目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1课题背景及目的 (1)1.2本课题研究的意义 (1)1.3自动上下料机构的组成分类及特点 (2)第二章总体设计方案 (3)2.1机械手设计要求 (3)2.2动作要求分析 (4)2.3机械手的基本形式 (4)2.4机械手材料的选择 (5)2.5自动上下料机构布局拟定 (5)2.6驱动方式的选择 (7)2.7 CK6140型数控车床的主要参数 (8)第三章机械手结构设计 (9)3.1手部的设计 (9)3.1.1手部的概述 (9)3.1.2机械手部的典型结构 (9)3.1.3手爪设计原则 (12)3.1.4机械式手爪设计 (12)3.1.5手部驱动力计算 (13)3.2臂部的设计 (16)3.2.1手臂的常用机构 (17)3.2.2手臂设计原则 (17)3.2.3臂部驱动力计算 (18)3.3机身的设计 (21)3.3.1机身的整体设计 (21)3.3.2机身回转机构的设计计算 (24)3.3.3机身升降液压缸的设计计算 (26)第四章机械手的运动分析 (33)4.1液压缸的设计选择 (33)4.2 机械手的手爪的运动 (34)4.3 机械手的臂部的运动 (34)4.4 机械手的整体运动分析 (34)总结 (36)致谢 (37)参考文献 (38)摘要本课题主要进行生产线轴套类零件自动上下料机构设计，该设计属于机械手的一部分，生产线轴套类零件自动上下料机构是在机械化、自动化生产过程中发展的一种新型装置，实现了胚料的抓取、自动定位、夹紧以及工件的回放。
机械手能代替人类重复完成枯燥危险的工作，提高劳动生产力，减轻人的劳动强度。
该机构涵盖了位置控制技术、可编程序控制技术、检测技术等。
本课题设计的液压机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样。
根据工件的变化及生产技术的要求随时更改相关参数，可代替人工在高温危险区进行作业。
关键词：机械手轴套类零件自动上下料机构提升旋转ABSTRACTThis topic mainly production spool and sleeve type parts automatic feeding mechanism design. The design is part of the manipulator, the production spool and sleeve type parts automatic feeding mechanism is the development of mechanization and automation of the production process of a new type of device to achieve the blank to grab, automatic positioning, clamping and workpiece playback. Mechanical hand can replace the human to complete the boring work, improve labor productivity, reduce labor intensity. The organization covers the position control technology, programmable control technology, detection technology, etc.. This topic design of the hydraulic manipulator can grasp the object in space, flexible and diverse movements. According to the change of workpiece and production technology requirements at any time to change the relevant parameters, can be used to replace manual work in the high temperature danger zone.Key words：mechanical hand, automatic loading and unloading mechanism, lifting, rotation全套图纸，加QQ:2252213899第一章 绪论1.1课题背景及目的纵观目前我国的发展情况,如果把万能车床改成自动或半自动机床，那么就能充分发挥万能机床的潜力,这对制造业的生产无疑是有重大意义的。
机床的自动上下料机构,是制造车间里重要的组成部分。
于是，该机构应该与自动机床和自动线一起设计。
在自动化加工的装配生产线中,能自动完成将工件向加工或装配机械供给并上下料的机构，称为自动上下料机构。
自动上下料机构就是为完成让毛坯自动地选择加工位置，准确的定位、夹紧以及取下加工完的零件所必须的许多功能的总和。
有关数据显示，在工件的加工装配过程中，工件的供给、上料、下料及搬运等工序所需要的费用很多，约占全部费用的31，所费的工时也约占全部工时的32以上，并且绝大多数的事故都发生在这些工序中。
而对一些工业相比较发达的国家来说，自动上下料机构大量存在于各类制造业中，自动化的生产过程不但提高了生产率，解放了劳动力，而且对提高产品质量，降低成本，促进产业结构优化起到了一定的积极作用。
伴随着工业自动化的全面发展和科学技术的不断提高，人们对生产工件的效率也有了新的期盼。
人力工作显然已经满足不了工业自动化的要求了，所以，我们必须开发新的设备自动生产以取代人的劳动，满足工业自动化的需求。
其中，机械手是自动化发展过程中的重要产物之一。
在机械工业中，自动上下料机构的意义可以概括如下：1、提高生产过程中的自动化程度它有利于完成材料的传送、工件的调整、刀具的替换以及零件的装配等的自动化程度，从而大大地提高了生产率，降低了工业成本。
2、改善劳动条件，避免人身事故在高温、高压、低压、有灰尘、噪声、有放射性或者其他毒性污染的场合中，工人无法正常工作，而应用自动上下料机构就可以排除环境的不利影响，轻松的完成需要的工作，从而避免了不必要的人身事故的发生。
3、减轻人力，并便于有节奏的生产总体来说，合理的利用自动化上下料机构，是工业发展的必经之路。
1.2本课题研究的意义（1）通过对轴套类零件自动上下料机构的设计，使我们对大学期间学过的知识进行了复习和回顾；（2）使我更深入的学习了液压缸和PLC的有关知识；（3）增强了自我学习，自我解决问题的能力。
1.3自动上下料机构的组成分类及特点⑴自动上下料机构的类型自动上下料机构可用于各种机床，它可分为料斗式自动上下料机构、料仓式半自动上下料机构。
料斗式自动上下料机构用于形状简单、尺寸较小、重量较轻的工件，如小型轴、套、销、环类零件，工件在装料容器中不需要固定位置，由抓取机构来自动排列和送出。
而料仓式半自动上下料机构则用于尺寸和重量较大或形状较复杂而自动排列困难的工件，或需要工序时间较长的工件，如连杆、齿轮、曲轴等，工件由工人在料仓中排列好，然后就可以自动送出了。
⑵自动上下料机构的组成自动上下料机构的组成如表1-1所示：表1-1 自动上下料装置组成表第二章总体设计方案2.1机械手设计要求轴套类零件的加工是生产过程中的重要组成部分，机械手要实现的就是降低非切削处理的时间，提高生产率，从而提高机器乃至整个生产线的效率。
自动上下料机构相对来说比较复杂，多个零件之间的协调行动，因此需要自动上下料机构灵活、准确、精度高。
机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统等三部分组成，它们之间的关系如图2-1所示：图2-1 机械手的组成方框图2.2动作要求分析动作一：送料动作二：预夹紧动作三：手臂上升动作四：手臂旋转动作五：小臂伸长动作六：手腕旋转图2-2 机械手动作简易图2.3机械手的基本形式机械手的机械组成部分可以当作是由一些连杆依靠关节组合起来的。
机械手有两种关节，即转动关节和移动关节。
连杆和关节的组装可以有不同的坐标形式，共有四种：直角坐标形式，圆柱坐标形式，球坐标形式，关节坐标形式。
各坐标形式如图2-3所示：图2-3 机械手的基本形式由于本课程设计主要针对数控车床的上下料机构，需要实现的功能是胚料的抓取、自动定位、夹紧和工件的回放，机械手的运动方式有：伸缩、升降、旋转。
因此，本次设计选择圆柱坐标式机械手更为合理，相应的机械手具有三个自由度。
圆柱坐标形式的机械手除了简单的“抓--放”作业外，还可以用在很多其它的地方。
圆柱坐标形式的机械手的结构比较紧凑，在垂直方向和径向有两个往返运动，定位精度很高。
在本次课程设计中，当料台上放置一个轴套类零件时，机械手的手臂在伸缩液压缸的驱动下伸长，手爪在液压缸活塞的驱动下张开，夹紧工件。
然后升降液压缸启动，手臂上升一定高度后，机械手在旋转液压缸的驱动下，逆时针旋转180°。
这样，机械手臂就指向了数控机床的主轴方向，然后将工件放在车床的相应位置，接着，液压缸的活塞回拉，手爪松开，机械手臂缩回，并且降到一个核实的位置。
数控机床加工完成之后，机械手臂上升、伸长，夹取工件，然后车床上的三爪卡盘松开，机械手臂再次旋转180°之后，将已经加工好的工件放在料台上，接着，手爪松开、缩回、下降，回到原始位置。
至此，一个完整的自动上下料过程完成了。
2.4机械手材料的选择机械手的材料应该根据自动上下料机构的工作条件来决定，以此来满足机械手的设计和制造要求。
从设计的角度分析，机械手需要移动，完成各种动作，首先它要满足重量轻以便于移动。
另外，在工作过程中，手臂会产生振动，这就是的运动精度下降。
因此，它的材料、硬度、刚度、弹性模量的选择都要认真考虑。
本课程设计的机械手，没有承受高的负载，也不需要高的弹性模量和强度，结合材料成本、加工及其他因素来分析，初步选定此机械手的材料为45钢。
2.5自动上下料机构布局拟定根据生产机构的布局，自动上下料机构的位置分布图有以下三种：（1）机械手放在车床与料台中间图2-4 机械手放在车床与料台中间的布局（2）桁架形式图2-5 桁架形式的布局（3）输送线与机床有一定夹角的布局图2-6 输送线与机床有一定夹角的布局对于桁架形式的布局来说，每一台机床前的立柱必不可少，以用来支撑机械手，并且机械手沿着水平方向移动时，驱动的要求复杂，而且成本高，因此不提倡采用。
对于有夹角的布局，虽可以实现对工件的抓取和回放，却仅适用于普通车床，适合对象范围小，占地还大，手臂的运动多且复杂，不提倡采用。
机械手放在车床与料台中间的布局，针对数控车床自动上下料，车床与料台平行布置，机械手在中间位置，相比较而言，这个方案在可以完成任务的情况下，成本相对较低，所占用的空间也比较小，简单易行，且执行速度起来效率更高，所以本次设计采用此方案。