卧式加工中心生产线桁架机械手设计文档格式.docx

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从根本上解决卧式加工中心生产线的生产节拍长的难题。

关键词：

卧式加工中心生产线；

桁架机械手；

伺服驱动；

生产节拍

ABSTRACT

Manipulatorisanintegralpartofindustrialmanufacturing,flexible,smallmotioninertia,highuniversality,cangrabworkpiecenearthebase,andcanworkaroundanobstructionbetweenthebodyandworkingmachinery,theseadvantagesisfundamentalforthedevelopmentofamanipulatorcanquicklygood,robotscanreplacehuman,canmoreaccuratetogetthejobdone.Inthemodernindustry,theproductionprocessofmechanization,automationhasbecomeaprominenttheme.Chemicalindustrysuchasthecontinuityoftheproductionprocessautomationhasbeenbasicallysolved.Specialmachinetoolisaeffectivewaytomassproductionautomation;

Controlmachinetools,CNCmachinetools,machiningcenterandautomationmachineryiseffectiveimportantwaytosolvethemanyvarietiesofsmallbatchproductionautomation.Butinadditiontocuttingprocessitselfoutside,stillhavealotofloadingandunloading,handling,assembly,etc.,subjecttofurtherrealizethemechanization,industrialrobotsistorealizetheautomationoftheseprocessesandproduction.Manipulatorispartcanimitatehumanbodyupperlimbfunction,andcanautomaticallycontroltheproductsorrunningtoolsaccordingtothepredeterminedrequirementfortheoperationofautomatedproductionequipment.

ThroughtheanalysisonmachininglayoutofHorizontalmachiningcenterproductionline,settheplantousegantryrobotformaterialtransfer,i.e.transfersequence,transfermethodandstructureofgantryrobotsoastorealizetheuseofgantryrobotinmaterialtransferofspecialpurposemachine,achievetheaimofquickandflexiblecylinderblocktransfer,improvetheperformance,reliabilityandautomationlevelofthemachine,aswellascompletelysolvetheproblemoflongcycletimeofHorizontalmachiningcenterproductionline．

Keywords：

Horizontalmachiningcenterproductionline；

gantryrobot；

servodrive；

cycletime

目录

摘要1

ABSTRACT2

目录3

第1章绪论4

1.1毕业设计的目的4

1.2毕业设计的基本要求5

1.2.1毕业设计的知识储备要求5

1.2.2毕业设计的软件技能要求5

1.2.3毕业设计的课题要求5

1.3对毕业设计课题的认识5

1.3.1对创新设计的认识5

1.3.2机械手的分类6

1.3.3对机械手发展的认识9

1.3.4对上下料机械手的认识9

第2章问题的提出11

2.1问题的提出11

2.2问题的解决11

第3章产品设计12

3.1设计任务12

3.1.1设计要求12

3.1.2产品设计参数12

3.2设计过程12

3.2.1桁架机械手的整体布局12

3.2.2桁架机械手的工作过程设计14

3.2.3桁架机械手的设计14

3.2.4Y轴驱动及导向设计19

3.2.5心杆驱动系统设计20

3.2.6优势和局限性21

第4章双工位桁架机械手22

4.1双工位桁架机械手的思考22

总结23

参考文献24

致谢25

第1章绪论

1.1毕业设计的目的

大学生活就要结束在即，毕业设计就是完整的大学生活的句号。

毕业设计可以检验我们大学生活的学习情况，可以让我们回顾学过的知识，还可以解决实际中的问题。

当然从中找到自己在学习中的不足，以便查缺补漏，使我们能在激烈的社会竞争中占一席之地。

毕业设计是大学生毕业前必须完成的实践性教学环节，是实现大学本科学生培养目标和要求的重要手段，是培养学生综合运用所学专业的基础理论、专业知识和基本技能、分析、解决理论和实际问题的能力和科研能力的重要方法，也是学生理论联系实际、走向工作岗位前的一次综合训练和考核。

在21世纪的今天，全国高校全面推行的素质教育以提高大学生综合素质为根本宗旨，以培养学生创新精神和实践能力为根本任务，毕业设计是大学教学改革和全面推行素质教育不可缺少的重要内容，是大学生发挥潜能、培养自身创新思维的必要课堂。

因此必须站到新的高度。

用新的观点去看待、重视和研究它、采取合理有效的措施实现毕业设计目标。

毕业设计还能极大地提高我们的工作能力，在指导老师的悉心指点下，在和同学的学术交流中，在自身的锻炼学习中，工作能力、与人合作的能力和自我学习能力都会得到锻炼与提高。

毕业设计最终是一种考核方式，在未来的工作岗位上，各种各样的考核会让我们百炼成钢，而毕业设计就是这样的一次考核。

它对我们的知识面、掌握知识的深度、运用理论结合实际去处理问题的能力、实验能力、外语能力、计算机能力、绘图能力书面及口头表达能力进行一次最综合的考验。

我们能在这次考核中体味职场的压力和魅力，也能发现自己的不足，尽快的去解决或在以后的工作和学习上扬长避短。

这半年是作为学生的最后半年，回顾四年生活，知识日积月累，经验随着知识水涨船高。

但都是在跟随老师学习已有的知识，现在看着自己设计出来的作品，唏嘘不已。

在这个过程中特别感谢指导老师的谆谆教导，对作品进行修改、改进。

才有了如今的成果。

所以，毕业设计是我们对大学生活说的一句再见，是大学生活对于我们的一次总结。

让我们自信满满地面对社会、打拼明天。

1.2毕业设计的基本要求

1.2.1毕业设计的知识储备要求

熟练掌握《机械设计》、《机械原理》、《理论力学》、《机械制图》、《液压与气压传动》等相关机械基础课程。

搜集有关机械手的结构设计，了解机床加工中心组成、设计标准，运动参数等的资料。

了解桁架机械手并参观实体，对其结构要明白其中原理，搜索各种不同形态的机械手的尺寸参数、功能特性等有关资料。

1.2.2毕业设计的软件技能要求

熟练掌握AutoCAD绘图软件，并能利用其完成对二维平面图图纸的设计和绘制。

熟练掌握Word文档、Powerpoint等办公软件的使用。

1.2.3毕业设计的课题要求

1．根据整体布局，完成桁架机械手的机构设计，并作出二维图纸。

2．阐述桁架机械手的工作过程。

3．撰写桁架机械手结构设计过程，计算运动参数。

1.3对毕业设计课题的认识

1.3.1对创新设计的认识

创新设计是在设计中采用新的技术手段、技术原理和非常规的方法进行设计，以满足市场需求，提高产品的竞争能力。

高新技术产品的生产大都具有小批量、多品种、多规格、生产工艺复杂、工作条件或环境特殊等特点，因而对一些高新技术机械产品的设计往往不能沿用传统产品设计的老一套方法，需要有针对性地进行创新性设计。

创新性设计强调技术要素、才能要素、方法要素。

创新设计体现了人们依据社会需要，运用科学技术原理，创造性地构思产品的完整思维过程。

任何一种设计都离不开创新，工业设计领域中，无论是对传统产品的改进性设计，还是对新产品的开发性设计都需要创新.我们此次设计的主题，桁架机械手的设计也包涵着诸多的创新成分。

1.3.2机械手的分类

工业机械手有多种分类方式，如按坐标形式分类、按驱动方式分类、按控制方式分类、按性能指标分类、按发展程度分类等，本文只介绍前两种分类方式。

一、按坐标形式分类

通常机械手根据坐标形式的不同可分为直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型以及关节坐标型。

（1）直角坐标型机械手

这一类机械手其手部空间位置的改变通过沿三个互相垂直的轴线的移动来实现，即沿X轴的纵向移动，沿Y轴的横向移动及沿Z轴的升降。

该形式机械手的位置精度高，控制简单、无耦合，蔽障性好，但结构较庞大，动作范围小，灵活性差，难与其他机器人协调；

移动轴的结构较复杂，且占地面积大。

（2）圆柱坐标型机械手

这种机械手通过两个移动和一个转动实现手部空间位置的改变。

圆柱形坐标机械手的位置精度仅次于直角坐标型，控制简单，壁障性好，但结构也较庞大，难于其他机器人协调工作，两个移动轴的设计较复杂。

（3）球坐标型机械手

这类机械手的运动由一个直线运动和两个转动所组成，即沿手臂方向X的伸缩，绕Y轴的