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到上料位置后，自动上料机械手将热坯料搬运到立式精锻机上锻打，其成品锻件由下料机械手从立式精锻机上取下并送到转换机械手上，转换机械手先把锻件翻转成水平位置，由炳烷切割装置将两端切齐，切割完毕，转换机械手的手臂再水平回转，将锻件水平放置到下料运输装置上，运送到车间外面的料仓库进行冷却。自动上料机械手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工业机械手的概述工业机械手的分类工业机械手目前在国内是专用机械手和通用机械手的统称。专用机械手是指附属于主机动作程序固定，般没有独立控制系统，只做专门用途的自动抓取或操作装置。通用机械手国外泛称工业机器人是指程序可变的独立的自动化的抓取或操作装置。目前多机械手尚无明确的分类标准，全国各地区尚未统，我们按目前应用比较多的两方面进行分类按搬运的工件重量或称臂力分类小型的臂力在公斤以下中型的臂力在公斤以内大型的臂力在公斤以上。目前大多数的工业机械手其搬运重量为中型的。二按机能分类简易型通用机械手有固定程序和可变程序两种。固定程序由挡块或凸轮转鼓控制可变程序用插销板来给定程序。这种机械手多为气动或液压驱动，结构的总结和复习，并在这次的设计中得到了相当的应用。这次设计比以前的课程设计等都要全面和系统，是对大学学习的次全面的检查。我这次设计的是生产线自动上下料机械手。为了圆满的完成设计，我查阅了机械手的些资料，访问了国内外的机械手网站，对当今国内外的机械手有了些了解。对机械手的工作原理等有了比较清晰的认识。由于实际经验不足，所学有限，虽然我已尽了最大努力，但是仍然有很多的问题存在，有待以后进步解决。摘要随着科学技术的发展，人类社会进入了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目录摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„工业机械手的概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„工业机械手的分类„„„„„„„„„„„„„„„„„„工业机械手的组成„„„„„„„„„„„„„„„„„„机械手的自由度和坐标形式„„„„„„„„„„„„„„„自动上下料机械手的总功能原理及各部分设计„„„„„„„„功能原理设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„手部设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„手部设计要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„手部结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„夹持式手爪的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„腕部设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„腕部设计要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„腕部结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„臂部设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„臂部的设计要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„臂部的结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„臂部的伸缩运动结构„„„„„„„„„„„„„臂部的伸缩油缸的计算„„„„„„„„„„„„臂部的回转运动„„„„„„„„„„„„„„„臂部的升降运动„„„„„„„„„„„„„„„臂部升降油缸的计算„„„„„„„„„„„机械手的其它部分装置„„„„„„„„„„„„„„„„„„行程限位装置„„„„„„„„„„„„„„„„„„缓冲定位装置„„„„„„„„„„„„„„„„„„机械手的总体方案总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„传动方案的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„规格参数„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„结构特点„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„机械手的液压传动系统„„„„„„„„„„„„„„机械手的缓冲与定位„„„„„„„„„„„„„„„参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„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，为防止上述情况的出现，现在将活塞的结构改进。其它装置为使机械手的臂部作回转运动时能够精确定位，在臂部坐上装有定位油缸，它是单作用式活塞油缸，在活塞杆的端部作成斜楔式。当臂部在起始位置和转过度后的终止位置，通过电信号控制二位三通电磁阀接通工作油路，使起定位销作用的活塞杆动作，插入到装在中心齿轮上的带有斜楔槽的定位挡块中，使手臂精确定位。此结构简单，动作灵活。为了使油缸尽可能远离手爪因夹持温度高达度的工件，以防油液受热使油的黏度下降，影响正常工作或损坏密封。设计此手臂前端的回转油缸距手爪为毫米。机械手的液压传动系统机械手的动作顺序机械手的动作顺序待料起始位置手爪闭合待夹料立放插定位销手臂前伸手爪张开手爪夹料手臂上升手臂缩回手腕回转度拔定位销手臂回转度插定位销手臂前伸手臂中停卡头夹料大泵卸荷手爪松料手爪闭合手臂下降手腕反转复位拔定位销手臂复位待料卸荷。上述动作均由电磁换向阀实现，用行程开关和时间继电器步进选线器等电器控制电磁铁线圈通断电，使电磁铁按程序动作，实现液压系统的自动控制。液压控制原理此系统选用功率千瓦的电动机，带动双联叶片泵，公称压力为公斤厘米，流量为升分升分升分，系统压力调节为公斤力厘米，油箱容积选为升。手臂的升降油缸及伸缩油缸工作时，两个油泵同时供油手臂及手腕的回转油缸和手爪松紧夹用的拉紧油缸及手臂回转定位油缸工作时，只有小泵供油，大泵自动卸荷。手臂前伸升降回转和手腕回转油路采用单向调速阀回程节流，因而速度可调，工作平稳。升降缸支路设置有单向顺序阀，可以调整顺序阀的弹簧力，使之在活塞活塞杆及其所支承的手臂等自重所引起的油液压力作用下仍保持断路。工作时，油泵输出的压力油进入升降油缸上腔，作用在顺序阀的压力增加，使之接通，活塞便向下运动。当活塞要上升时，压力油液经单向阀进入升降油缸下腔，这样采用单向顺序阀克服机身全部参与升降运动的部件自重，防止了下滑，性能稳定可靠。手爪夹紧油缸支路装有液控单向阀，使手爪夹紧工件时不受系统压力波动的影响尤其是系统压力下降时，压力油缸内的压力油不能反向流动，保证手爪夹持工件牢靠，当反向进油时，油液通过控制油路将单向阀芯顶开，使回油路接通，油液流回油箱。在手臂回转后，定位所用的定位油缸支路的压力需比系统压力低，为此在定位油缸支路前串有减压阀，使定位油缸获得适应压碰行程开关，使断电，换向阀复位成型滑阀机能状态并发出电讯号，经步进选线器跳步，使通电，定位油缸工作，插定位销，压力继电器发出电讯号，经步进选线器跳步，使电磁铁通电，手臂前伸当手臂将棒料送到工作台和夹头轴线前的适当距离处，并发出电讯号步进选线器跳步使工作机夹头下降，行程开关发信，通过时间继电器使夹头闭合，将棒料夹牢，电控系统发讯，经步进选线器跳步，时间继电器延时使通电，机械手手爪松开，延时到断电手爪闭合，并发出电讯号，步进选线器跳步，电磁铁通电，手臂缩回，当手臂碰铁碰行程开关时，断电下降停，并发出电讯号跳步，使通电，电磁换向阀的左边通道接通油路，压力油经的单向阀进入手腕回转油缸的另油腔，使手腕反转度手腕上的碰铁碰行程开关，使断电，并发出电讯号，步进选线器跳步，使电磁铁通电，电磁换向阀左边的通道接通油路，压力油经的单向阀和行程节流阀进入手臂回转油缸的另油腔，使手臂反转度机械手复位。当手臂上的回转碰铁碰行程开关时，断电机械手停在原始位置上，并发出电讯号步进选线器跳步，使和通电两个油泵同时卸荷，机械手的动作循环结束。机械手的缓冲与定位此机械手采用适时切断油路，