随着机电一体化技术和计算机技术的应用，机械手的研究和开发水平获得了迅猛的发展并涉及到人类社会生产及生活的各个领域，特别是工业机械手在生产加工中的应用。
机械手是近代自动控制领域中出现的一种新型技术装备，它能模仿人体上肢某些动作，在生产中代替人搬运物体或操持工具进行动作，已成为现代机械制造系统中的一个重要组成部分。
本次设计主要设计自动上下料的机械手，该系统采用液压驱动，传动平稳，且易于控制，控制系统采用一般PLC所具有的位移寄存器和位移指令来编程。
关键词：机械手，液压驱动，控制系统目录1绪论 (1)2 工业机械手的设计方案 (2)2.1 工业机械手的组成 (2)2.2 上下料机械手的工作原理 (3)2.3 规格参数的选择 (3)2.4 设计路线与方案 (4)2.4.1 机械手的总体设计方案 (4)2.4.2 设计步骤 (4)2.4.3 研究方法和措施 (4)3 机械手各部分的计算与分析 (5)3.1 手部计算与分析 (5)3.1.1 滑槽杠杆式手部设计的基本要求 (5)3.1.2 手部的计算和分析 (5)3.2 腕部计算与分析 (12)3.2.1 腕部设计的基本要求 (12)3.2.2 腕部回转力矩的计算 (13)3.2.3 腕部摆动油缸设计 (16)3.2.4 选键并校核强度 (18)3.3 臂部计算与分析 (18)3.3.1 臂部设计的基本要求 (18)3.3.2 手臂的设计计算 (20)3.4 机身计算与分析 (28)4 液压系统设计 (29)4.1 液压系统总体设计 (29)4.2 液压元件的选择 (29)4.2.1 液压缸 (29)4.2.2 液压泵的选取要求及其具体选取 (31)4.2.3 选择液压控制阀的原则 (33)4.2.4 选择液压辅助元件的要求 (33)5 液压元件的保养与维修 (37)5.1 液压元件的安装 (37)5.2 液压系统的一般使用与维护 (37)5.3 一般技术安全事项 (37)6 结论 (39)参考文献 (40)致谢 (41)附录 (42)1绪论工业机械手是人类创造的一种机器,更是人类创造的一项伟大奇迹,其研究、开发和设计是从二十世纪中叶开始的。
自动上下料机械手的设计
自动上下料机械手的设计自动上下料机械手是一种能够自动完成工件的上下料任务的设备。
它主要由机械臂、夹爪、传感器、控制系统等组成，能够自动识别、抓取和放置工件。
机械手的设计需要考虑到工件的类型、重量、形状等因素，并且还需要具备高精度、高速度以及稳定可靠的特点。
在设计自动上下料机械手时，首先需要确定其工作环境和要处理的工件类型。
不同的工作环境和工件类型会影响机械手的尺寸、负载能力以及其他技术指标。
机械手的尺寸要根据工作空间的大小来设计，同时还要考虑到其机械臂的可移动范围，以便能够灵活地适应不同的工作环境。
机械手的负载能力是指其能够承载的最大重量，需要根据工件的重量来确定。
同时，还需要考虑到工件的形状和尺寸，以便夹爪能够牢固地抓取工件。
夹爪的设计需要具备可调节的功能，以便能够适应不同形状和尺寸的工件。
对于一些比较脆弱或复杂的工件，还可以设计专用的夹具来增加抓取和放置的稳定性。
机械手还需要具备高精度和高速度的特点。
高精度是指机械手能够准确地识别、抓取和放置工件，需要采用高精度的传感器和控制系统来实现。
高速度是指机械手能够在短时间内完成上下料任务，需要采用高速度的执行器和控制算法来实现。
控制系统是机械手的核心部分，可以根据工件的形状、尺寸和重量来控制机械臂和夹爪的动作。
控制系统需要能够实时地接收和处理传感器的信号，并且能够根据这些信号来控制机械手的动作。
对于一些复杂的工件，还可以采用计算机视觉技术来实现自动识别和抓取。
在设计自动上下料机械手时，还需要考虑到安全性和可靠性。
安全性是指机械手在工作过程中能够避免伤人和损坏设备的危险。
为了确保安全性，可以在机械手周围设置安全围栏和急停开关，并且在控制系统中设置相应的安全控制算法。
可靠性是指机械手能够长时间稳定地工作，需要采用可靠的执行器和传感器，并且进行适当的维护和保养。
总之，设计自动上下料机械手需要考虑到工作环境、工件类型、尺寸、重量、形状以及精度、速度、安全性和可靠性等因素。
机床上下料机械手的毕业设计
机床上下料机械手的毕业设计毕业设计的主要目的是设计一个具有高效、安全、可靠的机床上下料机械手，能够满足工业生产中对于上下料操作的需求，提高生产效率和产品质量。
首先，设计要考虑机械手的结构和动力系统。
机械手的结构应该具有一定的刚性和稳定性，以保证在高速运动和负载条件下的运动精度和稳定性。
动力系统可以选择液压、气动或电动驱动方式，根据实际需求选择合适的驱动方式。
同时，也要考虑机械手的可重复定位精度和工作速度等指标的要求。
其次，设计要考虑机械手的控制系统。
控制系统一般由控制器、传感器和执行器等组成，可以选择PLC控制器或者控制卡进行控制。
传感器主要用于机械手的位置、力量和速度等参数的检测，以保证机械手的安全运行。
执行器则是实现机械手的运动控制和操作功能的关键部件。
另外，设计要考虑机械手的安全保护措施。
在机械手的设计中应该考虑到安全措施，如限位开关、急停开关和保护罩等，以确保操作人员的安全。
此外，设计要考虑机械手的编程和操作控制。
机械手的编程可以使用编程语言或者图形化编程工具进行，根据工厂的实际需求对机械手进行编程，实现自动化的上下料操作。
操作控制方面可以选择人机界面进行操作，使操作更加简便易行。
最后，需要对设计的机械手进行仿真和实验验证。
通过模拟仿真和实验验证，可以检验设计的机械手是否满足预期的要求，并进行相应的调整和改进。
综上所述，机床上下料机械手的毕业设计需要考虑到结构和动力系统、控制系统、安全保护措施、编程和操作控制等方面的考虑，同时还需要进行仿真和实验验证。
通过设计和实验验证，可以得到一个高效、安全、可靠的机床上下料机械手，提高生产效率和产品质量。
自动上下料机械手毕业设计
自动上下料机械手毕业设计一、需求分析随着工业自动化水平的提高，自动上下料机械手在工业生产线上的作用越来越重要。
自动上下料机械手能够替代人工完成重复的上下料工作，提高生产效率和产品质量。
因此，设计一个具有自动上下料功能的机械手成为了当前毕业设计的热门课题之一二、系统结构设计在设计自动上下料机械手之前，需要先明确机械手的结构和工作原理。
1.结构设计2.工作原理机械手的工作原理主要分为三个步骤：识别物体位置、抓取物体、放置物体。
a.物体识别机械手需要通过视觉系统或传感器来识别需要上下料的物体位置。
视觉系统可以通过图像处理技术识别物体的形状、颜色和位置信息，传感器可以通过接触或非接触方式感知物体的位置。
b.抓取物体机械手通过夹爪对物体进行抓取。
夹爪可以采用机械夹持、气动夹持或电磁夹持等方式来完成抓取动作。
在抓取物体时需要注意夹爪的力度和抓取位置，以确保物体不会被损坏或滑落。
c.放置物体机械手将抓取的物体放置到目标位置。
在放置物体时同样需要注意放置位置和力度，以确保物体能够准确放置到目标位置。
三、技术选型在设计自动上下料机械手的过程中，需要选取合适的技术和材料。
1.机械结构机械结构可以采用金属、塑料或复合材料制作，具体选材要根据机械手的负荷和精度要求来决定。
2.夹爪夹爪可以根据具体应用选择合适的类型，例如并行夹爪、夹具夹爪或磁力夹爪等。
3.控制系统机械手的运动控制系统可以采用单片机、PLC或伺服电机控制等方式。
选择控制系统时需要考虑运动速度、精度和整体效率等因素。
四、系统实现在设计完机械手的结构和选型之后，需要进行系统的实现。
1.机械结构制作根据设计要求制作机械手的机械结构，包括机械臂、夹爪和固定装置等。
2.控制系统搭建根据选定的控制系统，搭建机械手的运动控制系统。
可以通过编程、电路连接和传感器安装等方式完成。
3.调试和测试完成机械手的组装后，进行调试和测试。
通过调试和测试可以发现和解决机械手运动、抓取和放置等环节出现的问题，并对系统进行优化和改进。
机械设计制造及其自动化毕业论文：自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维设计及主要零部件设计
机械设计制造及其自动化毕业论文：自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维设计及主要零部件设计中国计量学院现代科技学院毕业设计（论文）自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维设计及主要零部件设计学生姓名XXX学号XXXXXX学生专业机械设计制造及其自动化班级机械XX 系机电指导教师XX 副教授自动上下料机械手直臂与夹持部件的三维设计及主要零部件设计摘要：机械手能代替人工操作，起到减轻工人的劳动强度，节约加工时间，提高生产效率，降低生产成本的特点。
在实用的基础上，对自动上下料机械手直臂与夹持部件进行三维设计，其中分为三个部分，手爪、手腕、直臂。
设计手爪为平移型夹持式手爪，传动结构为滑动丝杆。
手腕为回转型，转动角度为0-180°，传动结构为蜗轮蜗杆。
直臂传动结构为滚珠丝杆。
整体机械手为直角坐标型，驱动均为电机驱动，结构简单可靠，精度高。
关键词：机械手；直臂与夹持部件；Pro/e三维设计；CAD二维设计中图分类号：TH24目录摘要.................................................................................... (I)目次.................................................................................... (III)1绪论 (1)1.1前言和意义 (1)1.2 工业机械手的简史 (1)1.3 国内外研究现状和趋势 (3)1.4 本章小结 (3)2机械手直臂部分的总体设计 (4)2.1 执行机构的选择 (4)2.2 驱动机构的选择 (4)2.3传动结构的选择 (5)2.4 机械手的基本形式选择 (7)2.5 机械手直臂部分的主要部件及运动 (7)2.6 机械手的技术参数 (9)2.8 本章小结 (9)3机械手手爪的三维设计 (10)3.1 手部设计基本要求 (10)3.2 典型的手部结构 (10)3.3 机械手手爪的设计计算 (10)3.3.1选择手爪的类型及夹紧装置 (10)3.3.2 手爪夹持范围计算 (11)3.3.3 滑动丝杠设计 (12)3.3.4 直齿轮设计 (15)3.3.5电机选型 (16)3.4 机械手手爪的三维出图及其主要零部件出图 (17)3.5 本章小结 (20)4机械手手腕部分的三维设计 (20)4.1腕部设计的基本要求 (20)4.2 腕部的结构以及选择 (21)4.2.1 典型的腕部结构 (21)4.2.2 腕部结构和驱动机构的选择 (21)4.3 腕部的设计计算 (22)4.3.1 蜗轮轴的设计计算 (22)4.3.2 蜗轮齿轮设计 (24)4.3.3 步进电机选型 (26)4.4 手腕部分出图及主要零部件出图 (27)4.5本章小结 (32)5 直臂部分的三维设计 (34)5.1 手臂的结构的选择及其驱动机构 (34)5.2 滚珠丝杠设计 (34)5.3 锥齿轮设计 (37)5.4 电机选型 (41)5.5 机械手直臂部分三维出图及主要零部件出图 (41)5.6 本章小结 (45)6.总结 (45)学位论文数据集.................................................................................... . (43)1绪论1.1前言和意义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。
上下料机械手毕业设计
上下料机械手毕业设计摘要：本文介绍了一种上下料机械手的设计方案。
该机械手主要由机械结构、运动控制系统和自动化控制系统三个部分组成。
机械结构采用钢材和铝合金制作，并通过特殊的设计实现了稳定可靠的运动。
运动控制系统采用伺服电机和编码器实现机械手的精准定位和运动控制。
自动化控制系统采用PLC和HMI实现工作流程的自动化控制和监控。
该设计方案具有结构简单、操作简便、稳定可靠等特点，适用于工业自动化领域的上下料操作。
1.引言上下料机械手是一种用于工业自动化上下料操作的装置，具有结构简单、操作便利、效率高等优点，广泛应用于各个领域。
然而，目前市场上的上下料机械手仍存在一些问题，比如结构不稳定、运动不精准等。
为了解决这些问题，本文提出了一种新的上下料机械手设计方案。
2.设计方案2.1机械结构该机械手的机械结构主要由钢材和铝合金制成，具有足够的强度和刚度。
并且，机械结构采用了特殊的设计，使得机械手在运动时具有稳定可靠的特性。
同时，机械手还配备了一些传感器，用于检测工件和夹具的位置和状态。
2.2运动控制系统该机械手的运动控制系统主要由伺服电机和编码器组成，用于实现机械手的精准定位和运动控制。
伺服电机通过控制电流来控制机械手的运动，编码器用于检测机械手的位置和速度。
2.3自动化控制系统该机械手的自动化控制系统主要由PLC和HMI组成，用于实现工作流程的自动化控制和监控。
PLC负责控制机械手的各个动作，如夹取、放置等，HMI用于操作和监控整个系统。
3.实验与结果为了验证该机械手的设计方案，我们进行了一系列实验。
实验结果表明，该机械手能够稳定可靠地完成上下料操作，并且具有较高的定位精度和运动控制精度。
同时，该机械手的自动化控制系统能够有效地提高工作效率。
4.结论本文设计了一种上下料机械手的新方案，该方案具有结构简单、操作简便、稳定可靠等特点，适用于工业自动化领域的上下料操作。
然而，该设计方案还有一些局限性，比如只适用于特定工件和夹具。
数控机床上下料机械手设计毕业论文
数控机床上下料机械手设计毕业论文目录绪言1 数控机床上下料机械手设计介绍7 1.1 设计目的7 1.2 国内外研究现状和趋势71.3 设计原则82 设计方案的论证10 2.1 机械手的总体设计102.1.1 机械手总体结构的类102.1.2 设计具体采用方案12 2.2 机械手腰座结构的设计122.2.1 机械手腰座结构的设计要求132.2.2 设计具体采用方案13 2.3 机械手手臂结构的设计142.3.1 机械手手臂的设计要求162.3.2 设计具体采用方案16 2.4 工业机器人腕部的结构172.4.1 机器人手腕结构的设计要求182.4.2 设计具体采用方案18 2.5 机械手末端执行器（手爪）的结构设计192.5.1 机械手末端执行器的设计要求202.5.2 机器人夹持器的运动和驱动方式212.5.3 机器人夹持器的典型结构222.5.4 设计具体采用方案22 2.6 机械手的机械传动机构的设计232.6.1 工业机器人传动机构设计应注意的问题232.6.2 工业机器人常用的传动机构形式272.6.3 设计具体采用方案28 2.7 机械手驱动系统的设计282.7.1 机器人各类驱动系统的特点292.7.2 工业机器人驱动系统的选择原则292.7.3 机器人液压驱动系统312.7.4 机器人气动驱动系统332.7.5 机器人电动驱动系统362.7.6 设计具体采用方案36 2.8机器人手臂的平衡机构设计372.8.1 机器人平衡机构的形式372.8.2 设计具体采用的方案383 理论分析和设计计算38 3.1 液压传动系统设计计算383.1.1 确定液压系统基本方案393.1.2 拟定液压执行元件运动控制回路393.1.3 液压源系统的设计403.1.4 绘制液压系统图413.1.5 确定液压系统的主要参数463.1.6 计算和选择液压元件483.1.7 液压系统性能的验算48 3.2 电机选型有关参数计算483.2.1 有关参数的计算513.2.2 电机型号的选择524 机械手控制系统的设计52 4.1 机械手控制系统硬件设计4.1.1 机械手工艺过程与控制要求524.1.2 机械手的作业流程534.1.3 机械手操作面板布置544.1.4 控制器的选型554.1.5 控制系统原理分析564.1.6 PLC外部接线设计574.1.7 I/O地址分配58 4.2 机械手控制系统软件设计594.2.1机械手控制主程序流程图594.2.2机械手控制程序设计595 技术经济分析61结论致谢参考文献附录1附录2摘要通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科两年的所学知识进行整合，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的数控机床上下料机械手。
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第1章 绪 论
1.1 工业机械手概况
工业机械手是人类创造的一种机器,机械手首先是从美国开始研制的，1958年 美国联合控制公司研制出第一台机械手。工业机械手是一种模仿人体上肢的部分功 能，按照预定要求输送工作或握持工具进行操作的自动化技术装备。机械手可以在 空间抓放物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中小批量自动化生产。工 业生产上应用的机械手，由于使用场合和工作要求的不同，技术复杂程度也有很大 差别。但他们都有类似人的手臂、手腕和手的部分动作及功能；一般都能按预定程 序，自动地、重复循环地进行工作。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，提高劳动生产率和生产自动化水平。 工业生产中经常出现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，有着广阔的发展前途。
1.2 工业机械手的分类 1、按用途分可分为专用机械手和通用机械手
（1）专业机械手 是指附属于主机，动作程序固定，一般没有独立控制系统，只制作专门用途的
自动抓取或操作装置。 （2）通用机械手（国外泛称工业机械人）
是指程序可变的、独立的、自动化的抓取或操作装置。通用工作机械手工作范 围大、定位精度高、通用性强，适用于不断变换生产品种的中小批量自动化的生产。 2、按驱动方式可分为液压、气压、机械、电力传动机械手 （1）液压传动机械手
3.1.1 输入输出力的比率分析 ……………………………………...…10
3.2 腕部计算与分析 …………………………………………13 3.2.1 腕部设计的基本要求 …………………………………….……..13 3.2.2 腕部回转力矩的计算 …………………..…………………..…..13 3.2.3 腕部摆动油缸设计 …...………………………………………….16 3.2.4 选键并校核强度 .…………………………………………………17 3.3 臂部计算与分析 ………………………………….....…….18 3.3.1 臂部设计的基本要求 ……………………..…………..…………18 3.3.2 手臂的设计计算 ……………………..……………………..……20 3.4 机身计算与分析 ……………...……………………….….28 3.5 本章小结 …………………………………………........….28 第四章 液压系统 .……………………………………...…..29 4.1 液压缸 …………………………………………………..…29 4.2 计算和选择液压元件 ……………………………………..31 4.2.1 液压泵的选取要求及其具体选取 ……………………………….31 4.2.2 选择液压控制阀的原则 ……………….……………………...….33 4.2.3 选择液压辅助元件的要求 ……………….…………………...…..33
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4.2.4 具体选择液压原件 …….…………….…………………...…...….33 4.3 本章小结 ………………………………………..………..34 第五章 液压缸的保养与维修…………………………..……36 5.1 液压元件的安装 …………………………………….……36 5.2 液压系统的一般使用与维护……………………………...36 5.3 一般技术安全事项…………………………….…………..36 第六章 机械手控制系统 ……..…………………..…………37 结论 ………………………………………………...….………38 参考文献 ……………………………………………...…….…39 致谢 …………………………………………………..…...……40
是以油液的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是：抓重可达几百 公斤以上、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏。但对密封装置要求严格，不然油的泄 露对机械手的工作性能有很大的影响，且不宜在高温、低温下工作。 （2）气压传动机械手
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是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是介质来源极 方便、气动动作迅速、结构简单、成本低。但是由于空气具有可压缩的特性，工作 速度的稳定性较差，而且气源压力较低，抓重一般在 30 公斤以下，适用于高速、 轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。 （3）机械传动机械手
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机械设计制造及其自动化方向
——自动上下料机械手设计
姓 名： 学 号： 性 别： 专 业: 批 次： 层 次： 电子邮箱： 联系方式： 学习中心： 指导自动化 0809 专升本
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2011 年 4 月 22 日
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目录
第一章 绪论 ………………………………………………….4 1.1 工业机械手概况 …………………………………………...4 1.2 工业机械手的分类 .………………………………………..4 1.3 工业机械手的发展趋势…………………………………….5 1.4 本章小结…………………………………………………….6 第二章 工业机械手的设计方案 …………………………….7 2.1 工业机械手的组成 …………………………………………7 2.2 规格参数 ……………………………………………………8 2.3 设计路线与方案 ……………………………………………8 2.4 本章小结 ……………………………………………………9 第三章 机械手各部分的计算与分析 .……………………..10 3.1 手部计算与分析 …………………………………….……10