目錄第1頁目錄第一章緒論.11.1選題的目的意義.11.2本課題在國內外的研究狀況及發展趨勢.11.3常用自動送料方式.21.3.1采用雙作用缸實現物料的分離功能和定位夾緊功能的自動送料.21.3.2利用機械手進行送料.21.3.3采用伺服電機控制工作臺進行送料.21.4本課題主要研究內容及設計任務.2第二章對課題的分析.42.1現在企業的要求.42.2兩種典型的送料機構.42.2.1氣動送料機.42.2.2利用機械手自動送料.52.3本課題采用送料方式及其創新.7第三章雙臂式自動送料機器人原理分析及計算.83.1液壓缸的原理和計算.83.1.1主要尺寸的計算.83.1.2強度校核.93.1.3活塞桿穩定性校核.93.2電磁吸附手原理及計算.103.2.1基本公式和一般概念.103.2.2參數計算過程.143.3立柱的尺寸計算.163.4驅動電機的選擇.183.4.1直流電機與步進電機比較.183.4.2步進電機的選擇.183.5螺釘的選擇.20第四章實體設計.224.1設計軟件介紹.224.2液壓缸結構的設計.234.3取料手結構的設計.234.4立柱的設計.244.5M6螺母接收裝置設計.254.6螺母擺正槽設計.264.7送料機構設計.274.8整體裝配圖.28第五章設計總結.29致謝.31參考文獻.32附錄.33本科畢業設計（論文）第1頁第一章緒論制造業是社會可持續發展的基石，是創造社會財富的直接源泉，作為制造業的一部分，鈑金件在制造業中非常重要起著的作用。當今市場，鈑金零件占全部金屬制品90%以上1，鈑金加工業在國民經濟和軍事諸方面占有的位置極其重要，鈑金類零件的應用涉及到汽車、機械、家用電器、電機、儀表、航空航天、兵器等生活中的各行各業。鈑金類零件已成為金屬制品的靈魂，沒有鈑金類零件，制造業就無法正常的運行。鈑金類零件的種類繁多2，按厚度分類，可分為薄板、中板、厚板和特厚板；按生產方法分類，可分為熱軋鋼板和冷軋鋼板；按表面特征分類，可分為（熱鍍鋅板、電鍍鋅板）、鍍錫板、復合鋼板和彩色涂層鋼板；按用途分類，可分為橋梁鋼板、鍋爐鋼板、造船鋼板、裝甲鋼板、汽車剛板、屋面鋼板、結構鋼板、電工鋼板（硅鋼片）、彈簧鋼板和其他使用的一些鋼板。真可謂種類齊全，涉及到機械領域的各個行業。機械領域總是在不斷的發展著的，隨著現代工業化和大眾化生產的不斷需求，新型的、特種的、專用的板金類零件正在不斷地開發生產出來，從而使鈑金件的應用更加的廣泛，也使制造業的機械化生產更加滿足人們的要求。1.1選題的目的意義鉚接技術作為金屬結構零件相互連接的方法，適用于鉚釘連接、零件翻邊、永久連接等，在五金工具、飛機制造維修、精密機械、汽車制造等行中應用廣泛。優點是：連接強度高，密封性好，節約能源無污染。隨著鉚接技術的不斷發展，在現代化應用中大大提高了勞動效率。但送鉚方式上目前主要是人工送鉚為主，而手工送鉚常常導致工業事故發生，造成悲劇。為了避免事故發生同時提高勞動效率，自動送鉚裝置應時代發展而產生。現在自動送料機構中多為簡單的送料機構，生產效率雖然可以滿足部分需要。但是隨著現在工業生產的日益集中化、高效化、國際競爭日益激烈，這些簡單的自動送料機構逐漸顯示了它的弊端。所以設計一種靈活性高、使用安全的送鉚設備是非常有現實意義的。本課題研究雙臂送料機構，將克服普通送料機構的弊端，大大提高自動送料機構的生產效率，減少勞動成本，提高人身安全，保障生產質量。1.2本課題在國內外的研究狀況及發展趨勢鉚接是一種古老的連接方法，早在千年前就有應用，主要是手工操作，工藝粗糙，效率低。但是在當時已經是一種較先進的連接方法。在鉚接技術的發展中，除了手工鉚接，近代發展到了沖壓鉚接。其工藝方法為：鉚頭在垂直方向作上下運動，利用其產生的巨大壓力將被鉚件鉚合在一起。在汽車車身的制造中需要輕金屬與非金屬聯結處應用較多。20世紀7O年代出現了擺碾鉚接技術3。與此同時自動化送料由簡單的人工配合機械操作開始轉向復雜的電氣自動化系統控制及高級全自動智能控制發展，并廣泛的應用到各個領域，帶來了全自動送鉚機的大規模革新自動化。20世紀90年代出現了TOX圓點連接鉚接技術4，自動鉚接設備得到了更多的認同及迅速發展,在自動鉚接技術的基礎上，對應在我國和國外的生產和研究中，自動送料方式有很多種。其中有一：采用雙作用缸實現物料本科畢業設計（論文）第2頁的分離功能和定位夾緊功能的自動送料；二：利用機械手進行送料；三：采用伺服電機控制工作臺進行送料。但是在這些產品中，存在著一些問題。如日本的RF20SD-OR11機械手送料裝置與沖床做成一體，從橫向(側面)送料，結構復雜，裝配、制造、維修困難，價格昂貴，又不適合于我國沖床的縱向送料的要求5。為使自動送料技術更有利于生產，現階段及將來自動送料設備主要朝著以下幾個方向發展：提高勞動安全性，提高成產效率，消除積累誤差，減少生產成本等。為了解決這些問題，結合國內外送料機構的特點，開發雙臂自動送料機器人裝置，設計具有推廣意義的自動送料機符合生產自動化的要求。1.3常用自動送料方式1.3.1采用雙作用缸實現物料的分離功能和定位夾緊功能的自動送料氣動送料機由兩個基本應用模塊組成：物料分離模塊及傳送模塊。物料分離模塊由兩個雙作用氣缸組成，分別實現物料的分離功能和定位夾緊功能6。為保證真空系統的氣流通暢，以提高真空發生器的真空度，回路中的真空控制回路不安裝節流閥。同時，回路中的所有連接氣管應盡可能的短，以減小空氣流通阻力，提高真空度。采用氣缸的優點：減少了物料的運送步驟，縮短了加工時間，操作簡單。缺點：對物料的放置有很高的精度要求，造價高昂，一般的小型企業不采用。1.3.2利用機械手進行送料機械手是以小車形式通過鋼繩同滑塊聯接起來，由沖床滑塊上升運動牽引小車作前進的水平運動完成送料，由通過鋼繩連接的重物使小車作復位運動。由小車機械手將工件送至沖床下進行沖孔，提高了生產效率，保證了質量，改善了勞動強度，確保了人生安全。采用機械手送料的優點：送料與沖床節拍相同，可以連續生產。缺點：首先由于整個過程均由機械手實現，所以對機械手的要求度很高，其次，如果工件大小不一要經常更換。1.3.3采用伺服電機控制工作臺進行送料由單片機產生驅動脈沖信號，步進電機的驅動器收到驅動脈沖信號后，步進電機將會按照設定的方向轉動一個固定的角度，將電脈沖轉化成交位移。電機的轉速由脈沖信號頻率來控制決定，再由電機控制工作臺進行送料沖壓7。優點：1）可以連續生產，并且能實現一人控制幾臺機器2）可靠性高，由于送料機構外部由步進電機控制，所以每次的行程都是固定值。3）低功耗，低電壓。在許多沒有電力供應的應用場合，較低的功耗和工作電壓是生產便捷化的必要條件。4）維護方便，經濟實用。1.4本課題主要研究內容及設計任務本課題通過了解壓鉚機的工作原理及主要功能，分析目前常用送鉚方式，提出雙臂自動送鉚機器人的自動送鉚方案。中一臂主要為物料的抓取功能；另一臂本科畢業設計（論文）第3頁主要完成送料功能。根據系統功能，設計各機構的結構形式；根據設計要求，確定設計參數。并且用三維軟件進行三維實體建模，實現了運動仿真。這種雙臂送料機構將克服普通送料機構的弊端，大大提高自動送料機構的生產效率。主要研究設計內容：1）液壓缸的主要尺寸包括缸筒內徑D、活塞桿直徑d和缸筒長度L；2）電磁吸附手各個參數計算；3）立柱尺寸設計，包括截面形狀選擇、長度設計、內外徑設計；4）驅動電機選擇；本科畢業設計（論文）第4頁第二章對課題的分析2.1現在企業的要求制造業生產加工的產品總是趨向于批量化和大量化的，生產效率總是加工能力的標志。要提高生產效率，減小加工的輔助時間是最有效的手段。在過去的生產加工中，勞動者總是生產加工的主角，他們基本上要人工來完成生產加工的全部任務,存在著很多的安全隱患，浙江的叢化機械廠就是一個很好的例子，根據生產計劃，該廠每年都要生產大量的板金類零件，而在加工中仍然使用人工送料，這就使得操作員經常進行長時間工作，畢竟人的體力和耐力都有限，再加上生理和安全的需求，這就使得企業中加工事故連連發生，這樣不僅使得操作人員受到身體傷害，而且使企業的生產能力得不到提高，也使得經濟效益降低。要改變加工中存在的問題，最直接的方法是改進送料方式。當今世界機械領域發展的趨勢是自動化、高效化和安全化，在這個時代中，機械化生產進一步促進了世界經濟的發展，針對板金螺母的加工，壓鉚機的出現是提高機械化生產的一重大標志，它減輕了人的勞動程度和勞動，也大大降低了輔助時間，從而提高生產效率，有利于機械化的生產。隨著壓鉚機的發展，壓鉚機自動送鉚機構的出現更進一步的促進了生產效率的發展，它基本上使人得到解放，大大的縮短了加工時間，使得送鉚加工和壓鉚加工基本全部趨于自動化，與壓鉚機的人工送鉚壓鉚機相比，自動送鉚壓鉚機首先可以提高送鉚的質量，使送入鉚釘的位置更加的精確；其次可以連續送鉚多個，從而減少了送鉚次數和輔助時間，提高了加工的效率；再次，它的加工基本完全趨于自動化，從而保證了操作員的安全，減輕了勞動量，更趨向人性化；最后，它能把加工生產與質量控制有機的結合起來，不僅安全，也提高了經濟效益。2.2兩種典型的送料機構2.2.1氣動送料機1）沖床自動送料機的技術狀態本文介紹的沖床自動送料機是一種用于冷擠壓套圈類零件的送料機器，是沖床進行技術改造的理想附機。該送料機克服了國內外有關沖床送料機的不足。如日本的RF20SD0R11機械手送料裝置與沖床做成一體，從橫向(側面)送料，結構復雜，裝配、制造、維修困難，價格昂貴，又不適合于我國沖床縱向送料要求8。RF20SD0R11結構由沖床上曲軸輸出軸，通過花鍵軸伸縮，球頭節部件聯接機械手齒輪，由傘齒輪、圓柱齒輪、齒條、凸輪、撥叉、絲桿等一系列傳動件使機械手的夾爪作伸縮、升降、夾緊、松開等與沖床節拍相同的動作來完成送料，另設一套獨立驅動可移式輸送機，通過隔料機構將工件輸送至預