连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究

连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究

连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究

近年来，随着制造业的发展，机器人技术在生产线上扮演着越来越重要的角色。特别是对于连续冲压工艺而言，自动上下料机器人成为不可或缺的设备。本文将对连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究进行探讨。

首先，我们需要了解连续冲压工艺的基本原理。连续冲压是一种高效率的冲压工艺，可连续加工金属材料，极大提高了生产效率和产品质量。然而，由于其高速和高频率的操作，传统的人工上下料已不能满足要求，因此需要引入自动化设备。

在结构设计方面，连续冲压自动上下料机器人需要满足以下要求：1. 稳定性和刚度性。由于冲压过程中存在冲压力、震动等外部力和因素的影响，机器人需要具备良好的稳定性和刚度性，以确保上下料的准确性和稳定性。2. 灵活性和适应性。由于不同产品的连续冲压需求会有所不同，机器人需要具备一定的灵活性和适应性，以满足不同尺寸和形状产品的自动上下料需求。3. 操作简便性。机器人的操作需要简单易学，可以通过人机交互界面进行操作，提高操作人员的工作效率。

基于以上要求，我们设计了一种基于六自由度机械臂的连续冲压自动上下料机器人。该机器人结构主要由机械臂、控制系统和上下料工具组成。机械臂采用六自由度设计，可以进行多样化的动作，满足不同产品的上下料需求。控制系统通过各个关节的电机控制，实现机械臂的精准运动控制。上下料工具可以根据不同产品进行更换，以满足不同尺寸和形状产品的上下料需求。

接下来，我们进行了连续冲压自动上下料机器人的仿真研

究。通过使用Solidworks等CAD软件对机器人进行三维建模，模拟机械臂的运动轨迹和工作空间。同时，通过使用MATLAB

等仿真软件，对机器人的控制系统进行仿真，验证控制算法的可行性和准确性。仿真结果显示，机器人在进行连续冲压自动上下料过程中，具备较好的上下料精确性和稳定性，满足了工艺要求。

综上所述，连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。通过合理的结构设计和仿真研究，可以提高自动化设备的运作效率和稳定性，满足不同尺寸和形状产品的上下料需求。此外，该研究还为其他领域的机器人应用提供了借鉴和思路。随着技术的不断发展，连续冲压自动上下料机器人的研究仍有许多待完善之处，我们希望通过不断的研究和改进，为制造业的发展做出更大的贡献

综合以上内容，连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。通过合理的结构设计和仿真研究，可以实现机器人的多样化动作，满足不同产品的上下料需求。控制系统的精准运动控制确保了机器人的上下料精确性和稳定性。此外，该研究为其他领域的机器人应用提供了借鉴和思路。虽然还有待完善之处，但通过不断的研究和改进，连续冲压自动上下料机器人将为制造业的发展做出更大的贡献

连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究

连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究 连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究 近年来，随着制造业的发展，机器人技术在生产线上扮演着越来越重要的角色。特别是对于连续冲压工艺而言，自动上下料机器人成为不可或缺的设备。本文将对连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究进行探讨。 首先，我们需要了解连续冲压工艺的基本原理。连续冲压是一种高效率的冲压工艺，可连续加工金属材料，极大提高了生产效率和产品质量。然而，由于其高速和高频率的操作，传统的人工上下料已不能满足要求，因此需要引入自动化设备。 在结构设计方面，连续冲压自动上下料机器人需要满足以下要求：1. 稳定性和刚度性。由于冲压过程中存在冲压力、震动等外部力和因素的影响，机器人需要具备良好的稳定性和刚度性，以确保上下料的准确性和稳定性。2. 灵活性和适应性。由于不同产品的连续冲压需求会有所不同，机器人需要具备一定的灵活性和适应性，以满足不同尺寸和形状产品的自动上下料需求。3. 操作简便性。机器人的操作需要简单易学，可以通过人机交互界面进行操作，提高操作人员的工作效率。 基于以上要求，我们设计了一种基于六自由度机械臂的连续冲压自动上下料机器人。该机器人结构主要由机械臂、控制系统和上下料工具组成。机械臂采用六自由度设计，可以进行多样化的动作，满足不同产品的上下料需求。控制系统通过各个关节的电机控制，实现机械臂的精准运动控制。上下料工具可以根据不同产品进行更换，以满足不同尺寸和形状产品的上下料需求。 接下来，我们进行了连续冲压自动上下料机器人的仿真研

究。通过使用Solidworks等CAD软件对机器人进行三维建模，模拟机械臂的运动轨迹和工作空间。同时，通过使用MATLAB 等仿真软件，对机器人的控制系统进行仿真，验证控制算法的可行性和准确性。仿真结果显示，机器人在进行连续冲压自动上下料过程中，具备较好的上下料精确性和稳定性，满足了工艺要求。 综上所述，连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。通过合理的结构设计和仿真研究，可以提高自动化设备的运作效率和稳定性，满足不同尺寸和形状产品的上下料需求。此外，该研究还为其他领域的机器人应用提供了借鉴和思路。随着技术的不断发展，连续冲压自动上下料机器人的研究仍有许多待完善之处，我们希望通过不断的研究和改进，为制造业的发展做出更大的贡献 综合以上内容，连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。通过合理的结构设计和仿真研究，可以实现机器人的多样化动作，满足不同产品的上下料需求。控制系统的精准运动控制确保了机器人的上下料精确性和稳定性。此外，该研究为其他领域的机器人应用提供了借鉴和思路。虽然还有待完善之处，但通过不断的研究和改进，连续冲压自动上下料机器人将为制造业的发展做出更大的贡献

自动下料机机械结构设计分析

自动下料机机械结构设计分析 摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，电子等轻工业快速发展，各大企业开始大力发展自动生产技术，工业自动化技术迎来蓬勃的发展时期。一些企业完成了从以人力资源为主到以设备为主的转型升级，甚至是无人车间的升级。极大的提高了生产效率和生产质量。其中，生产线的自动上下料成为了生产中的重要环节，其机械结构设计性能、速度等是否能满足生产要求，成为了技术关键。为此，本文通过对自动下料机各项基本技术参数的设定进行探讨，为下料机器人系统提供了设计依据，仅供参考。 关键词：工业自动化；自动下料机；机械设计 引言：在大多数自动化程度较高的生产企业，自动下料机以及相关技术应用的已经十分广泛。一般情况下，自动下料机，包括识别定位结构、搬运结构、平面移动机构、搬运升降机构等，通过各部分的协同工作，最终实现产品自动下料的功能，节省了人力成本，提升生产效率，方便维护保养，从而为企业生产带来了更高的效益。 1 自动下料机的基本工作要求 一般情况下，在一条自动话生产线中，自动下料机是最后一台设备，这里就要看如何来定义自动下料机，是指最终完成的产品离开生产线，还是在生产中各环节的半成品从一个工位转移到另一个工位的过程，都可以称位自动下料，只不过前者一般是独立的设备，而后者一般是实现某种工艺的设备上的一个结构，其实，自动下料机的发展也是从简单的下料机构衍生而来的[1]。 2 自动下料机机械设备主要结构 2.1 动力系统 需要动力系统提供的驱动力来实现方向的平移和材料的夹取或者吸取工作。动力系统是自动下料机整机的核心部分，就像人的心脏一样，而区别在于，心脏

只有一个，但是自动下料机设备的动力可能有许多个，一般情况下，如果自动下料机设备的结构比较简单，通常有x或y与z两个方向的运动，其中每个方向的运动都需要单独的动力进行驱动，除此之外，一般还有一个拿取和松开的动作，也需要有动力系统提供其抓起的力量，综上所述，几台结构如此简单的自动下料机设备也包括了三个动力，如果有一些其他的要求或者动作复杂一些，要对动力源进行适当的增加[2]。 在如今的生产企业中，一般用到的动力源分为气动和电动两部分，如果需要提供更大的力，还会用到液压的部分，这里不做赘述，气动和电动是现如今用到的最广泛的两种动力源，其优点在于传递方便、稳定。 2.2 传送系统 在一台全自动下料机设备中，必然会存在传递系统，通过动力系统提供的动力，将所需要运送的产品从A处，搬运到B处，实现产品在空间上的移动，在设计传动系统是，工程师首先要确定采用的形式，是通过气动传递，还是通过电动传递，此时要结合所搬运产品的类型，负载的大小、实际要求的速度、精度等诸多参数进行计算，通过得到的具体数据结合实际工况进行选择，要确定设备运行时的环境，在选择传动方式时要酌情处理，避免出现因为应用场合不合适造成的设备故障，或者选择了过高标准的零部件造成的经济浪费。 2.3 抓取系统 此系统也是自动下料机设备必不可少的系统之一，前文提到，动力系统提供动力，传递系统实现空间中的位移，抓取系统的功能就是将所需搬运的材料固定到传动系统上，使材料随着传递系统一起运动，实现材料或者产品的移动，抓取系统一般采用气动方式，根据所需要搬运的产品的不同搭配不同的结构，从而实现材料的搬运。 2.4 辅助系统 从理论上来说，上述的三个系统已经能够完成材料下料搬运的全部动作，但是在实际生产中，往往会有一些其他的需求，或者增加一些执行机构来辅助设备

自动上下料工作站仿真系统设计

自动上下料工作站仿真系统设计 摘要：由于生产效率低、劳动强度高、安全防护不足，传统机械加工行业正 在逐步被灵活的制造系统所取代，该系统将材料处理、传输、加工和检测相结合。柔性制造系统是指柔性制造系统(FMS)，它由统一的信息控制系统、材料仓库和 运输系统以及一组数字控制的加工设施组成，能够适应加工对象的改造。它通过 传输系统连接到一些设备，包括工业机器人、数控机床、传输链、三维轴承、RFID等。该系统通过工业机器人将工件发送到各种加工设备，使工件加工准确、 快速、自动。工业机器人作为FMS系统的重要组成部分，是将传统制造业升级为 智能制造业的不可替代的重要设备。机床装卸机器人代替工作，与数控机床合作 实现零件装卸、清洁、抛光、工件包络等加工过程中的工作，大大节约了人工成本，有效降低了生产过程中对人类安全的隐患，提高了生产效率。随着工艺效率 的不断提高，越来越多的制造商将工业机器人引入实际生产。本文在此基础上研 究了工业机器人自动装卸工作台仿真系统的设计，以供参考。 关键词：工业机器人；自动上下料工作站；仿真系统设计 引言 工业自动化生产中，随着工资生产成本的不断增加，工业机器人承担着越来 越重要的任务。工业机器人主要用于需要重复、重、复杂运动的情况下的自动生产，例如b .装配、装卸、处理等。就在需要极大灵活性和高速的情况下，工业 机器人技术正在得到广泛应用。 1工作站系统 工业机器人的自动装卸工作台由工业机器人、数控机床、导轨、输送链、开 关柜等设备组成。工作站需要工业机器人取料输送链提供的坯件，自动装卸四台 数控机床。成品通过送料带运送，毛坯和成品按照4×4图案堆放。在工作站运 行期间，无需进行实时手动输入和填充。

基于PLC的上下料机械手结构设计

基于 PLC的上下料机械手结构设计 摘要：工业4.0时代是智能制造时代，数字化、网络化和智能化将会是未来 机械制造行业的核心竞争力。目前，很多中小企业的冲压程序还是以人工方式为主，这将会在未来的竞争中被淘汰。因此，本文对基于PLC技术的自动上下料的 机械手结构进行了设计，希望能够为中小企业智能制造的转型升级提供一定的建议。 关键词：PLC；上下料机械手；自动化设计；智能制造 一、引言 机械手是机器人的核心装置，抓取、转移或操作工具等功能都由其来实现， 涉及到力学、运动学、动力学、计算机等多个学科。机床上下料是一项高强度、 高精度和具有危险性的周期重复性工作，毋庸置疑，人工操作会带来低生产效率，高劳动强度，产品的不稳定性和安全隐患。而机械手上下料可以实现在噪音、高 温和危险环境下稳定、重复和连续作业，确保动作准确，定位精确，因此在未来 工业生产中，将会逐渐代替人工。 二、应用环境和设计要求 （一）应用环境 冲压机床是本设计的主要应用环境，主要用于钣金零件的冲压加工，多台机 床组成了冲压生产线，因为冲床配了足够的中转台，因此在设计中只考虑机械手 的性能。上下料机械手的操作比较简单，快速定位，完成冲压的物料转移。因此，要求机械手具有承压能力，要将部件精确地送到冲床台，在冲压床完成工作之后 要及时将物料转移。同时机械和物料之间要实现独立作业，确保生产效率每分钟 超过10件。此外设计还应该能够适应不同的工作场景，包括机床

加工工件的装卸，满足装配作业的需要，可以代替其它高危险、高重复和简 单操作的作业。系统的拓展性能好，除了冲压机床的工作环境之外，经过改装设 计也能够适用于其它生产线上下料场景。 （二）设计要求 1.机械手整体结构设计要求 机械手结构设计合理，机械手本身结构轻小，紧凑，系统运行稳定，噪音小，工作可靠，经过测试不会发生安全问题。本着成本低廉、节能降耗、方便灵活、 部署简单的原则，灵活性高，适应面广，拓展性强，结构呈现ft模块化特征， 方便后期控制安装、维护和维修。 2.操作系统设计要求 控制系统简单明了，操作方便，人机界面和谐，能够实现工作顺序、到达位置、动作时间、运动速度、加减速度的建议控制，有手动和自动界面切换，方便 紧急切换。系统采用PLC开放式控制器，提升标准化水平和器件集成度，实现结 构轻巧化和模块化，同时结合智能化技术，引入视觉、听觉、触觉传感器。 3.机械手整体系统设计要求 机械手整体设计要求简单实用，灵活度高，能够适应不同场景的工作环境。 机械手和人手的最大区别就在于人手能够在不同的环境下灵活最初应对，而机械 手本身灵活度远不如人手，而且机械手缺乏对环境的判断能力，在环境改变时仍 然按照既定程序继续操作。因此，要提高其工作能力就要从两个方面入手，一是 提高控制系统的智能化程度，比如，传感器是机械手的感觉器官，除了采用传统 的位置、速度、加速度传感器之外，要提升其智能化程度，还应该采用视觉、听 觉和触觉等传感器，结合控制系统引入画面控制，通过多传感器和多控制器进行 复杂机电控制。二是提高机械结构的自由度，比如自由度和动作设计方面，根据 工作要求，机械手需要到达冲床台A、中转台和冲床台B三个位置，有抓取、上升、转移、下降、放料等动作。这至少需要四个自由度，但是在设计中都要增加 自由度，因为自由度越多，机械手就越灵活。

2P3R型加工中心上下料机器人运动学分析及仿真

2P3R型加工中心上下料机器人运动学分析及仿真 韩军;尹常志 【摘要】PA 2P3R robot for up-down material of CNC is designed in self-creating. In order to analyze the feasibility of robot mechanism movement,the kinematics of the robot is analyzed.The first, adopting D-H method and transformation matrix est-ablishthe equation of kinematics and inverse kinematics. Direct kinematics model of the robot is verified to be right by calcu-lation.The second, 3D solid assembly model of the 2P3R robot is built in UGNX and imported into ADAMS.The last, according to the feeding and unloading job,using ADAM Scarry out the kinematic simulation analysis and gain the curves of the trajectory, displacement, velocity.Research results verifythe feasibility of the robot mechanism motion and the aim was to provide the theoretical basis for the design of robot, trajectory planning and control.%针对加工中心上下料工作需要,自主创新设计了2P3R型机器人.为分析机器人机构运动的可行性,对该机器人进行了运动学分析.用D-H法、齐次变换矩阵,建立了机器人正逆运动学方程,通过计算验证了正运动学方程的正确性;用UG NX软件建立了机器人的三维模型并导入到ADAMS 软件中,对机器人上下料作业进行了运动学仿真分析,得到机器人末端夹手的上下料轨迹、位移及速度曲线.研究结果验证了机器人运动的可行性,为机器人的设计、空间轨迹规划及控制提供理论依据. 【期刊名称】《机械设计与制造》 【年(卷),期】2017(000)008

机器人给机床自动上下料设计

机器人给机床自动上下料设计

摘要 由于机器人一词带有“人”字，再加上科幻小说和影视作品的宣传，人们往往把机器人想象成为外貌象人的机电装置，例如美国大片《终结者》、《变形金刚》、《机器警察》等等为我们形象的塑造了各种令人印象深刻的机器人形象。然而科幻片终究只是人类遥远的梦想，其实在现实中，特别是工业机器人，与人的外貌毫无相象之处。在国家标准中，工业机器人被定义为：“一种能自动定位控制、可重复编程的、多功能的、多自由度的操作机。它能搬运材料、零件或操持工具，用以完成各种作业。”机器人赖以完成各种作业的机械实体被定义为：“具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓放物体或进行其他操作的机械装置。”可见，工业机器人是一机电系统，它的灵活程度和动态性能，直接影响着机器人系统的工作质量。 搬运机器人不但能够代替人的某些功能和动作，有时还能超过人的体力能力。可以24小时甚至更长时间连续重复运转，还可以承受各种恶劣环境进行物体搬运作业，超过限度的必须由搬运机器人来完成。因此，在恶劣的环境中、重复性操作的工作一般可由机器人来代替。 关键词： 1、机器人 2、搬运 3、代替人工

目录 一、概述 (1) 1.1 机器人的发展概况 (1) 1.2 国外机器人研究现状 (1) 1.3 国内机器人研究现状 (2) 1.4 机器人总体结构类型 (4) 1.5 工业机器人的组成 (6) 二、机器人给机床自动上下料设计 (8) 2.1 设计的相关信息 (8) 2.2 自动线设计布局 (8) 2.3 夹爪设计 (9) 2.4 机器人选型 (10) 2.5 机器人外部轴设计 (13) 三、搬运机器人的未来发展趋势 (15) 四、结论 (16) 致谢 .................................................. 错误!未定义书签。参考文献 . (17)

数控加工中心自动上下料机器人结构设计

数控加工中心自动上下料机器人结构设计 第一章结论 (3) Ll引言 (3) 1.2选题目的和意义 (3) 1.2.1选题目的 (3) 122选题意义 (4) 1.3课题的研究现状和发展趋势 (4) 1.3.1数控加工中心自动上下料机器人的发展 (4) 1.3.2数控加工中心自动上下料机器人的国内现状 (4) 1.3.3数控加工中心自动上下料机器人的国外现状 (5) 第二章数控加工中心自动上下料机器人结构设计 (6) 2.2机器人的技术参数 (6) 2.3结构设计原则和方法 (7) 2.3.1结构设计原则 (7) 2.1任务与性能分析 (8) 2.3.2结构设计方法 (8) 2.4整体结构结构设计 (9) 2.4.1结构类型的选择 (9) 2.4.2机器人关键部件材料选择 (13) 2.4.3机器人底座结构设计 (14) 2.4.4驱动臂座的设计 (14) 2.4.5机器人手臂结构设计 (15) 2.4.6机器人的腕部结构设计 (15)

2.4.7机器人末端执行器的选择 (17) 2.5机器人驱动系统设计 (18) 2.5.1反动方式的选择 (18) 2.5.2速器选型 (18) 2.5.3机选型 (19) 2.6传动部件设计及其选择 (21) 2.7基于solidworks软件建模方法 (22) 2.8三维模型的建立 (22) 2.8.1模型静态干涉检查 (25) 2.9本章小结 (26) 第三章关键部件强度校验 (26) 3.1装配分析 (26) 3.2机械大臂强度校验 (27) 3.3驱动臂座强度校验 (28) 3.4机器人底座强度校验 (29) 3.5本章小结 (30) 第四章总结 (31) 参考文献 (31)

数控车床自动上下料机械手结构设计-毕业论文

---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---

摘要 本课题针对于数控车床而设计了结构圆柱坐标型的自动上下料机械手。主要通过应用CAD对数控车床自动上下料机械手液压传动原理、机械手整体以及部分零件的二维图绘制，同时运用Solidworks对数控车床自动上下料机械手进行三维模型的绘制以及机械手运动仿真的制作。对机械手的传动机构，驱动系统、液压系统以及控制系统进行了理论分析和计算。同时对机械手整体结构进行了详细的设计，主要包括机械手的机身机座，机械手手臂，机械手手爪等部分。并分析了数控车床自动上下料机械手的操作流程，主要采用液压缸、步进电机等元件实现机械手的运动部分。 关键词：数控车床；机械手；传动机构；液压系统；驱动系统；

Abstract Mainly through the application of CAD to the hydraulic transmission principle of the automatic loading and unloading manipulator of the CN C lathe, the two-dimensional drawing of the whole and part of the manip ulator, and at the same time using Solidworks to draw the three-dimensio nal model of the automatic loading and unloading manipulator of the CN C lathe and the production of the manipulator movement simulation. The transmission mechanism, drive system, hydraulic system and control syste m of the manipulator are theoretically analyzed and calculated. At the sa me time, the overall structure of the manipulator is designed in detail, ma inly including the body base of the manipulator, the manipulator arm, the manipulator claw and other parts. And analyzed the operation process of the automatic loading and unloading manipulator of the CNC lathe, main ly using hydraulic cylinders, stepping motors and other components to rea lize the movement part of the manipulator. Keywords: cnc lathe; keywords manipulator; transmission mechanism; hydraulic system; drive system

自动上下料机械手设计

自动上下料机械手的设计 摘要 随着机电一体化技术和计算机技术的应用，机械手的研究和开发水平获得了迅猛的发展并涉及到人类社会生产及生活的各个领域，特别是工业机械手在生产加工中的应用。机械手是近代自动控制领域中出现的一种新型技术装备，它能模仿人体上肢某些动作，在生产中代替人搬运物体或操持工具进行动作，已成为现代机械制造系统中的一个重要组成部分。本次设计主要设计自动上下料的机械 手，该系统采用液压驱动，传动平稳，且易于控制，控制系统采用一般PLC所具有的位移寄存器和位移指令来编程。 关键词：机械手，液压驱动，控制系统

目录 1 绪论 (1) 2 工业机械手的设计方案. (2) 2.1 工业机械手的组成 (2) 2.2上下料机械手的工作原理 (3) 2.3 规格参数的选择 (3) 2.4 设计路线与方案 (4) 2.4.1 机械手的总体设计方案. (4) 2.4.2设计步骤. (4) 2.4.3 研究方法和措施. (4) 3 机械手各部分的计算与分析. (5) 3.1 手部计算与分析 (5) 3.1.1 滑槽杠杆式手部设计的基本要求. (5) 3.1.2 手部的计算和分析. (5) 3.2 腕部计算与分析 (12) 3.2.1 腕部设计的基本要求. (12) 3.2.2 腕部回转力矩的计算. (13) 3.2.3 腕部摆动油缸设计. (16) 3.2.4 选键并校核强度. (18) 3.3 臂部计算与分析 (18) 3.3.1 臂部设计的基本要求. (18) 3.3.2 手臂的设计计算. (20) 3.4 机身计算与分析 (28) 4 液压系统设计. (29) 4.1 液压系统总体设计 (29) 4.2 液压元件的选择 (29)