锯片磨床机械手毕业设计.doc

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1、总目录1 毕业论文任务书2 毕业论文开题报告 3 文献综述4 毕业设计说明书5 外文文献翻译6 谢辞毕业设计（论文）任务书题 目 锯片磨床机械手 指导教师 院 系 专 业 班 级 学 号 姓 名 一、 论文（设计）方向：上下料机械手的设计 二、 主要参考资料：1 张利平.液压气动技术实用问答J.北京：化学工业出版社，2007.82张利平.液压气动技术速查手册S.北京：化学工业出版社，2006.123刘延俊，关浩，周德繁.液压与气压传动J.高等教育出版社,2007.54徐灏.机械设计手册第五卷 S.北京：机械工业出版社，19925吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册 S.北京：高等教育出版社，2

2、0066【日】日本机器人学会，编新编机器人技术手册宗光华、程君实译，科学出版社 20077 徐元昌主编，工业机器人中国轻工业出版社 1999.88 高安邦主编，新编机床电气与PLC控制技术机械工业出版社2008.29 费仁元主编，机器人机械设计和分析 北京工业大学出版社 1998.910机械设计手册编委会、机械设计手册单行本（气压传动与控制）、北京、机械工业出版社，200111机械设计手册编委会、机械设计手册单行本（滚动轴承）、北京、机械工业出版社，2001三、 课题的内容和任务要求：设计一台锯片磨床上下料机械手。1设计说明书1份，达0.3万字以上，且要符合规范要求；外文翻译达0.2万字以上2

3、设计图样全部用CAD绘制，具体设计的图样有：（1）总装配图1张；（2）重要零件图若干。四、 毕业论文（设计）进度安排：起 讫 日 期工 作 内 容备 注09.02.16-09.02.22调查研究，收集资料，熟悉课题，完成开题报告前期检查09.02.23-09.03.15总体设计，方案论证09.03.16-09.03.22零件设计阶段中期检查09.03.23-09.04.1编写说明书后期检查09.04.2-09.04.10复查材料，准备答辩答辩资格审查09.04.11-09.04.12答辩学生（签名）： 年 月 日指导教师（签名）： 年 月 日系毕业设计（论文）工作指导小组意见：组长（签名） 年

4、 月 日 二级学院（直属系）毕业论文工作领导小组审核意见：主管领导（签名） 年 月 日 丽水学院毕业设计（论文）开 题 报 告 （200 9 届）题 目 锯片磨床机械手 指导教师 李盛宇、吕永昌 院 系 机械系 班 级 机自05 学 号 3号 姓 名 郑晓云 二 九 年 二 月 十六 日一、 选题的意义机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机器人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有

5、能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。在工业生产过程中，尤其在自动流水线上，零件的加工和搬运都可能用到机械手。本课题就为解决在锯片磨床或加工中心上锯片上料和卸料，实现其无人生产，故设计锯片磨床机械手，它能大大改善工人的劳动条件，减轻工人的劳动强度，显著地提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。二、 研究的主要内容，拟解决的主要问题（阐述的主要观点） 设计一台锯片磨床机械手，该机械手要完成在锯片磨床或加工中心上锯片的上料和卸料，实现无人化生产。研究的基本内容： 重点针对锯片磨床机械手的腰

6、座、手臂、手爪等各部分机械结构以及机械手控制系统进行了详细的设计。具体包括机械手的总体设计，腰座结构的设计，机械手手臂结构的设计，末端执行器（手爪）的结构设计，机械手的机械传动机构的设计，机械手驱动系统的设计，基于PLC对机械手的控制系统的设计，通过对机械手作业的工艺过程和控制要求的分析，设计控制系统的硬件电路，同时编制了机械手的控制程序。 解决的主要问题：1机械手实现准确的运动。 2机械手取料可靠，结构简单。三、研究（工作）步骤、方法及措施（思路）研究（工作）步骤：1熟悉课题，调查研究，收集资料。2总体设计，方案论证。3结构设计与计算4零件设计阶段。5编写技术文件。研究方法及措施：本课题拟采

7、用到图书馆和网上查看资料寻找实现类似功能的机械手相关信息，了解其结构，及设计方案，然后在此基础上创新改进以实现其功能。具体内容包含以下几个方面：（1） 查阅相关资料，在明确所需解决问题的前提下，提出实现锯片磨床机械手总体设计方案，可提出多个设计方案，通过比较拟订最后方案和工作原理。（2） 机械手机械结构设计包括机械手手臂的设计和末端执行器的机构设计，根据机械手所要上料的参数确定取料手的机构，提出了夹钳式、磁吸式、真空吸盘式多种方案，最终确定方案。（3） 机械手驱动系统及传动系统的选择，提出了液压、气压、电力驱动，通过比较拟订最后方案和工作原理。提出齿轮、蜗轮、链轮等传动系统方案，确定最合适的方

8、案。（4） 机械手控制装置的设计拟采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制，根据机械手预期要实现的运动编写程序，并设计电子线路。（5） 在工作原理图的指导下，应用所学知识对该机构的传动系统进行相关的设计计算。在设计过程中，不断修改完善，使该机构能真正的适应生产需要，减少工人的劳动强度，提高加工精度和生产效率。四、毕业论文（设计）提纲摘要毕业设计调研报告引言第一章概述1-1工业机械手概述1-2国内外发展状况1-3机械手的组成1-4机械手的分类1-5机械手的意义第二章 机械手总体设计2-1机械手的设计分析2-2总体方案拟定2-3机械手主要技术性能参数第三章锯片磨床机械手机械本体设计3-1 末端

9、执行器的结构设计3-2 机械手手臂结构的设计3-3 机械手腰座结构的设计第四章 机械手的驱动传动部分4-1方案的确定4-2气缸的选择第五章 基于PLC对机械手控制系统的设计第六章 设计体会参考文献五、主要参考文献1 张利平.液压气动技术实用问答J.北京：化学工业出版社，2007.82张利平.液压气动技术速查手册S.北京：化学工业出版社，2006.123刘延俊，关浩，周德繁.液压与气压传动J.高等教育出版社,2007.54徐灏.机械设计手册第五卷 S.北京：机械工业出版社，19925吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册 S.北京：高等教育出版社，20066 【日】日本机器人学会，编新编机器人技术

10、手册宗光华、程君实译，科学出版社 20077 徐元昌主编，工业机器人中国轻工业出版社 1999.88 高安邦主编，新编机床电气与PLC控制技术机械工业出版社2008.29 费仁元主编，机器人机械设计和分析 北京工业大学出版社 1998.910机械设计手册编委会、机械设计手册单行本（气压传动与控制）、北京、机械工业出版社，200111机械设计手册编委会、机械设计手册单行本（滚动轴承）、北京、机械工业出版社，2001指导教师意见：签名： 年 月 日系毕业设计（论文）工作指导小组意见： 签名：年 月 日二级学院(直属系)毕业设计（论文）工作领导小组意见：签名：年 月 日 工业机器人工业机器人由作机(

11、机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。工业机器人最早应用在汽车制造业，常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。工业机器人延伸和扩大了人的手足和大脑功能，它可代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作；代替人完成繁重、单调重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。工业机器人与数控加工中心，自动搬运小车及其自动检测系统

12、可组成柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS）、实现生产自动化。随着工业机器人技术的发展，其应用已扩展到宇宙探测、深海开发、核科学研究和医疗福利领域。现代工业机器人起源于数控机床和远程控制器。1954年，美国的George Devol首先把远程控制器的杆结构与数控铣床的伺服轴结合起来，研制出了第一台通用机械手。自从机器人在五十年代诞生以来，在短短的四十多年里由于各种有关技术的发展，特别是自动控制技术、集成电路技术及微型计算机技术的应用，在国际形式的推动下，各国在经济上和科技上展开激烈的竞争，机器人的生产和应用随之得到了迅速的发展。它经历了第一代工业机器人的研究、实用化、普及，第二

13、代感知功能机器人的研究、实用化，以及第三代智能机器人的研究等各个阶段。开发、应用机器人的规模反映了一个国家的科技水平，因此世界各国都很重视机器人的开发和推广工作。我国的机器人研究始于70年代。经过近20年努力，特别是经过“711”攻关、“863”计划，取得了一批重要成果，掌握了机器人控制系统硬件设计、软件设计、机器人语言等技术。 1986年国家把智能机器人列为高技术发展计划，研究目标是跟踪世界先进水平，工作内容主要是围绕特种机器人进行攻关。进入90年代，在国内市场经济发展的推动下，确定了特种机器人与工业机器人及其应用工程并重、以应用带动关键技术和基础研究的发展方针，实现了高技术发展与国民经济主

14、战场的密切衔接，研制出有自主知识产权的工业机器人系列产品，并小批试产，完成了一批机器人应用工程，建立了9个机器人产业化基地和7个科研基地。我国机器人发展已跨过了起步阶段，走上了进步和发展的道路。今后的任务是把机器人技术推广到更多的工业自动化生产领域和其他更广泛的应用领域，大力开展跨区域交流合作，与国际接轨，早跻身于世界先进行列。 虽然，目前工业机器人的技术已经很发达了，但其制造成本和对使用者的素质要求很高，在高端产业集成化制造业中广泛应用，而在中小制造业中，零散化的制造过程中，却很少应用。工业机器人技术的发展趋势：1提高运动速度和动作精度，减少重量和占用空间，加速机器人功能部件的标准化和模块组

15、合化；将机器人的回转、伸缩、俯仰和摆动等各种功能的机械模块和控制模块、检测模块组合成结构和用途不同的机器人。2开发新型结构，如开发微动机构保证动作精度；开发多关节、多自由度的手臂和手指；研发新型的行走机构，以适应各种作业需要。3研制各种传感检测装置，如视觉、触觉、听觉和测距传感器等，用传感器获取有关工作对象和外部环境信息，来完成模式识别，并采用专家系统进行问题求解，动作规划，采用微机控制。机器人是现代科学发展的结果之一，它以机械工程学、控制工程学、计算机工程学、生命科学等技术为基础的综合性系统技术。工业机器人正在向智能机器人的方向发展。它的发展涉及材料、动力、通信和控制诸多方面。生产中应用机械

16、手可以提高生产的自动化水平，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引用。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得

17、广泛的引用。 气压传动机械手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:介质提取极为方便，输出力小，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，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在30公斤以下，在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。 气动技术有以下优点: (1)介质提取和处理方便。气压传动工作压力较低，工作介质提取容易，而后排入大气，处理方便，一般不需设置回收管道和容器:介质清洁，管道不易堵存在介质变质及补充的问题. (2)阻力损失和泄漏较小，在压缩空气的输送过程中，阻力损失较小(一

18、般不卜浇塞仅为油路的千分之一)，空气便于集中供应和远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样，造成压力明显降低和严重污染。 (3)动作迅速，反应灵敏。气动系统一般只需要0.02s-0.3s即可建立起所需的压力和速度。气动系统也能实现过载保护，便于自动控制。 (4)能源可储存。压缩空气可存贮在储气罐中，因此，发生突然断电等情况时，机器及其工艺流程不致突然中断。 (5)工作环境适应性好。在易燃、易爆、多尘埃、强磁、强辐射、振动等恶劣环境中，气压传动与控制系统比机械、电器及液压系统优越，而且不会因温度变化影响传动及控制性能。 (6)成本低廉。由于气动系统工作压力较低，因此降低了气动元、辅件的材质和加工精度

19、要求，制造容易，成本较低。传统观点认为:由于气体具有可压缩性，因此，在气动伺服系统中要实现高精度定位比较困难(尤其在高速情况下，似乎更难想象)。此外气源工作压力较低，抓举力较小。虽然气动技术作为机器人中的驱动功能已有部分被工业界所接受，而且对于不太复杂的机械手，用气动元件组成的控制系统己被接受，但由于气动机器人这一体系己经取得的一系列重要进展过去介绍得不够，因此在工业自动化领域里，对气动机械手、气动机器人的实用性和前景存在不少疑虑。参考文献：1 【日】日本机器人学会，编新编机器人技术手册宗光华、程君实译，科学出版社 20072 徐元昌主编，工业机器人中国轻工业出版社 1999.83 高安邦主编

20、，新编机床电气与PLC控制技术机械工业出版社2008.24 费仁元主编，机器人机械设计和分析 北京工业大学出版社 1998.95真空吸盘的设计和应用作者:李雪梅,曾德怀,丁峰, 期刊-核心期刊2004年 第03期6吴惕华主编，机械制造自动化 中国自动化学会ASEA办公室组编 ，机械工业出版社 2006.57 孙树栋主编，工业机器人技术基础西北工业大学出版社20 毕业设计说明书题 目 锯 片 磨 床 机 械 手 二九年四月二十日 摘要本课题为解决在锯片磨床或加工中心上锯片上料和卸料，实现机床无人生产，根据所要抓取物料的特点及机械手所工作的环境设计锯片磨床机械手，所设计的机械手是针对抓取锯片等类似

21、零件，要求能实现锯片上料和下料的功能，并且要求结构简单，使该机械手设计成为此类（抓取薄锯片零件）中最经济的机械手，它能改善工人的劳动条件，减轻工人的劳动强度，显著地提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识，拟定机械手的总体方案，完成机械手重要零件的选型、完成机械手驱动系统及基于PLC对机械手的控制。并绘制总装图和必要的零部件图。关键词：工业机械手 结构 气动 控制系统 AbstractThis topic is to solve the matter that saw blades are retrieving and du

22、mping in the saw blade grinder or machining center，so the machines can product by themselves . according to the trait of the grabbing materials and the enviroment where the magic hand work,we design the magic hand of saw bland grinder.The magic hand to design direct toward grab the saw blade parts a

23、nd the analogy.The fuction of this magic hand is retrieving and dumping the saw blades.the Structure need to be simple. This magic hand we will design will be the most ecomonical hand in the hand of the grabbing the saw blade parts.it can improve the working condition,allievite the working strength,

24、increase the labor productivity dramatically,speed up the pace of the industry to mechanize and automate. Apply comprehensivly the basic theories, basic knowledge and related machine design profession knowledge, draft the overall scheme ,complete the type election of the important part in the magic

25、hand,finish the driving system of the magic hand,and the PLC-based towad controling the magic hand. At last finish the plan of the general assembly drawing,and the necessary parts drawing. Key word: Industry machine hand Structure The pneumatic Control system目录毕业设计调研报告16引言161 概述16 1.1工业机械手概述16 1.2国内

26、外发展状况17 1.3机械手的组成19 1.4机械手的分类19 1.5机械手的意义192 机械手总体设计20 2.1机械手的设计分析20 2.2总体方案拟定21 2.3机械手主要技术性能参数223锯片磨床机械手机械本体设计24 3.1 末端执行器的结构设计24 3.2 机械手手臂结构的设计28 3.3 机械手腰座结构的设计294 机械手的驱动传动部分29 4.1方案的确定29 4.2气缸的选择325 基于PLC对机械手控制系统的设计366 设计体会42参考文献43 毕业设计调研报告 随着人类进入信息时代，以计算机为核心的信息技术迅速发展和广泛应用，使传统制造业发生了巨大变化。不论是传统工业，还

27、是高科技产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所生产装备的性能、质量和运用，对国家经济的发展和技术的进步有很大的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。锯片磨床机械手是锯片生产企业为改善工人的劳动条件，减轻工人的劳动强度，提高劳动生产率，在锯片磨床或加工中心上加工锯片时配备机械手，实现锯片的上料和下料，使一个工人操作多台锯片磨床成为可能。没有配备机械手的磨床需要工人不停的跟换锯片并且锯片在加工时工人需要等待，浪费了劳动力，而在市场上，大量的机械手可以随处购买，但是专业针对抓取锯片的机械手并不多见

28、，市场上的机械手多数是通用性，价格较昂贵，故设计一只针对抓锯片的机械手是很有前景的。此机械手的设计加快实现工业生产机械化和自动化的步伐，并为专用机械手一族增贴一员。引言机械工业作为国家的基础，国民经济的基础，具有举足轻重的地位。不论是传统工业，还是高科技产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所生产装备的性能、质量和运用，对国家经济的发展和技术的进步有很大的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。作为一名机械设计制造及其自动化专业的学生，毕业设计是我们教学实践中的最后一个环节，也是最重要的一个环节

29、。它综合运用了大学四年内所学的理论知识，并结合了具体的实际要求，使我能在设计过程中对四年的所学所知有了更进一步的掌握和理解，也为以后的工作奠定良好的基础。我会尽自己最大的努力做好。1 概述1.1工业机械手概述工业机械手（以下简称机械手）是近代自动控制领域中出现的一项新技术,并且成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。而可编程逻辑控制器(PLC)由于其具有的高可靠性、编程方便、易于使用和修改、易于扩展和维护、环境要求低、体积小巧、安装测试方便等性能在工业控制中有着广泛的应用。这种新技术发展很快逐

30、渐形成一门新兴的学科机械手工程。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。机械手实物图如下图所示： 机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。机械手的迅速发展是由于它的积极作用正日益为大家所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位

31、置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。尤其在高温、高压、粉尘、噪音以及放射性和污染的场合，应用的更为广泛。因而，受到各先进国家的重视，投入大量的人力物力加以研究和应用。在我国，近几年来也有较快的发展，并取得一定的效果，受到机械工业部门的重视。1.2国内外发展状况目前工业机械手主要用于机床加工、铸造、热处理等方面，无论数量、品种和性能方面还是不能满足工业发展的需要。在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专用机械手的

32、同时，相应的发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。将机械手各运动构件，如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构以及根据不同物料的夹紧机构，设计成典型的通用机构，所以便根据不同的作业要求选择不同类型的运动机构和夹紧机构，即可组成不同用途的机械手。既便于设计制造，又便于更换工件，扩大应用范围。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。此外还应大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有触觉、视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。在国外机械制造业中工业机械手应用较多，发展较快。目前主要用于机床、横锻压力机的

33、上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。此外，国外机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。使它具有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。如位置发生稍许偏差时，即能更正并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。目前已经取得一定成绩。视觉功能即在机械手上安装有电视照相机和光学测距仪（即距离传感器）以及微型计算机。工作是电视照相机将物体形象变成视频信号，然后送给计算机，以便分析物体的种类、大小、颜色和位置，并发出指令控制机械手进行工作。触觉功能即是在机械手上安装有触觉反馈控制装置。工作时机械手首先伸出手指寻找工作，通过安装在手指内的压力敏感元件

34、产生触觉作用，然后伸向前方，抓住工件。手的抓力大小通过装在手指内的敏感元件来控制，达到自动调整握力的大小。总之，随着传感技术的发展机械手装配作业的能力也将进一步提高。将机械手各运动构件，如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构以及根据不同物料的夹紧机构，设计成典型的通用机构，所以便根据不同的作业要求选择不同类型的运动机构和夹紧机构，即可组成不同用途的机械手。既便于设计制造，又便于更换工件，扩大应用范围。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。本机械手是针对故抓取锯片实现锯片的上料和下料的专用机械手，是将机械手与柔性制造系统和柔性制作单元相结合，使机械能与锯片磨床系统相结合或

35、与加工中心系统相结合，此机械手为典型的抓取薄片大面积的机械手，同类机械手在国内和国外都已有生产，但是多数同类机械手为通用机械手，价格较昂贵，结构复制，自由度大，但是针对中小型企业，企业人员在机械手的选型时考虑机械手要完成基本的功能的同时还极力追求在机械手价格低廉，故设计一只针对锯片磨床机械手在锯片生产行业是很有前景的。同时对国内机械手市场也起到了促进的作用。1.3机械手的组成以下结机械手由构：执行机构驱动-传动机构控制系统智能系统四部分组成。1.4机械手的分类机械手一般分为三类：第一类是不需要人工操作的通用机械手。它是一种独立的不附属于某一主机的装置。它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规

36、定的操作。它的特点是具备普通机械的性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人工才做的，称为操作机。它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电讯号操作机来进行探测月球等。工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是用专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用以解决机床上下料和工件送。这种机械手在国外称为“Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动；除少数以外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。在国外，目前主要是第一类通用机械手，国外称为机器人。本课题所做的机械手是属于第三类机械手。1.5机械手的意义随着科学技术的发展，机

37、械手也越来越多的地被应用。在机械工业中，铸、焊、铆、冲、压、热处理、机械加工、装配、检验、喷漆、电镀等工种都有应用的实例。其他部门，如轻工业、建筑业、国防工业等工作中也均有所应用。在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下：1.5.1提高生产过程中的自动化程度应用机械手有利于实现物料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。1.5.2 改善劳动条件，避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作

38、业，使劳动条件得以改善。在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。1.5.3 可以减轻人力，并便于有节奏的生产应用机械手代替人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床的综合加工自动线上，机械手以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。由上所述，有效的应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。2 机械手总体设计2.1机械手的设计分析锯片磨床机械手所要达到的功能：所设计的机械手是锯片在锯片磨床上或加工中心上加工时，完成锯片的上料和下料。1.作

39、业对象的分析：锯片的尺寸（直径250mm-500mm），厚4mm 材料：合金钢 锯片示意图：2.机床尺寸及作业范围的确定本机械手设计以加工中心工作台尺寸为设计依据，该机械手设计成可拆卸式，即可安装在加工中心上，也可安装在锯片磨床等其他类似尺寸的机床实现锯片的上下料加工中心工作台示意图如下图所示：实地调查加工中心工作台，其四个角落都可安装机械手，机械手总体高度在850mm，砂轮离锯片夹具的空间在50mm左右，即设计机械手时上下移动量要控制在30mm左右。锯片夹具体离可安装机械手的位置范围在800mm左右。2.2总体方案拟定（1）方案一：考虑用一只机械手安装在加工中心工作台，靠前门位置的左或右角落

40、。以靠门右角落为例，机械手要完成取料搬运下料返回（等待加工完成）空运转取料搬运下料返回。等待时间及空运转降低了工作效率，将锯片分成三个区：未加工的锯片放入毛坯区，正在加工的锯片的工作区称为工作区，已加工的锯片放入已加工区。若将三个区从左往右安排如图所示，此设置直观，不妨碍人员观察检验工作情况，但一只机械手的行程就加长，整个送料过程稳定性要求高，所驱动的手臂也过长，手臂要走很长的直线路程，即要设计成直角坐标型如图，驱动所需的力及驱动方式都将变得困难。（2）方案二：考虑到上述方案中，机械手手臂过长的问题，将机械手设计成圆柱坐标型。其手臂长度不变。锯片的三个区分布在以机械手安装的位置为中心，手臂为半

41、径的弧线上如图所示：注：工作台可以左右前后移动。这种设计虽然解决了机械手的行程过长的问题，整只机械手占据空间范围小，但是锯片的已加工区分布在靠门位置，不利于人员观察，一只机械手即要完成（毛坯区）上料（工作区）下料（空运转至毛坯区）等待（空运转至工作区）上料（已加工区）下料，机械手路程来回复杂，机械手位置精度要求变高所驱动各种运动的驱动部件变多，控制方式也将变的复杂。（3）方案三：考虑到上述两个方案的利弊，我们考虑用两只机械手分布在加工中心两个角落，一只机械手负责上料，另一只机械手负责下料，机械手分工明确。两只机械手都分别安装在工作台后部的左角落和右角落。锯片的三个区分部在工件台中心如图所示，上料机械手要完成（毛坯区）上料（运载锯片）回转（工作区）下料空载返回。下料机械手要完成空载回转（工作区）取料（运载锯片）回转（已加工区）下料为使机械手提高效率，上料机械手收到下料手取物料时的信号就启动，两只机械手时间相互嵌套，降低总运行时间。第三个方案两只机械手分工明确，每只机械手都有上料与下料的过程，两只机械手可以做成相同的机械本体，只要对机械