普通车床送料机械手的设计(附件)【字数：7493】
摘 要本次设计是关于普通车床送料机械手的设计，从目前普通车床的生产实际出发，对其进行送料的辅助部件机械手进行了相关设计。考虑到普通车床加工工件的形状、大小、重量等问题，设计了夹持式的手部结构；通过对被抓取工件的放置方式的考虑，手腕机构设计成回转机构；根据自由度的要求设计机械手臂的结构。接着对驱动方式和控制系统进行选择，通过不同驱动方式的比较选择用液压驱动，对不同控制方式优缺点的考虑选择用PLC控制。在确定好相关方案后，通过相应的公式对机械手各个主要组成部分，进行尺寸计算和校核，确定大概结构。设计合理的液压控制回路，实现了手爪对工件的抓取和放置。
目 录
第一章 绪论 1
1.1本课题研究的背景和意义 1
1.2工业机械手的应用 1
1.3本次设计应设计的内容 2
第二章 机械手总体方案的设计 3
2.1机械手执行方案的设计 3
2.2控制系统的选择 3
2.3驱动系统的选择 4
3.1机械手手部设计 5
3.1.1机械手手部相关数据的计算 5
3.1.2机械手手部定位精度验算 6
3.2机械手手腕的设计 7
3.2.1腕部回转力矩的计算 7
3.2.2液压缸螺钉计算 9
3.3机械手臂部的计算 11
3.4机械手机身的设计 13
3.4.1螺杆相关尺寸的计算 13
第四章 电动机与减速器的选择 15
4.1电动机的选择 15
4.2减速器的选择 15
第五章 机械手驱动系统的设计 16
5.1机械手液压系统的设计 16
5.2机械手相关液压回路的设计 16
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
第一章 绪论
1.1本课题研究的背景和意义
对于普通车床的定义有许多，但普遍被认同的是一种可以对轴、盘、环等多种类型的工件，进行多种工序加工的卧式车床。普通车床被称为卧式车床是因其主轴以水平位置放置。普通车床常 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
用来加工工件的内外回转表面、端面和各种尺寸不一的内外螺纹。在特定情况下采用相应的刀具和附件，还可以对工件进行钻孔、扩孔、攻丝和滚花等加工。在数控还没有普及之前，普通车床是车床中应用最为广泛的一种，约占车床总数的65%(1(,但是随着近几年数控车床的不断发展，普通车床的需求量越来越少了。
相对于普通车床数控机床对零件的加工过程，是严格按照加工程序所规定的参数及动作来执行的。它是一种高效能的自动化或半自动化的车床，和普通车床相比较，具有以下优势：1、适合加工一些现状不规则的异形零件。数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工，因此在宇航、造船、模具等加工业中得到广泛应用；2、加工精度高 ；3、加工稳定可靠 。实现计算机控制，排除人为误差，零件的加工一致性好，质量稳定可靠；4、高柔性。在加工对象发生改变时，一般只需要在数控系统中改变一下程序就可以，加工的适应性好，可以节省生产准备时间。在数控机床的基础上，可以组成具有更高柔性的自动化制造系统—FMS；5、高生产率 。数控机床本身的精度高、刚性大，对加工用量可以进行合理的选择，生产率高，一般情况下数控车床的生产率是普通车床的3~5倍。如果是对一些复杂零件进行加工，其生产率可以达到普通车床的十几倍甚至几十倍；6、劳动强度低。数控车床的自动化程度高，操作人员在输入程序后只需要对工件进行装夹等一些简单操作，劳动强度低，工作环境也相对较好7、有利于实现现代化管理。对数控车床的生产管理采用了计算机控制的方式，为实现生产过程自动化创造了有力条件。但普通机床不会被数控机床淘汰，原因如下：
1)、有些传统的加工是数控机床无法代替的。
2)、会被取代大部分，但是还是会保留一部分的，传统机床的价格比数控机床便宜很多，也很容易操作，成本低 。
3)、装配过程中难免有需要修改的，就会用到普通机床 。
为了提高普通车床的加工效率，采用机械手辅助加工的方式。
1.2工业机械手的应用
机械手在工业生产中的应用极为广泛，可以归纳为以下几个方面。
1）建造旋转体零件自动线；一般采用机械手在机床之间传送工件。国内已建成的这类自动生产线有很多，例如沈阳水泵厂的深井泵轴承体加工自动线；大连电机厂的4号和5号电动机轴加工自动线；上海拖拉机齿轮厂的齿坯加工自动线等。对于加工箱体类零件的组合机床自动线，一般采用随机夹具传送工件，也有采用机械手的如上海动力机厂的气缸盖加工自动线转位机械手(2(。
2）在单机自动化的实现方面，各类半自动化的车床可以自动进行夹紧、进刀、切削、退刀和松开等工序，但仍然需要人工来完成上下料等操作，随着相关技术的不断发展，，设计了专门用于车床上下料的机械手，由半自动向全自动转变。例如，注塑机有加料、分合模、成型等自动工作循环。但仍处于半自动化工作状态，在装上机械手进行自动化装卸工件后，便可实现全自动生产。
3）在恶劣环境进行加工方面，它可以代替人在危险、有毒、低温等恶劣环境中工作。如国内生产的3t、5t、10t模锻锤，在生产过程中需要在其所配的转低炉前，需要工人完成进出料的放置。这对于工人来说是很难做到的，对此设计用两只机械手模拟人手的动作，在炉前成一定角度布置，实现进出料的自动化。此外还可以代替人完成繁重、单调重复的劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。目前在大批量的机械生产中应用十分的广泛。
随着机械手发展的深度和广度以及机器人智能水平的提高，机械手已在众多领域得到了应用。从传统的汽车制造领域向非制造领域延伸。如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统用于维护维修的机器人等。在国防军事、医疗卫生、食品加工、生活服务等领域机械手的应用也越来越多。在未来的几年中其发展速度会越来越快，传感技术、激光技术，工程网络技术等领域都将会应用于机械手，从另外的一个方面说，这些技术会使机械手变得更加灵敏，作业更为高效、高质，普及率越来越高。据一些专业人士推测，今后机器人将在教育、保健、交通运输等领域得到应用(3(。
1.3本次设计应设计的内容
目 录
第一章 绪论 1
1.1本课题研究的背景和意义 1
1.2工业机械手的应用 1
1.3本次设计应设计的内容 2
第二章 机械手总体方案的设计 3
2.1机械手执行方案的设计 3
2.2控制系统的选择 3
2.3驱动系统的选择 4
3.1机械手手部设计 5
3.1.1机械手手部相关数据的计算 5
3.1.2机械手手部定位精度验算 6
3.2机械手手腕的设计 7
3.2.1腕部回转力矩的计算 7
3.2.2液压缸螺钉计算 9
3.3机械手臂部的计算 11
3.4机械手机身的设计 13
3.4.1螺杆相关尺寸的计算 13
第四章 电动机与减速器的选择 15
4.1电动机的选择 15
4.2减速器的选择 15
第五章 机械手驱动系统的设计 16
5.1机械手液压系统的设计 16
5.2机械手相关液压回路的设计 16
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
第一章 绪论
1.1本课题研究的背景和意义
对于普通车床的定义有许多，但普遍被认同的是一种可以对轴、盘、环等多种类型的工件，进行多种工序加工的卧式车床。普通车床被称为卧式车床是因其主轴以水平位置放置。普通车床常 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
用来加工工件的内外回转表面、端面和各种尺寸不一的内外螺纹。在特定情况下采用相应的刀具和附件，还可以对工件进行钻孔、扩孔、攻丝和滚花等加工。在数控还没有普及之前，普通车床是车床中应用最为广泛的一种，约占车床总数的65%(1(,但是随着近几年数控车床的不断发展，普通车床的需求量越来越少了。
相对于普通车床数控机床对零件的加工过程，是严格按照加工程序所规定的参数及动作来执行的。它是一种高效能的自动化或半自动化的车床，和普通车床相比较，具有以下优势：1、适合加工一些现状不规则的异形零件。数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工，因此在宇航、造船、模具等加工业中得到广泛应用；2、加工精度高 ；3、加工稳定可靠 。实现计算机控制，排除人为误差，零件的加工一致性好，质量稳定可靠；4、高柔性。在加工对象发生改变时，一般只需要在数控系统中改变一下程序就可以，加工的适应性好，可以节省生产准备时间。在数控机床的基础上，可以组成具有更高柔性的自动化制造系统—FMS；5、高生产率 。数控机床本身的精度高、刚性大，对加工用量可以进行合理的选择，生产率高，一般情况下数控车床的生产率是普通车床的3~5倍。如果是对一些复杂零件进行加工，其生产率可以达到普通车床的十几倍甚至几十倍；6、劳动强度低。数控车床的自动化程度高，操作人员在输入程序后只需要对工件进行装夹等一些简单操作，劳动强度低，工作环境也相对较好7、有利于实现现代化管理。对数控车床的生产管理采用了计算机控制的方式，为实现生产过程自动化创造了有力条件。但普通机床不会被数控机床淘汰，原因如下：
1)、有些传统的加工是数控机床无法代替的。
2)、会被取代大部分，但是还是会保留一部分的，传统机床的价格比数控机床便宜很多，也很容易操作，成本低 。
3)、装配过程中难免有需要修改的，就会用到普通机床 。
为了提高普通车床的加工效率，采用机械手辅助加工的方式。
1.2工业机械手的应用
机械手在工业生产中的应用极为广泛，可以归纳为以下几个方面。
1）建造旋转体零件自动线；一般采用机械手在机床之间传送工件。国内已建成的这类自动生产线有很多，例如沈阳水泵厂的深井泵轴承体加工自动线；大连电机厂的4号和5号电动机轴加工自动线；上海拖拉机齿轮厂的齿坯加工自动线等。对于加工箱体类零件的组合机床自动线，一般采用随机夹具传送工件，也有采用机械手的如上海动力机厂的气缸盖加工自动线转位机械手(2(。
2）在单机自动化的实现方面，各类半自动化的车床可以自动进行夹紧、进刀、切削、退刀和松开等工序，但仍然需要人工来完成上下料等操作，随着相关技术的不断发展，，设计了专门用于车床上下料的机械手，由半自动向全自动转变。例如，注塑机有加料、分合模、成型等自动工作循环。但仍处于半自动化工作状态，在装上机械手进行自动化装卸工件后，便可实现全自动生产。
3）在恶劣环境进行加工方面，它可以代替人在危险、有毒、低温等恶劣环境中工作。如国内生产的3t、5t、10t模锻锤，在生产过程中需要在其所配的转低炉前，需要工人完成进出料的放置。这对于工人来说是很难做到的，对此设计用两只机械手模拟人手的动作，在炉前成一定角度布置，实现进出料的自动化。此外还可以代替人完成繁重、单调重复的劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。目前在大批量的机械生产中应用十分的广泛。
随着机械手发展的深度和广度以及机器人智能水平的提高，机械手已在众多领域得到了应用。从传统的汽车制造领域向非制造领域延伸。如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统用于维护维修的机器人等。在国防军事、医疗卫生、食品加工、生活服务等领域机械手的应用也越来越多。在未来的几年中其发展速度会越来越快，传感技术、激光技术，工程网络技术等领域都将会应用于机械手，从另外的一个方面说，这些技术会使机械手变得更加灵敏，作业更为高效、高质，普及率越来越高。据一些专业人士推测，今后机器人将在教育、保健、交通运输等领域得到应用(3(。
1.3本次设计应设计的内容
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