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1、摘 要机械手是工业制造上不可缺少的一部分，作灵活、运动惯性小、通用性强、能抓取靠近机座的工件，并能绕过机体和工作机械之间的障碍物进行工作，这些优点就是机械手能够快速良好发展的根本，机械手能够代替人力，更能够准确的去完成工作。在现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。专用机床是大批量生产自动化的有效的办法；控制机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化,工业机械手就是为实现这些工序的自动化而生产的。机械手是能够模仿人体上肢的
2、部分功能，可以对其进行自动控制使其按照预定要求输送制品或操持工具进行生产操作的自动化生产设备。通过对卧式加工中心生产线的加工布局的分析，确定了桁架机械手输送的方案，即桁架机械手输送缸体的输送程序，输送方法和桁架机械手的结构；实现了桁架机械手在专机输送上的应用，达到了快速，柔性输送缸体的目的，提高了机床的性能、可靠性、和自动化程度；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；生产节拍全套图纸，加153893706ABSTRACT Manipulator is an integral part of industrial manufactur
3、ing, flexible, small motion inertia, high universality, can grab workpiece near the base, and can work around an obstruction between the body and working machinery, these advantages is fundamental for the development of a manipulator can quickly good, robots can replace human, can more accurate to g
4、et the job done. In the modern industry, the production process of mechanization, automation has become a prominent theme. Chemical industry such as the continuity of the production process automation has been basically solved. Special machine tool is a effective way to mass production automation; C
5、ontrol machine tools, CNC machine tools, machining center and automation machinery is effective important way to solve the many varieties of small batch production automation. But in addition to cutting process itself outside, still have a lot of loading and unloading, handling, assembly, etc., subj
6、ect to further realize the mechanization, industrial robots is to realize the automation of these processes and production. Manipulator is part can imitate human body upper limb function, and can automatically control the products or running tools according to the predetermined requirement for the o
7、peration of automated production equipment. Through the analysis on machining layout of Horizontal machining center production line,set the plan to use gantry robot for material transfer,i.e. transfer sequence,transfer method and structure of gantry robot so as to realize the use of gantry robot in
8、material transfer of special purpose machine,achieve the aim of quick and flexible cylinder block transfer,improve the performance,reliability and automation level of the machine,as well as completely solve the problem of long cycle time of Horizontal machining center production lineKey words：Horizo
9、ntal machining center production line；gantry robot；servo drive；cycle time目 录摘 要1ABSTRACT2目 录3第1章 绪论41.1毕业设计的目的41.2毕业设计的基本要求51.2.1毕业设计的知识储备要求51.2.2毕业设计的软件技能要求51.2.3毕业设计的课题要求51.3 对毕业设计课题的认识51.3.1对创新设计的认识51.3.2机械手的分类61.3.3对机械手发展的认识91.3.4对上下料机械手的认识9第2章 问题的提出112.1 问题的提出112.2 问题的解决11第3章 产品设计123.1设计任务123.1
10、.1 设计要求123.1.2 产品设计参数123.2设计过程123.2.1桁架机械手的整体布局123.2.2桁架机械手的工作过程设计143.2.3桁架机械手的设计143.2.4 Y轴驱动及导向设计193.2.5心杆驱动系统设计203.2.6优势和局限性21第4章 双工位桁架机械手224.1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
11、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
12、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
13、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
14、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
15、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
