立式加工中心机械手的设计毕业设计说明
机械手毕业设计说明书
目录摘要.............................................................................................. 错误!未定义书签。
第一章机械手设计任务书.......................................................... 错误!未定义书签。
1.１毕业设计目的ﻩ错误!未定义书签。
1.２本课题的内容和要求ﻩ错误!未定义书签。
第二章抓取机构设计ﻩ错误!未定义书签。
2.１手部设计计算ﻩ错误!未定义书签。
2．2腕部设计计算ﻩ错误!未定义书签。
2.3臂伸缩机构设计ﻩ错误!未定义书签。
第三章液压系统原理设计及草图ﻩ错误!未定义书签。
3.1手部抓取缸...................................................................................... 错误!未定义书签。
３.2腕部摆动液压回路......................................................................... 错误!未定义书签。
3．3小臂伸缩缸液压回路ﻩ错误!未定义书签。
3.4总体系统图...................................................................................... 错误!未定义书签。
第四章机身机座的结构设计ﻩ错误!未定义书签。
4．1电机的选择 ................................................................................... 错误!未定义书签。
4.2减速器的选择 .................................................................................. 错误!未定义书签。
加工中心的自动换刀机械手毕业设计说明书(论文)
毕业设计说明书(论文)作者：学号：系：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化题目：加工中心的自动换刀机械手指导者：评阅者：2010年 6 月 4 日题目加工中心的自动换刀机械手摘要：介绍了加工中心的自动换刀机械手的设计的基本原理和实现方式，本次设计采用了结构设计方式。
通过液压缸的控制实现机械手大臂的上升、下降、前进和后退，通过减速电机来实现机械手大臂的回转，而机械手小臂的回转则是通过回转液压缸来实现。
本设计的机械手能够对立式加工中心进行换刀，通过一个45°的弯轴实现水平和竖直的转换，并进行换刀动作。
本设计的机械手换刀时间短，精度高，并且结构简单。
关键词：机械手自动换刀加工中心Title Automatic processing center in knife manipulator AbstractIntroduces the processing center for the design of automatic knife manipulator, the basic principle and realization. This design USES the structure design .Through the control of hydraulic cylinder robot arm of the rise and fall, forward and backward.The motor to realize the manipulator arm of rotary.And turning the forearm manipulator is through rotary hydraulic cylinder.The design of manipulator to vertical machining center, to change, Through a 45 °bend axial realize the transformation, and vertical level and change.The design of manipulator in short sword, high precision, and simple structure.Keywords：Manipulator Automatically change knife Machining center目次1 引言 (1)1.1 国内外研究现状及发展趋势 (2)1.2 研究的目的和意义 (6)1.3 本次设计主要完成任务 (6)1.4 本课题主要研究内容 (6)1.5 遇到的问题和解决问题的方法 (7)2 总体方案的确定 (7)2.1 驱动方式的选择 (7)2.3 方案的比较论证 (8)3 技术参数与结构方案的确定 (11)3.1 技术参数的确定 (11)3.2 传动方案的确定 (12)3.3 结构方案的确定 (16)4 零件与部件的确定 (21)4.1 机械手爪的设计 (21)4.2 液压缸的设计 (22)4.3 减速电机的选取 (24)4.4 轴承的选取 (26)4.5 联轴器的选取 (32)5 主要零件的校核 (37)5.1 轴的计算和校核 (37)6 装配图、部装图和零件图的完成 (41)结论 (44)参考文献 (45)致谢 (46)1 引言加工中心和车削中心是由机械设备与数控系统组成，适用复杂零件加工的高效、高精度的自动化机床。
立式铣床加工中心换刀机械手(参考模板)
立式铣床加工中心换刀机械手设计摘要:在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品的质量，普遍重视生产过程的自动化程度，机械手作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。
机械手的技术水平和应用程度在一定程度上面反映了一个国家工业自动化的水平，目前，机械手主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取教再现的方式。
本文主要是注重对铣床加工中心的自动换刀机械手进行设计。
主要的功用就是根据零件加工需求的不同，来更换刀具对零件进行精细加工。
机械手代替人工换刀不仅提高了生产效率和降低了生产成本，还避免了人身事故。
关键词：换刀机械手铣床加工中心Design of Manipulator of Milling Vertical Machine CenterAbstract:Nowadays, in the great scale of manufacturing industries, enterprises pay more attention to the level of the automation in order to improve the production efficiency and the product quality. And the manipulators are gradually recognized by enterprises as the important parts of the automatic production line. The technical levels and the skilled application of the manipulators reflect the national levels of industrial automation to some degrees. At present, the manipulators are devoting themselves to the tasks like welding, painting, carrying and stacking which are very complicated and tiring. And their way of working is to teach and to payback.This unit mainly considers the design of the automatic knife manipulators of the milling machining center. Its main function is to replace the knife tools and to process the body parts finely according to the different demands of the body parts that need processing. Manipulators instead of the manual work not only improve the efficiency of production and reduce the costs of production, but also avoid the security accidents.Key Words：The knife manipulators，The Milling machining center1 前言1.1 国内外研究现状加工中心是在数控铣床的基础上发展起来的。
加工中心机械换刀手毕业设计
卡爪锁紧机构
单活塞双作用液压缸
活塞杆直径为32mm,液压缸行程为125mm， 工作压力为1MP
液压系统原理图
系统工作状态如图所示，首先由数控系统发出 换刀指令后，液压泵1工作向液压系统供油，压力 油经单向阀11通到换刀机械手上的油路分配器，并 通向两只电磁换向阀（三位四通）。电磁阀的通电 或断电由PLC编制的程序控制，从而使机械手动作。 当换向阀中的电磁阀DT4通电时，压力油通过换向 阀的右位进入摆动液压缸右腔，在压力油的作用下 使摆动液压缸的动片旋转一定角度，实现机械手的 抓刀动作。该角度是由行程开关和PLC所控制，当 转动到位压下行程开关后DT4自动断电。接着将执 行拔刀动作，换向阀4中的电磁阀DT2通电经过单 向调速阀进入升降液压缸的上腔，在压力油作用下 推动活塞杆向下运动完成拔刀动作。其它的几个动 作如手臂旋转、手臂上升的控制都是由控制相应电 磁阀的通断改变压力油的方向实现换刀动作。手臂 的升降采用单杆双作用液压缸驱动，手臂的升降速 度由单向节流阀6、7实现回油节流调速；手臂的 回转由摆动液压缸驱动，其正反运动采用单向调速 阀8、9回油节流调速。由于手臂升降缸为立式液 压缸，为了支承平衡手臂运动部件的自重，该系统 在手臂升降中采用了单向顺序阀10的平衡回路
硬 件 整 体 设 计
手爪
刀具的刀柄和拉钉都已经标准化，有各国标准和国际标准（ISO），我国多 年来进口和引用日本标准较多，采用日本JIS标准刀柄也较多，刀柄型号有 BT40, BT45, BT50, 此次设计采用BT45刀柄，刀柄包括了与机床主轴配合 定位的7：24锥面及机械手夹持的轴颈和键槽，尾部供主轴内拉紧机构拉紧， 其型式如下图所示,尺寸见《 加工中心设计与应用》132页。
Байду номын сангаас
机械手的设计范文
机械手的设计范文
摘要
本文旨在提出一种新型机械手的设计，并介绍它的结构设计，功能实现和性能测试。
该机械手由主体部件、运动控制部件、传感器和外部电源组成。
其中，主体部件包括铝型材、弹簧等；运动控制部件包括电机、轴承、驱动设备和控制电路；传感器包括光学传感器和激光传感器；外部电源包括电池和外部电源。
本文还讨论了机械手的功能实现，并实施性能测试。
测试结果表明，该机械手能够实现准确、稳定和高效的运动控制，可以满足商业和工业应用的需求。
关键词：机械手；结构设计；功能实现；性能测试
1 Introduction
机械手有着广泛的应用，应用于商业、家庭和工业场合。
机械手可以灵活地执行复杂的任务，可以准确地抓取物体，并且执行时间更加快捷。
然而，现有机械手具有高成本、不灵活和低效率等问题，因此为了解决这些问题，需要设计出一种新型机械手。
本文将介绍这种新型机械手的结构设计、功能实现和性能测试。
2 Structural Design
新型机械手的结构设计分为主体部件、运动控制部件、传感器和外部电源。
主体部件主要包括铝型材、弹簧等，这些部件可以提供机械手的支撑和支承，使其具有较强的刚性。
机械手毕业设计
机械手毕业设计
机械手毕业设计
机械手是一种能够模拟人类手臂运动的机器人系统。
它可以用于工业生产线上的装配、搬运和包装等任务，也可以用于医疗手术、危险环境作业等领域。
在本次毕业设计中，我将设计一个基于六自由度的机械手系统。
首先，我会进行机械手的结构设计。
根据需要，我选择六自由度机械手，这种类型的机械手可以模拟人类手臂的运动。
我将使用铝合金材料制作机械手的结构，这种材料轻便且耐用。
接下来，我将选择适合的电机和传感器系统。
电机是机械手运动的驱动力，传感器用于感知环境信息和机械手的轨迹位置。
为了确保机械手的精确性和稳定性，我会选择高精度的步进电机和光电编码器作为驱动和反馈装置。
然后，我将设计机械手的控制系统。
控制系统是机械手的大脑，负责将输入信号转化为电机动作并监控机械手的状态。
我打算使用单片机作为控制系统的核心，编写相应的控制程序以实现机械手的运动和任务完成。
最后，我会进行机械手的实验验证。
我将制作一个小型的实验平台，用于测试机械手的运动范围、负载能力和精确度等性能指标。
同时，我还会开发相应的控制软件，以便于对机械手进行控制和调试。
通过这次毕业设计，我希望能够深入了解机械手的原理和设计方法，提高自己的技术能力。
同时，我也希望通过设计一个可实际应用的机械手系统，为工业自动化和机器人技术的发展做出一点贡献。
机械手毕业设计说明书
摘要在当今大规模的制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机械手作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业认同并采用。
工业机械手的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家的工业自动化水平。
目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重要性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取试教在线的方式。
本文将设计一台四自由度的工业机械手，用于给冲压设配运送物料。
首先，本文将设计工业机器人的底座、手、手腕、臂部等结构。
然后选择合适的传动方式，驱动方式，搭建工业机器人的结构平台。
在此基础上，本文将设计该机械手的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择，反馈方式和反馈元件的选择，端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机械手运行的安全性。
最终实现目标包括：关节的伺服控制和制动问题实时的检测机械手的各关节的运动情况，机械手的示教编程和在线修改程序，设置参考点和回参考点。
关键词：机械手；示教编程；伺服；制动ABSTRACTIn today's large-scale manufacturing, the enterprise to improve production efficiency and ensure product quality, universal attention production process automation degree, manipulator as an important member of automatic production line, gradually by enterprise and the use of identity. Industrial robot technology level and application degree to a certain extent reflect a nation of industrial automation level. Currently, the manipulator main bear the welding, painting, handling and storage, and the intensity of labor great importance of the work, work way to try to teach the general way online.This paper will design a four degrees of freedom industrial robot, are used to transport materials with stamping set. First of all, this article will design the base of the industrial robot hand, wrist, arm, the structure, etc. And then choose the appropriate transmission mode, driving way, build the structure of manipulator platform. On this basis, this paper will design the system control system, including data collection card and the choice of servo amplifiers, feedback and feedback of components of the way choice, terminal board circuit design and control of the software design, focusing on the reliability of the control software and operation safety of manipulator. Finally realize the goals include: the joint servo control and braking problems in real time detection of each joint movement of the manipulator, the manipulator. Teaching program and on-line modification program, set the reference points and back to the point of reference.Keywords: Manipulator; Demonstration program; Servo; brake.目录摘要 ......................................................................... 错误!未定义书签。
机械手总体方案毕业设计
机械手总体方案毕业设计引言：机械手是一种能够模拟人手动作的自动化装置，广泛应用于工业生产、医疗领域、科研实验等。
本总体方案旨在设计一台能够实现多自由度运动、具备灵活性和精确性的机械手。
一、设计目标：1.实现多自由度运动：机械手设计应具备足够的关节自由度，能够在不同方向和角度进行运动，适应不同工作场景的需求。
2.提高操作灵活性：机械手应具备灵活的手指和手腕，能够适应各种尺寸和形状的物体抓取，而不会因为形变而导致抓取失败。
3.实现精确控制：机械手的运动应具备高精度，并能够实现准确定位和精确操控。
4.提高安全性：机械手设计应考虑安全性，具备防护装置和自动停机等功能，确保操作人员的安全。
二、机械结构设计：1.关节设计：机械手应由多个关节组成，每个关节由电动机驱动，实现灵活的运动。
关节设计应具备足够的承载能力和稳定性，以确保机械手长时间运行的可靠性。
2.手指设计：机械手手指应具备可调节的灵活性，能够适应不同尺寸和形状的物体抓取。
手指可以采用弹性材料或具有可伸缩性的结构，以增加抓取的稳定性。
3.手腕设计：机械手腕部分应具备多自由度运动，既能够实现水平方向的旋转，又能够实现垂直方向的上下移动，以适应不同工作场景的需求。
4.传动系统设计：机械手的传动系统应选择合适的传动方式，如齿轮传动、链条传动等，以确保精确的位置控制和运动控制。
三、控制系统设计：1.电路设计：机械手的控制系统应包括电源、电机驱动器和数据传输装置。
电路设计应考虑供电稳定性、电磁干扰等因素，以确保机械手的正常运行。
2.传感器设计：机械手应搭载合适的传感器，用于感知物体的位置、形状和力度等参数，以实现对物体的准确抓取和操控。
3.控制算法设计：机械手的控制算法应具备实时性和精确性，能够根据传感器信息实现对机械手的准确控制。
常见的控制算法包括PID控制、模糊控制等。
4.用户界面设计：机械手的控制系统应提供友好的用户界面，使操作人员能够方便地操作机械手，并获取相关信息。
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立式加工中心机械手的设计目录摘要 (1)关键词 (1)1前言 (1)2换刀机械手的相关介绍 (2)2.1数控技术的发展历程 (2)2.2数控加工中心基本功能 (3)2.3加工中心组成部分 (3)2.3.1刀库 (3)2.3.2刀具交换装置 (4)2.3.3运刀装置 (4)2.3.4刀具编码装置 (5)2.4刀库的驱动及定位 (5)2.5数控系统发展趋势 (6)2.6 ATC装置分类 (6)2.7 ATC装置换刀速度比较 (7)3换刀机械手的总体方案设计 (8)3.1设计任务 (8)3.2机械手的平稳性 (9)3.2.1影响平稳性以及定位精度因素 (9)3.2.2机械手运动特性 (9)3.3机械手运动特性分类 (10)3.4开关型机械手的速度及位置控制 (11)3.5机械传动型机械手速度及位置控制 (11)3.6机械手类型确定 (11)3.7驱动系统和电控系统的选择 (11)3.7.1驱动系统的选择 (11)3.7.2电控系统的选择 (12)4总体结构设计 (14)4.1刀爪部分设计 (14)4.2机械手手臂的设计 (15)4.2.1臂部防止偏重 (16)4.2.2加强臂部刚度 (16)4.2.3改进缓冲装置和提高配合精度 (16)4.2.4采取的措施 (16)4.3机械手传动结构设计 (18)5运动及其动力计算 (20)5.1选用异步电机的方法 (20)5.2锥齿轮的设计及计算 (21)5.2.1确定公式各计算数值 (21)5.2.2锥齿轮部分的计算 (22)5.3锥齿轮轴的设计及其计算 (23)5.3.1锥齿轮设计及校核 (23)5.3.2确定各轴段直径和长度 (24)5.4刀臂的弯曲变形 (28)6换刀过程 (31)7结论 (35)参考文献 (35)致 (36)附录 (36)立式加工中心机械手的设计摘要：加工中心是指在一次装卡中，能够实现自动铣削、钻孔、镗孔、铰孔、攻丝等多工序的数控机床。
更为明确的说法是：加工中心就是自动换刀数控镗铣床。
这就把加工中心和自动换刀数控车床和车削中心区别开来。
加工中心区别于别的数控镗铣床的主要特点就在于它具有根据工艺要求自动更换所需刀具的功能。
加工中心的自动换刀系统,通常是由刀库和机械手组成,它是加工中心的象征,又是加工中心成败的关键环节。
关键词：机械手；加工中心；自动换刀The Design of Vertical Machining Center ManipulatorAbstract:Machining Center is installed in a card, to achieve automatic milling, drilling, boring, Reaming, Tapping and other processes of CNC machine tools. A more explicit statement of Machining Center is the automatic tool change CNC milling machines. This brings the processing center and automatic tool change CNC lathe and turning centers to distinguish.Machining Center is different from other CNC milling machines to the main features is that it has under the technological requirements for automatic tool change function. Automatic Tool Change (ATC) function.Machining Center, ATC system is usually a knife and the composition manipulator, it is a symbol of the processing center. Machining Center is the key to success.Keywords: Robot; Processing Center; Automatic Tool Changer1 前言随着我国工业生产的飞跃发展，自动化程度的迅速提高，实现工件的装卸、转向、输送或操持焊枪、喷枪、扳手等工具进行加工、装配等作业的自动化，已越来越引起人们的重视。
生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率；可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。
因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的应用。
机械手已被广泛用于航空、航天以及工业生产领域中，并取得较好的效果。
现今的工业机械手可分为专用机械手和通用机械手两类。
我国目前研制的工业机械手大多还是专用机械手。
该机械手的结构形式比较简单，专用性强，仅附属于某台机床。
虽然其有着通用机械手无法比拟的批量大，对某些设备（或者机加零件）的加工精确性高的优点，但就目前来看，专用机械手存在着适应性不强的弊端。
这就要对其进行必要的改造，使其适应未来的工业发展的需要。
由于通用机械手改变工作程序较方便，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三十年的历史，但这些装置在国外得到相当重视。
所以设计生产使用数控机床、数控加工中心一类的较为高级的机加设备是迫在眉睫的。
虽然目前我国的数控加工中心等大型设备还是依赖进口，但相信不久的将来我国必然会设计研制出自己的设备，这需要我们所有人的不懈努力。
这次设计的换刀机械手的主要任务是，完全模拟人手的换刀动作，给机床主轴提供相对转动实现夹紧、放松刀具的动作。
2 换刀机械手的相关介绍2.1 数控技术的发展历程回顾数控技术的发展已经经历了两个阶段，六代的发展历程。
第一个阶段叫做NC 阶段，经历了电子管、晶体管、和小规模集成电路三代。
自1970年开始小型计算机开始用于数控系统就进入了第二个阶段，叫做CNC阶段，成为第四代数控系统：从1974年微处理器开始用于数控系统即发展到第五代。
经过十多年的发展，数控系统从性能到可靠性都得到了根本性的提高。
实际上从20世纪末期直到今天，在生产中使用的数控系统大部分都是第五代数控系统。
但第五代数控系统以及以前各代都是一种专用封闭的系统，而第六代——开放式数控系统将代表着数控系统的未来发展方向，将在现代制造业中发挥越来越重要的作用。
2.2 数控加工中心的基本功能带有自动换刀刀具交换装置（ATC Automatic Tool Change）的数控机床称为加工中心。
它通过刀具的自动交换，可以一次装夹完成多道工序的加工，实现了工序的集中和工艺的复合，从而缩短了辅助加工时间，提高了机床的效率，减少了零件安装、定位次数，提高了加工精度。
随着人工智能技术的不断发展，并为满足制造业生产柔性化、制造自动化发展需求。
加工中心是目前数控机床中产量最大、应用最广的数控机床。
带有刀具自动交换装置、能一次集中完成多种工序加工的数控加工设备。
数控机床实现了中、小批量加工自动化，改善了劳动条件。
此外，它还具有生产率高、加工精度稳定、产品成本低等一系列优点。
为了进一步发挥这些优点，数控机床遂向“工序集中”，即一台数控机床在一次装夹零件后能完成多任务序加工的数控机床（即加工中心）方面发展。
钻、镗、铣、车等单功能数控机床只能分别完成钻、镗、铣、车等作业，而在机械制造工业中，大部分零件都是需要多任务序加工的。
在单功能数控机床的整个加工过程中，真正用于切削的时间只占30％左右，其余的大部分时间都花费在安装、调整刀具、搬运、装卸零件和检查加工精度等辅助工作上。
在零件需要进行多种工序加工的情况下，单功能数控机床的加工效率仍然不高。
加工中心一般都具有刀具自动交换功能，零件装夹后便能一次完成钻、镗、铣、、攻丝等多种工序加工。
2.3 加工中心的组成部分加工中心分两大部分：数控机床和刀具自动交换装置。
刀具自动交换装置应能满足以下几个方面的要求：①换刀时间短；②刀具重复定位精度高；③识刀、选刀可靠，换刀动作简单；④刀库容量合理，占地面积小，并能与主机配合，使机床外观完整；⑤刀具装卸、调整、维护方便。
刀具自动交换系统由刀库、刀具交换装置、刀具传送装置、刀具编码装置、识刀器等五个部分组成。
2.3.1 刀库刀库是存贮加工所需各种类型刀具的仓库。
它是刀具自动交换系统中的重要组成部分，具有接受刀具传送装置送来的刀具和将刀具给予刀具传送装置的功能。
它的容量、布局和具体结构对整个加工中心的总体布局和性能有很大的影响，按其结构、形状可分为以下六种：①圆盘式刀库，又分为轴向式（刀具中心线与圆盘中心线平行）、径向式（刀具中心线与圆盘中心线垂直）和多盘式（在一根旋转轴上分设几层圆盘刀库）。
②转塔式刀库，又分倾斜式和水平式。
③鼓轮式刀库。
④链式刀库。
⑤格子式刀库。
⑥直线式刀库。
应当根据被加工零件的工艺要求合理的确定刀库的存储量。
根据对车床、铣床和钻床的所需刀具的数的统计表明，在加工过程中经常使用的刀具数目并不很多，对于钻削加工，用14把不同的规格的刀具就可以完成约80%的加工，即使要求完成90%的工件加工，用20把刀具也就足够了。
对于铣削加工，需要的刀具更少，用4把不同规格的铣刀就能完成约90%加工，用5把不同规格的铣刀可以加工95%的工件。
因此从使用角度来看，刀库的存储量一般为20~40把较为合适，多的可达60把刀，超过60把刀的很少。
2.3.2 刀具交换装置它的职能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。
换刀机械手种类繁多，可以说每个厂家噢都可以推出自己的机械手，基本上换刀装置按交换方式又分为两类。
无机械手换刀：由刀库与机床主轴的相对运动实现换刀。
在这类装置中，刀库一般为格子式，装在工作台上。
换刀时，先使工作台与主轴相对运动，将使用过的旧刀送回刀库，然后再使工作台与主轴相对运动一次，从刀库中取出新刀。
采用机械手换刀：机械手刀具交换装置，有单臂单手式机械手、回转式单臂双机械手、双臂机械手、多手式机械手。
特别是双臂机械手刀具交换装置具有换刀时间短、动作灵活可靠等优点，应用最为广泛。
双臂机械手中最常用的几种结构有：钩手；抱手；伸缩手；叉手。
双臂机械手进行一次换刀循环的基本动作为：抓刀（手臂旋转或伸出，同时抓住主轴和刀库里的刀具）；拔刀（主轴松开，机械手同时将主轴和刀库中的刀具拔出）；换刀（手臂转180°，新、旧刀交换）；插刀（同时将新刀插入主轴，旧刀插入刀库，然后主轴夹紧刀具）﹔缩回（手臂缩回到原始位置）。