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
1运等工序所需要的费用很多，约占全部费用的，所费的工时也约占全部工时
32的以上，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3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
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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
名称 1.料道 2.装料容器 3.抓取定向机构 4.上料机构 5.下料机构 6.隔料器 7.剔除器（抛料机构） 8.搅拌器（消除堵塞机构） 定向机构
主要作用 将工件从伫料器上传送至上料机构 贮存工件 使散乱的工件定向排列并送出 将定向好的工件按一定的生产节拍送往机床或夹具 将加工完毕的工件从机床或夹具中卸下并运出 逐个的从料道中放出工件（可由上料机构兼） 将定向不正确或多余的工件抛回料斗 消除工件堵塞或搅拌工件，增加定向或然率 终达到完全定向 2
料仓式 可能有 必有 无 必有 可能有 有 无 可能有 无 料斗式 必有 必有 有 可能有 可能有 有 可能有 有 有 9.二次（或多次）使某些料斗送出的工件最
10.驱动机构 11.安全机构 驱动抓取定向机构或其他机构运动的工件 当发生故障或料道中工件积存过多时自动停车 检测工件定向情况并发出指令控制自动上下料装置的工件 有 一般无 有 有 12.检测机构
一般无 可能有 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
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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
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