項目五

自動化生產(chǎn)線工夾具選型與設(shè)計

5.1項目任務下達5.1.1任務描述某汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)近期對現(xiàn)有輪轂生產(chǎn)線及其系統(tǒng)進行集成，以滿足不同類型輪轂零件的共線生產(chǎn)需求。鑄造鋁制輪轂零件生產(chǎn)對象圖5-1智能制造單元改造方案正面、背面分別布置有定位基準、電子標簽區(qū)域、視覺檢測區(qū)域、數(shù)控加工區(qū)域和打磨加工區(qū)域。在生產(chǎn)線各單元中通過外圓輪廓和定位基準實現(xiàn)準確定位，正面背面定位方式相同輪轂零件其中，輪轂的拾取與打磨須采用指定專用工夾具實現(xiàn)，如輪轂正面拾取與背面拾取，輪轂端面打磨與側(cè)面打磨等，均須采用不同的工夾具完成指定功能。提出智能制造單元改造方案，如圖5-1所示。5.1.1任務描述圖5-2輪轂零件特征分布圖圖5-2所示為輪轂零件特征分布圖，材料為鋁。請結(jié)合不同模塊的工藝流程與功能需求，試設(shè)計不同專用夾具以完成相應工序。（a）正面特征分布（b）背面特征分布定位基準視覺檢測區(qū)域1打磨加工區(qū)域1電子標簽區(qū)域1打磨加工區(qū)域2視覺檢測區(qū)域2數(shù)控加工區(qū)域定位基準視覺檢測區(qū)域3視覺檢測區(qū)域4打磨加工區(qū)域3打磨加工區(qū)域4電子標簽區(qū)域25.1.2工序分析目前公司需要對客戶定制需求類的輪轂生產(chǎn)進行智能改造和響應。無需定制的加工工序為標準加工工序，需要定制的加工工序為定制加工工序；標準加工工序和定制加工工序均由某特征信息（如視覺檢測區(qū)域3的顏色）指定，需要由檢測單元的智能視覺對其掃描行識別;最終通過硬件接線、程序編寫、畫面組態(tài)、數(shù)據(jù)通信等任務，在上位機管理系統(tǒng)中控制執(zhí)行標準加工工序或定制加工工序，實現(xiàn)輪轂零件生產(chǎn)全過程自動化執(zhí)行。中批量生產(chǎn)。生產(chǎn)綱領(lǐng)完成粗加工后的半成品鑄造鋁制輪轂零件，需要對輪轂零件外表面進行打磨和拋光工序。零件形狀簡單規(guī)則。結(jié)構(gòu)分析5.1.2工序分析圖5-3輪轂零件定制化生產(chǎn)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程圖輪轂的徑向尺寸基準是輪轂的中心線軸向尺寸基準是下母線精度分析本工序主要執(zhí)行打磨和拋光，無CNC加工步驟，需在上述智能制造單元改造方案中滿足打磨和拋光的工藝要求。打磨后的表面應平整，無明顯的凹凸、坑洞或波浪狀起伏；打磨后的表面應光滑，無明顯砂痕或磨削痕跡；主要包括邊角或狹窄部分打磨應到位，無毛刺或凸起有色表面打磨應保持顏色均勻，無色差或褪色有涂層的表面打磨時應避免破壞涂層，保持涂層完整和美觀需要精加工零件打磨應保證尺寸精度，符合圖紙要求等項目五

自動化生產(chǎn)線工夾具選型與設(shè)計

5.2方案選擇金華職業(yè)技術(shù)大學

黃鵬程5.2.1可調(diào)夾具可調(diào)夾具是指部分元件可調(diào)整或更換的夾具?？烧{(diào)夾具是針對在工藝、形狀、尺寸、精度等方面具有相似性的工件專門設(shè)計的，只需調(diào)整或更換夾具上的個別定位元件和夾緊元件，可變成加工某組零件和某一零件工序用的專用夾具，滿足多品種工件的加工需求。特

點1.可調(diào)夾具是在通用夾具的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種夾具類型，主要適合于產(chǎn)品相對單一、產(chǎn)品零件尺寸及形狀變化不大的場合，可滿足多品種、小批量生產(chǎn)和少品種、大批量的生產(chǎn)需求?？烧{(diào)夾具適用范圍廣，可夾固各種形狀、尺寸、材質(zhì)的物體可調(diào)夾具可以工件的具體情況進行部分元件的調(diào)整或更換可調(diào)夾具需要根據(jù)工件工藝、形狀、尺寸、精度等方面的差異，調(diào)整或更換部分定位元件和夾緊元件；調(diào)整或更換的環(huán)節(jié)較多，進入生產(chǎn)環(huán)節(jié)前，需花費較長時間完成夾具部件的調(diào)整或更換工作01可調(diào)夾具適應的加工范圍更廣02可調(diào)夾具可用于不同的生產(chǎn)場景中03可調(diào)夾具的調(diào)整或更換環(huán)節(jié)較多準備工序時間較長5.2.1可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)組成2.（a）液壓卡盤（b）可調(diào)氣動虎鉗夾具體、夾緊用的動力傳輸裝置和操控機構(gòu)等，對所有加工對象均不變?？烧{(diào)夾具通用部件可調(diào)整更換部件夾具的動態(tài)部分，需根據(jù)加工對象的定位、夾緊等需求，調(diào)整或更換其相應元件，適應加工對象的不同特性。圖5-4通用可調(diào)夾具5.2.1可調(diào)夾具工作原理3.可調(diào)夾具通過螺桿、夾持臂等機械裝置在工件上施加壓力，使其與夾具緊密接觸，通過兩者之間的摩擦力，確保工件在加工過程中不會移動或發(fā)生變形。03.可調(diào)性原理04.安全性原理夾具需要選定銷子、定位針等合適的定位元件，與工件上的定位孔或定位面配合，確保工件在夾具中的定位位置，保證加工精度?？烧{(diào)性原則是可調(diào)夾具的重要特征，通過調(diào)節(jié)螺桿、移動可調(diào)位置的夾持臂或更換不同尺寸的夾具部件，以適應不同尺寸和形狀工件的加工需求。夾具通常包括防護罩、安全開關(guān)等安全裝置，以保護工件和操作人員的安全。夾具還應具備良好的剛性和穩(wěn)定性，避免因加工產(chǎn)生的振動或沖擊造成工件的移動或夾具損壞。02.定位性原理01.固定性原理5.2.1可調(diào)夾具調(diào)整方式4.連續(xù)調(diào)整允許夾具在加工過程中進行無級調(diào)節(jié)，在一定范圍內(nèi)，通過螺旋機構(gòu)、液壓或氣壓裝置等機械裝置精確控制夾具的尺寸或位置。適用于對工件尺寸有較高精度要求，需頻繁調(diào)整的場景。01.連續(xù)調(diào)整分段調(diào)整是將夾具尺寸或位置分為幾個固定的檔位或區(qū)間；調(diào)整時，選擇最接近需求的檔位。分段調(diào)整結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整快速，精度相對較低，適用于對精度要求不是非常高的場景。02.分段調(diào)整更換調(diào)整需要準備多種規(guī)格的定位元件、夾緊元件等部件，并通過更換上述夾具部件以適應不同尺寸或形狀的工件。更換調(diào)整適用于工件種類較多，每種工件的批量不是很大的情況。03.更換調(diào)整復合調(diào)整結(jié)合上述兩種或多種調(diào)整方式，實現(xiàn)更靈活、更高效的調(diào)整。例如，一個夾具可能既有分段調(diào)整機構(gòu)，又需通過更換調(diào)整實現(xiàn)不同尺寸或形狀工件的加工，滿足高精度和適應性需求。復合調(diào)整設(shè)計復雜，功能強大，適用于對夾具性能要求較高的場合。04.復合調(diào)整5.2.2成組夾具成組加工工藝是成組技術(shù)的核心，是其在機械加工中的具體應用。成組工藝把具有相似工藝、形狀、尺寸和精度要求的產(chǎn)品組成一個產(chǎn)品組，按產(chǎn)品組制定工藝進行加工，擴大了批量、減少了品種、便于采用高效方法、提高了勞動生產(chǎn)率。成組工藝實施的步驟01產(chǎn)品分類成組020304制訂產(chǎn)品的成組加工工藝設(shè)計成組工藝裝備組織成組加工生產(chǎn)線5.2.2成組夾具特

點1.夾具是面向一組產(chǎn)品設(shè)計制造的，可供這組產(chǎn)品多次生產(chǎn)使用，大幅降低了夾具的生產(chǎn)成本，控制產(chǎn)品的平均生產(chǎn)成本。

降低產(chǎn)品組的平均生產(chǎn)成本由于不需要針對組內(nèi)每個產(chǎn)品單獨設(shè)計夾具，課縮短了整組產(chǎn)品的生產(chǎn)準備周期；在更換產(chǎn)品時，只需調(diào)整夾具的部分元件，減少總體調(diào)整時間?？s短產(chǎn)品組的生產(chǎn)準備周期對于新投產(chǎn)的產(chǎn)品，如果能納入某一個產(chǎn)品組中，生產(chǎn)所需的夾具只需在原有成組夾具的基礎(chǔ)上新增或調(diào)換較少的元件，節(jié)約大量金屬材料，減少夾具的庫存量。減少夾具及其制造材料的庫存量5.2.2成組夾具結(jié)構(gòu)組成2.（a）撥叉叉口成組車床夾具（b）泵體孔成組車床夾具（c）撥叉成組車床夾具01.基礎(chǔ)部分成組夾具的基礎(chǔ)部分是產(chǎn)品組所有產(chǎn)品共同使用的夾具部分，是成組夾具的通用元件，保持夾具的基本結(jié)構(gòu)和功能。面向產(chǎn)品組內(nèi)不同產(chǎn)品時，基礎(chǔ)部分固定不變?；A(chǔ)部分包括夾具體、動力裝置和控制機構(gòu)等。02.可調(diào)部分成組夾具的可調(diào)部分是根據(jù)產(chǎn)品組內(nèi)不同產(chǎn)品的加工需求進行調(diào)整或更換的夾具部分?？烧{(diào)部分包括定位元件、夾緊元件和刀具引導元件等?？烧{(diào)部分是成組夾具的重要特征標志之一，直接決定了夾具的精度和效率。圖5-5成組夾具典型結(jié)構(gòu)5.2.2成組夾具工作原理3.成組夾具通常是根據(jù)產(chǎn)品或工件的相似性原理進行設(shè)計的，使夾具能夠高效地適應這組零件的加工需求。產(chǎn)品加工面的公差等級、粗糙度等相似。產(chǎn)品的加工尺寸或外形尺寸相似，如孔徑、外圓直徑等；產(chǎn)品形狀基本要素相似，如螺紋形態(tài)、齒形等；產(chǎn)品加工工藝相似，可通過調(diào)整成組夾具中的可調(diào)部分，滿足不同產(chǎn)品的加工需求；按照相似性原理主要分類工藝相似形狀相似尺寸相似精度相似除四個常見的相似類別外，還有定位基準位置相似等其他相似類別。5.2.2成組夾具調(diào)整方式4.更換夾具可調(diào)部分元件，實現(xiàn)組內(nèi)不同產(chǎn)品的定位、夾緊、對刀或?qū)颉?1.更換式調(diào)整02.調(diào)節(jié)式調(diào)整改變夾具上可調(diào)部分位置，實現(xiàn)組內(nèi)不同產(chǎn)品的裝夾和導向。03.綜合式調(diào)整更換式和調(diào)節(jié)式相結(jié)合的調(diào)整方式。04.組合式調(diào)整在一個夾具體上同時安裝一組產(chǎn)品的定位或?qū)蛟?，以實現(xiàn)組內(nèi)不同產(chǎn)品的加工需求。在加工過程中，一種產(chǎn)品只會使用到夾具體上的一種定位或?qū)蛟溆喽ㄎ换驅(qū)蛟m也已在夾具體上占據(jù)一個位置，但未使用。5.2.3拼裝夾具能夠在多個工序中直接拆卸重組，配備換位夾具，便于操作和生產(chǎn)加工。拼裝夾具是指用專門的標準化、系列化的拼裝零部件組裝而成的夾具如銑削加工、鉆孔加工、銑齒加工和車削加工等。拼裝夾具在多種機加工過程中都能發(fā)揮重要作用能夠在加工過程中固定工件，確保加工精度和穩(wěn)定性，還能快速更換加工件，減少停機時間，提高生產(chǎn)效率。拼裝夾具作用5.2.3拼裝夾具特

點1.01.夾具元件的模塊化與標準化拼裝夾具采用模塊化設(shè)計，不同模塊均由標準化的元件組成；通過標準化元件的互換和重新組合，適應產(chǎn)品的不同加工需求。模塊化的設(shè)計和標準化的元件使夾具的制造、維護和升級變得更加簡單和高效。02.夾具的靈活性與可調(diào)整性拼裝夾具可根據(jù)產(chǎn)品的加工工藝快速調(diào)整，改變夾具的夾持方式、定位精度和適用范圍。拼裝夾具快速組裝和拆卸特性能縮短生產(chǎn)準備時間。需加工不同類型的工件時，迅速調(diào)整夾具適應新的加工需求。靈活性使拼裝夾具能適應多樣化的生產(chǎn)需求，提高響應速度、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)柔性。03.夾具的可復用性拼裝夾具采用標準化零部件，可重復多次使用，降低制造成本。生產(chǎn)需求發(fā)生變化時，無需從頭開始設(shè)計和制造夾具，可通過重新組合現(xiàn)有零部件獲取新的夾具。04.夾具的高精度與高穩(wěn)定性拼裝夾具的零部件經(jīng)過精密加工和嚴格檢驗的標準化部件，確保夾具的高精度和高穩(wěn)定性，保證產(chǎn)品加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。05.夾具的易維護性由于拼裝夾具模塊化結(jié)構(gòu)，維護和保養(yǎng)相對簡單。當某個零部件損壞或磨損時，直接將拆下并更換為新的零部件，無需對整副夾具進行更換或修復。同時，標準化的零部件有利于庫存管理和采購。5.2.3拼裝夾具結(jié)構(gòu)組成2.拼裝夾具組成基礎(chǔ)元件定位元件夾緊元件各合件組成（1）基礎(chǔ)元件基礎(chǔ)元件是拼裝夾具中起基礎(chǔ)作用的最大元件，構(gòu)成夾具的基本框架。常見的基礎(chǔ)元件包括各種規(guī)格尺寸的方形、矩形、圓形基礎(chǔ)板和基礎(chǔ)角鐵等?；A(chǔ)件不僅用于支撐整個夾具結(jié)構(gòu)，通過T形槽、鍵槽、光孔和螺孔等結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)其他元件的定位和緊固?；A(chǔ)元件為夾具提供穩(wěn)定的支撐平臺，確保夾具在加工過程中能夠保持穩(wěn)定的姿態(tài)和精度。（a）圓形基礎(chǔ)板（b）矩形基礎(chǔ)板（c）方形基礎(chǔ)板圖5-3常見的拼裝夾具基礎(chǔ)元件

5.2.3拼裝夾具結(jié)構(gòu)組成2.（2）定位元件主要用于確定元件與元件、元件與工件之間的相對位置。常見的定位件包括定位銷、定位盤、V形塊和定位支承塊等。通過精確的尺寸和形狀設(shè)計，實現(xiàn)對工件或夾具元件的準確定位。定位元件保證了工件在加工過程中的位置精度和姿態(tài)穩(wěn)定性，防止工件在加工過程中發(fā)生偏移或旋轉(zhuǎn)。V形定位塊定位銷圓盤定位塊定位支承塊

圖5-7常見的拼裝夾具定位元件

5.2.3拼裝夾具（3）夾緊元件夾緊元件用于將工件夾緊在夾具上，以固定工件位置并保證加工精度。常見的夾緊件包括夾緊螺母、卡簧、卡盤和各種形狀的壓板等。通過施加夾緊力，將工件牢固地固定在夾具上。夾緊元件確保了工件在加工過程中不會因外力作用而發(fā)生移動或變形，保證加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。結(jié)構(gòu)組成2.夾緊螺母壓板卡盤卡簧

圖5-8常見的拼裝夾具夾緊元件

5.2.4隨行夾具隨行夾具是一種在自動生產(chǎn)線、加工中心、柔性制造系統(tǒng)等自動化生產(chǎn)中廣泛使用的移動式夾具。工件安裝在隨行夾具上，除了完成對工件的定位和夾緊外，還帶著工件按照自動線的工藝流程由自動線的運輸機構(gòu)送到各臺機床的機床夾具上，再由機床夾具對它進行定位和夾緊。隨行夾具主要是在自動生產(chǎn)線、加工中心、柔性制造系統(tǒng)等自動化生產(chǎn)中，用于外形不太規(guī)則、不便于自動定位、夾緊和運送的工件。工件在隨行夾具上安裝定位后，由運送裝置把隨行夾具運送到各個工位上。隨行夾具適用于結(jié)構(gòu)形狀比較復雜的工件，這類工件缺少可靠的輸送基面，在組合機床自動線上較難用步伐式輸送帶直接輸送；對于有色金屬工件，如果在自動線中直接輸送時其基面容易磨損，因而也須采用隨行夾具作為定位夾緊和自動輸送的附加裝置。5.2.4隨行夾具特

點1.隨行夾具常用于形狀復雜且無良好輸送基面，或雖有良好的輸送基面，但材質(zhì)較軟、易損壞的工件。工件隨著隨行夾具被自動生產(chǎn)線、加工中心、柔性制造系統(tǒng)中的輸送機構(gòu)運送至相應工位。隨行夾具以規(guī)整統(tǒng)一的安裝基面在各臺機床的機床夾具上定位、夾緊，并進行工件各工序的加工，直到工件加工完畢，隨行夾具回到工件裝卸工位，進行工件的裝卸。01雙重功能02適應性強03高精度04結(jié)構(gòu)緊湊05操作便捷性06設(shè)計制造成本較高07返回方式多樣5.2.4隨行夾具結(jié)構(gòu)組成2.隨行夾具組成結(jié)構(gòu)定位元件夾緊元件裝置連接元件導向元件夾具體其他元件或裝置

圖5-9隨行夾具5.2.4隨行夾具結(jié)構(gòu)組成2.01隨行夾具的定位元件用于確定工件在夾具中的正確位置，是夾具的主要功能元件之一。常見類型包括支承釘（板）、V形鐵、定位銷和定位塊等。定位元件的定位精度將直接影響工件的加工精度。定位元件02夾緊裝置是隨行夾具的主要功能元件之一，對于確保工件在加工過程中的穩(wěn)定性至關(guān)重要。夾緊元件用于保持工件在夾具中的既定位置，防止工件在加工過程中因受到切削力、重力、離心力等外力作用而產(chǎn)生移動。夾緊裝置通常包括夾緊元件（如壓板、壓塊）、傳動裝置和動力裝置等部分。夾緊裝置03隨行夾具的連接元件用于保證夾具和機床工作臺之間的相對位置。對某些類型的夾具（如鉆床夾具），由于加工特點可能不需要連接元件，對隨行夾具，連接元件的設(shè)計需要確保其能夠在自動化生產(chǎn)線上穩(wěn)定移動。連接元件5.2.4隨行夾具結(jié)構(gòu)組成2.04隨行夾具的定位元件用于確定工件在夾具中的正確位置，是夾具的主要功能元件之一。常見類型包括支承釘（板）、V形鐵、定位銷和定位塊等。定位元件的定位精度將直接影響工件的加工精度。定位元件05隨行夾具的本體，用于連接夾具上各個元件或裝置，使之成為一個整體。夾具體還需與機床的有關(guān)部位相連接，以確保夾具在機床上的穩(wěn)定性和可靠性。夾具體06根據(jù)加工需要，隨行夾具上還可能配備有分度裝置、靠模裝置、頂出器、定位鍵及平衡塊等其他元件或裝置。能夠進一步提升隨行夾具的功能性和加工效率。其他元件或裝置5.2.5典型機器人夾具機器人夾具的定義與功能1.機器人夾具也被稱為機器人末端執(zhí)行機構(gòu)或機器人末端夾具，是末端執(zhí)行器的一種形式，安裝在工業(yè)機器人最后一軸是直接抓握工件或執(zhí)行作業(yè)的機構(gòu)或部件。機器人夾具是工業(yè)機器人系統(tǒng)中至關(guān)重要的組成部分，用于夾持工件或讓工具按照規(guī)定程序完成指定的某種操作或作業(yè)，確保工業(yè)機器人能夠精確、高效地完成任務。真空吸盤夾具二指柔性夾爪三指自適應機械爪焊槍打磨頭噴槍

圖5-10典型機器人夾具5.2.5典型機器人夾具機器人夾具最基本的功能。夾具能夠精確地抓取和握持工件，確保工件在移動或加工過程中不會脫落或損壞。通過設(shè)計合理的夾持機構(gòu)和夾緊力，夾具能夠適應不同形狀、尺寸和材質(zhì)的工件。01.抓取與握持03.定位與對準機器人夾具在抓取工件后，還需要將其精確定位到指定的位置或與其他部件對準。對于后續(xù)的加工、裝配或檢測等操作至關(guān)重要。通過精確的定位系統(tǒng)，夾具可以確保工件在三維空間中的準確位置和方向。04.傳輸與搬運在自動化生產(chǎn)線上，機器人夾具經(jīng)常用于將工件從一個工作站傳輸?shù)搅硪粋€工作站，或者在不同的生產(chǎn)線之間搬運工件。夾具的穩(wěn)固性和靈活性確保了傳輸和搬運過程中的安全性和效率。機器人夾具的主要功能5.2.5典型機器人夾具隨生產(chǎn)需求不斷變化，機器人夾具需具備一定的適應性和靈活性。夾具能根據(jù)不同的工件和任務要求進行調(diào)整和更換，適應不同的生產(chǎn)場景。04.適應性與靈活性在某些應用中，機器人夾具承擔著保護工件和支撐工件的作用。例如，在精密加工過程中，夾具需要確保工件在加工過程中不會發(fā)生振動或變形，保證加工質(zhì)量。05.保護與支撐現(xiàn)代機器人夾具通常配備有傳感器、控制系統(tǒng)和通信接口，能與其他自動化設(shè)備和生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)無縫對接和協(xié)同作業(yè)。通過智能化和自動化技術(shù)，夾具能夠自動調(diào)整夾緊力、位置和姿態(tài)，適應不同的生產(chǎn)需求。06.智能化與自動化機器人夾具應用顯著提高生產(chǎn)效率和降低人工成本。通過自動化作業(yè)，夾具減少人工干預和人為錯誤，提高生產(chǎn)線的穩(wěn)定性和可靠性。夾具的靈活性和適應性使生產(chǎn)線更加靈活多變，能更快地適應市場變化和客戶需求。07.提高效率與降低成本機器人夾具的主要功能5.2.5典型機器人夾具機器人夾具的類型2.（1）按工作用途分機器人夾具工具式機器人夾具是進行作業(yè)的專用工具，例如用于焊接的焊槍、用于打磨的打磨頭、用于拋光的拋光頭等。工具式手爪式機器人夾具具有一定的通用性，主要功能是抓住工件、握持工件、釋放工件；手爪式5.2.5典型機器人夾具機器人夾具的類型2.（2）按夾持方式分（a）外夾式（b）內(nèi)撐式（c）內(nèi)外夾持式機器人夾具手部與工件的內(nèi)、外表面相接觸內(nèi)外夾持式手部與工件的外表面相接觸外夾式手部與工件的內(nèi)表面相接觸內(nèi)撐式

圖5-11按夾持方式分類

5.2.5典型機器人夾具機器人夾具的類型2.（3）按手爪的運動形式分機器人夾具平移型手指的張開閉合靠手指的平行移動，適于夾持平板、方料；在夾持直徑不同的圓棒時，不會引起中心位置的偏移。平移型回轉(zhuǎn)型機器人夾具的手指張開閉合靠手指根部（以樞軸支點為中心）的回轉(zhuǎn)運動來完成，根據(jù)樞軸支點數(shù)量又可細分為單支點回轉(zhuǎn)型和雙支點回轉(zhuǎn)型?；剞D(zhuǎn)型（a）回轉(zhuǎn)型（b）平移型

圖5-12按手爪的運動形式分類

5.2.5典型機器人夾具機器人夾具的類型2.（4）按夾持原理分機器人夾具吸附類夾具通過吸附力將工件吸附在夾具上，達到固定目的吸附類夾持類夾具主要通過機械力將工件夾持在夾具上，確保穩(wěn)固不動夾持類內(nèi)撐式外夾式平移外夾式勾托式彈簧式磁吸式氣吸式5.2.5典型機器人夾具機器人夾具的類型2.加工用機器人夾具一般帶有噴槍、焊槍、砂輪、銑刀等加工工具的機器人附加裝置,進行行相應的加工作業(yè)。（5）按應用范圍分機器人夾具測量用機器人夾具一般裝有測量頭或傳感器的附加裝置，進行測量及檢驗作業(yè)。測量用搬運用機器人夾具一般指各種夾持裝置，抓取或吸附被搬運的物體。搬運用加工用5.2.5典型機器人夾具典型機器人夾具的結(jié)構(gòu)與特點3.（1）機電結(jié)合夾持式夾具機電結(jié)合機器人夾具驅(qū)動電機傳動機構(gòu)導向機構(gòu)夾持機構(gòu)限位機構(gòu)檢測元件機電結(jié)合夾持式夾具特點圖5-13機電結(jié)合機器人夾具01精準夾持能力02穩(wěn)定性與可靠性03靈活性與適應性04高效便捷性05智能化與自動化

圖5-7常見的拼裝夾具定位元件

5.2.5典型機器人夾具典型機器人夾具的結(jié)構(gòu)與特點3.（2）氣壓結(jié)合式夾具氣壓結(jié)合式機器人夾具氣動元件夾持機構(gòu)同步機構(gòu)導向機構(gòu)機電結(jié)合夾持式夾具特點圖5-14氣壓結(jié)合夾持類機器人夾具

01環(huán)保與經(jīng)濟性02靈活性與適應性03結(jié)構(gòu)緊湊與易于維護04安全性與可靠性項目五

自動化生產(chǎn)線工夾具選型與設(shè)計

5.3項目實施金華職業(yè)技術(shù)大學

黃鵬程5.3.1自動化生產(chǎn)線分揀模塊中的夾具應用圖5-15自動化生產(chǎn)線成品分揀模塊回到任務描述1.根據(jù)5.1.1中提出的生產(chǎn)需求和智能制造單元改造方案，自動化生產(chǎn)線分揀模塊由皮帶傳動模組、龍門分揀模組和成品分揀倉組成，實現(xiàn)成品根據(jù)現(xiàn)場要求自動進行分揀處理。自動化生產(chǎn)線成品分揀模塊的工作流程工業(yè)機器人將成品送至立庫模塊相應位置龍門分揀模組在對應的分揀倉位置進行截停工業(yè)機器人到達安全區(qū)域且皮帶起始位傳感器檢測有料，啟動皮帶運行工業(yè)機器人將加工完成后的成品搬運放置在皮帶傳送起始位5.3.1自動化生產(chǎn)線分揀模塊中的夾具應用任務分析2.需考慮工夾具的工作空間，即所設(shè)計的工夾具需要在已確定的工作空間中完成抓取、放置等工序，其結(jié)構(gòu)形態(tài)和尺寸、工作范圍必須符合工作空間的尺寸限制。在自動化生產(chǎn)線工夾具的設(shè)計過程中輪轂的輪輞外圈和輪輻之間均有工作空間，可選擇從輪轂軸向夾持輪輻和從輪轂徑向夾持輪輞外圈兩種方案。本次工作任務中本次任務選擇“從輪轂軸向夾持輪輻”的夾緊方案，夾持穩(wěn)定性好，占用空間少，利于不同模塊之間的工件流轉(zhuǎn)?？紤]自動化生產(chǎn)線智能制造單元改造方案的硬件環(huán)境5.3.1自動化生產(chǎn)線分揀模塊中的夾具應用擬定夾具方案3.自動化生產(chǎn)線分揀模塊的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，需要根據(jù)待分揀對象結(jié)構(gòu)形狀和生產(chǎn)工藝要求而確定。本任務中用于分揀模塊的工業(yè)機器人夾具擬定為外夾式或內(nèi)撐式手爪。夾具結(jié)構(gòu)可選用自定心卡爪、三指平行夾爪或形態(tài)相近的定制夾爪，保證搬運放置過程中待分揀對象與工業(yè)機器人關(guān)節(jié)的相對定位精度，實現(xiàn)工業(yè)機器人對待分揀對象的精準控制。圖5-16自定心卡爪圖5-17三指平行夾爪5.3.1自動化生產(chǎn)線分揀模塊中的夾具應用擬定夾具方案3.本次工作任務中的待搬運對象為小型鋁制輪轂，圓盤形結(jié)構(gòu)；輪轂直徑等尺寸的變化不會影響其中心位置。理論上，該夾具在夾持過程中不存在夾持誤差。夾緊裝置采用常開式氣動夾緊裝置，在氣動元件的作用下，工業(yè)機器人卡爪向內(nèi)收縮，完成工件的抓取；將工件搬運至指定位置后，氣動元件使工業(yè)機器人卡爪向外釋放，完成工件的放置。圖5-18擬定夾具方案5.3.2自動化生產(chǎn)線加工模塊中的夾具應用回到任務描述1.圖5-19自動化生產(chǎn)線數(shù)控加工模塊根據(jù)5.1.1中提出的生產(chǎn)需求和智能制造單元改造方案，生產(chǎn)工序主要有兩道加工工序，分別數(shù)控加工和打磨拋光。自動化生產(chǎn)線數(shù)控加工模塊工作流程繼續(xù)等待下一次加工請求加工完成后由工業(yè)機器人取走加工工件數(shù)控加工系統(tǒng)按照既定的軌跡進行加工待機器人將工件放置在加工平臺并推至安全區(qū)后，開始加工等待工業(yè)機器人取到加工件后，數(shù)控加工系統(tǒng)打開安全門5.3.2自動化生產(chǎn)線加工模塊中的夾具應用回到任務描述1.圖5-20自動化生產(chǎn)線打磨拋光模塊自動化生產(chǎn)線打磨拋光模塊清理模組是由一個封閉的容器和清理槍組成，完成工件碎屑的清理工作。清理模組由多個手指氣缸和一個旋轉(zhuǎn)氣缸組成，手指氣缸在加工時起到固定作用，旋轉(zhuǎn)氣缸是為保證不同的加工需求而設(shè)置定位模組由一個封閉的容器和清理槍組成，完成工件碎屑的清理工作。翻轉(zhuǎn)模組5.3.2自動化生產(chǎn)線加工模塊中的夾具應用回到任務描述1.打磨拋光模塊的工作流程由工業(yè)機器人搬運至清理模組中進行碎屑清理打磨或者拋光加工處理處理完成后由翻轉(zhuǎn)模組翻轉(zhuǎn)并定位打磨或者拋光加工處理機器人將加工好的工件放置在定位模組中圖5-20自動化生產(chǎn)線打磨拋光模塊5.3.2自動化生產(chǎn)線加工模塊中的夾具應用任務分析2.通過任務描述可知，自動化生產(chǎn)線數(shù)控加工模塊中工序（1）-（5）均需通過夾具完成相應功能，其中（1）（2）（4）（5）主要是將輪轂移動至相應工位，工序（3）主要是完成輪轂的數(shù)控加工，可針對數(shù)控加工的工作任務與要求進行設(shè)計；打磨拋光模塊中工序（1）（2）（4）（5）需要通過夾具完成輪轂的移位或加工，其中“（1）機器人將加工好的工件放置在定位模組中”“（5）由工業(yè)機器人搬運至清理模組中進行碎屑清理”主要是將輪轂搬運至相應位置，可與分揀模塊選用同一套夾具；（2）（4）工序則主要進行打磨或者拋光加工處理，夾具的結(jié)構(gòu)形態(tài)不同于分揀模塊，本節(jié)將主要對此展開討論。5.3.2自動化生產(chǎn)線加工模塊中的夾具應用任務分析2.本次工作任務中需利用端面/側(cè)面毛刷對輪轂的端面或側(cè)面進行打磨加工。輪轂的上方和內(nèi)側(cè)均有工作空間考慮自動化生產(chǎn)線智能制造單元改造方案的硬件環(huán)境010203本次任務選擇端面和側(cè)面打磨均從輪轂上方用毛刷打磨的方案，以免在同一道工序中多次更換夾具，影響生產(chǎn)效率和打磨質(zhì)量。端面打磨可選擇輪轂上方用毛刷底部打磨或輪轂側(cè)方用毛刷側(cè)面打磨的方案；側(cè)面打磨只能選擇輪轂上方用毛刷側(cè)面打磨的方案。5.3.2自動化生產(chǎn)線加工模塊中的夾具應用夾具選用與設(shè)計3.自動化生產(chǎn)線打磨拋光模塊的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，需要根據(jù)待打磨或拋光對象的結(jié)構(gòu)形狀、生產(chǎn)工藝和外部硬件環(huán)境來確定。本次工作任務中的待打磨對象為小型鋁制輪轂，圓盤形結(jié)構(gòu)；輪轂被固定在定位模組中，中心位置保持不變；用于打磨拋光模塊的工業(yè)機器人夾具擬定為工具式，配合工夾具的快換系統(tǒng)，可高效、穩(wěn)定得更換打磨毛刷等加工工具，滿足不同工序的生產(chǎn)要求。圖5-21端面打磨5.3.3自動化生產(chǎn)線倉儲模塊中的夾具應用回到任務描述1.圖5-22自動化生產(chǎn)線倉儲模塊根據(jù)5.1.1中提出的生產(chǎn)需求和智能制造單元改造方案，倉儲模塊將倉庫分隔成兩行三列六個存儲位置，每個存儲位置具有獨立傳感器檢測判斷該工位是否存在產(chǎn)品通過亮起不同顏色的指示燈來提示人員，每個工位下方連接氣缸，氣缸可以彈出方便存取料。5.3.3自動化生產(chǎn)線倉儲模塊中的夾具應用任務分析2.通過工業(yè)機器人夾具將工件從倉庫中取出或存入；主要對此工序展開討論。

自動化生產(chǎn)線倉儲模塊中涉及的工序輪轂的輪輞外圈和內(nèi)側(cè)、輪輻之間等均有工作空間，存取時夾具對輪轂的夾持可從上方或側(cè)面進行。本次工作任務中倉庫是兩行三列的結(jié)構(gòu)形式，如從上方對輪轂進行夾持，路徑會被倉庫阻擋，無法順序完成存取動作。本次任務選擇從輪轂側(cè)面對輪輞外圈進行夾持，橫向進出倉庫的存儲位置考慮自動化生產(chǎn)線智能制造單元改造方案的硬件環(huán)境本次工作任務中的倉儲對象為小型鋁制輪轂，圓盤形結(jié)構(gòu)；輪轂直徑等尺寸的變化不會影響其中心位置。理論上，該夾具在夾持過程中不存在夾持誤差。選用側(cè)面夾持的方案，故夾緊裝置采用雙指式的常開式氣動夾緊裝置，在氣動元件的作用下，工業(yè)機器人卡爪向內(nèi)收縮，直至夾緊輪輞外圈，實現(xiàn)工件抓取；在將工件搬運至倉庫存儲位置后，氣動元件使工業(yè)機器人卡爪向外釋放，完成工件的放置。5.3.3自動化生產(chǎn)線倉儲模塊中的夾具應用夾具選用與設(shè)計3.根據(jù)上述工作流程，擬定的輪轂夾具結(jié)構(gòu)方案圖5-23擬定夾具方案感謝您的聆聽項目六

自動化工夾具設(shè)計實訓6.1項目任務下達6.1.1任務描述角磨機是手持操作，利用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪、鋸片等對金屬與石材木材等材料進行磨削、切削、除銹、磨光加工。為操作方便，安裝電機部分作為手持部位，旋轉(zhuǎn)工作頭與電機方向呈垂直方向，以方便操作。角磨機減速箱及其工序圖。齒輪箱體的加工精度好壞直接影響到角磨機的裝配效果，影響角磨機的生產(chǎn)效率，箱體類零件作為零件安裝的基礎(chǔ)件，需要保證其內(nèi)部安裝零件位置的準確性，并能良好運行。針對角磨機減速箱體車削產(chǎn)線涉及的夾具如下：輸入軸方向的車削夾具桁架機械手上下料夾具減速箱體的料倉裝置圖6-1角磨機身結(jié)構(gòu)圖6-2

角磨減速箱及工序圖圖6-1圖6-2010203項目六

自動化工夾具設(shè)計實訓6.2方案選擇金華職業(yè)技術(shù)大學

黃鵬程6.2.1工序分析輸入方向的車削是壓鑄完成后，經(jīng)去飛邊毛刺后首次切削加工，加工尺寸見圖6-2角磨減速箱工序圖。01屬薄壁類殼體零件,其形狀較復雜;02鋁壓鑄出的毛坯件余量較均勻，表面質(zhì)量較好，位置度也較高。外形為不規(guī)則的薄壁零件；03加工時必須要注意,夾緊力要適當,否則將變形,產(chǎn)生形狀誤差;夾緊力不足,會飛出傷及設(shè)備及操作者;04工件加工定位困難，圓球體的兩側(cè)平面的平行度要求不大于0.05mm,而且兩面與內(nèi)孔的軸線的垂直度要求不大于0.05mm，在加工的過程中，基準面的定位困難,容易造成兩側(cè)不平行,不符合圖紙要求。圖6-2

角磨減速箱及工序圖工件圖樣如圖所示,材料為壓鑄鋁合金,硬度不高,并且批量較大,既要考慮如何保證工件在加工時的定位精度,又要考慮裝夾方便、可靠、并且不能損傷表面，關(guān)鍵是解決零件的定位裝夾問題。6.2.2定位方案分析按基準重合優(yōu)先原則，宜選取輸出軸方向的底面C作為主定位面，限制三個自由度，45孔作為定位短銷孔，限制2個自由度。旋轉(zhuǎn)自由度可考慮外形或45孔內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，設(shè)置防轉(zhuǎn)銷釘，也可利用箱體外側(cè)面。從工件裝入方便，宜設(shè)置在外殼體外表面。圖6-2圖6-2

角磨減速箱及工序圖6.2.3夾緊方案分析圖6-2

角磨減速箱及工序圖夾緊可靠穩(wěn)定，夾緊方向垂直朝向主要定位面C，在減速箱體方向。如圖6-2所示。1.夾緊力方向箱體上部選擇合適的部位，作為夾緊作用點，靠近加工部位。2.夾緊力作用點加工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過程中，工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高，離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。夾緊機構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于這類角鐵式夾具，夾緊力的施力方式，要注意防止引起夾具變形。3.夾緊力6.2.3夾緊方案分析圖6-3切削力估算夾緊力估算，軟件估算，按最大負載的切削進行計算。取摩擦系數(shù)0.1，夾緊力710N，考慮工況情況，710×2=1420N。定位裝置的設(shè)計特點和夾緊裝置的設(shè)計要求。當加工回轉(zhuǎn)表面時要求工件加工面的軸線與機床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點。當加工的表面與工序基準之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時，應以夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準，來確定定位元件的位置，工件的夾緊應可靠。如采用螺旋的手動夾緊方式，效率低，無法實現(xiàn)自動上下料車削作業(yè)?？煽紤]氣缸夾緊，或應用車床本身的拉桿來實現(xiàn)夾緊。4.夾緊力源6.2.4夾具體結(jié)構(gòu)形式夾具與機床主軸的連接車床夾具與機床主軸的連接精度，對加工精度有重要影響。要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線，應具有盡可能小的同軸度誤差。根據(jù)徑向尺寸的大小，專用夾具在機床主軸上的安裝連接徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu)。過渡盤上有一個定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接為防止停車和倒車時因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固這種連接方式的定心精度，受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機床主軸的同軸度。6.2.5夾具總體方案設(shè)計夾緊裝置方案是本設(shè)計的重點，夾緊塊13作用在減速箱體的上表面，夾緊塊工作面應適應不規(guī)則的上表面，作用點與車削部位有一定距離，變形影響小，作用在沿著受力剛性好的部位。圖6-4

夾具體與定位結(jié)構(gòu)草圖一種角鐵式車削夾具的整體布置方案過渡盤7與車床主軸聯(lián)接，夾具體1與過渡盤7止口配合并徑向螺釘聯(lián)接保證同軸度，夾具體上安裝定位撐板8，用于安裝定位組件。夾具體減速箱體的定位元件由底面定位塊9、定位短軸、側(cè)面銷釘組成，實現(xiàn)六點完全定位，底面定位塊9安裝在定位撐板8上，通過定位撐板8保證減速箱體車削方向12與夾具體1的同軸度。定位組件6.2.5夾具總體方案設(shè)計夾緊力源可以單獨在夾具體上設(shè)置氣缸，或利用車床主軸內(nèi)置的拉桿，影響夾具結(jié)構(gòu)。夾緊塊可以通過轉(zhuǎn)動或平移松開夾緊，留有工件裝夾空間，考慮到夾具緊湊，宜按圖示的上下移動空間，留出20mm左右的夾持空間。1.氣缸夾緊方案圖6-5

氣缸夾緊總裝配草圖

圖6-7導向桿氣缸夾緊氣缸的選用，可選用的氣缸類型

圖6-8滑臺氣缸圖6-9SDA63X20氣缸6.2.5夾具總體方案設(shè)計亦可設(shè)計為曲柄滑塊機構(gòu)，通過擺動實現(xiàn)壓緊，受制于空間所限容易干涉，遠離夾具體。2.桿夾緊方案圖6-10

拉桿夾緊方案一總裝配草圖6-11拉桿夾緊方案二總裝配草圖6.2.5夾具總體方案設(shè)計圖6-12拉桿夾緊方案三總裝配草圖圖6-6氣缸夾緊的夾具結(jié)構(gòu)建模圖6-13推桿夾緊的夾具結(jié)構(gòu)建模6.2.6慣性力平衡設(shè)計6.2.7夾具精度保證與結(jié)構(gòu)工藝項目六

自動化工夾具設(shè)計實訓6.3車削產(chǎn)線自動上下料的夾具設(shè)計金華職業(yè)技術(shù)大學

黃鵬程6.3車削產(chǎn)線自動上下料的夾具設(shè)計數(shù)控車床關(guān)節(jié)機器人上下料系統(tǒng)，是由二臺數(shù)控車床配置關(guān)節(jié)型機器人，組成的上下料系統(tǒng)。如圖6-14所示，根據(jù)不同的組合情況分以下形式：序號項目（單位）參數(shù)1床鞍上大回轉(zhuǎn)直徑（mm）3402標準加工直徑（mm）2103主軸輸出功率（Kw）114主軸轉(zhuǎn)速（rpm）50005X軸/Z軸行程（mm）200/5506X軸大移動速度（m/min）307Z軸大移動速度（m/min）328占地面積（mmxmm）1680x26309中心高（mm）1000表6-3

L200型數(shù)控車床主要技術(shù)參數(shù)6.3.1關(guān)節(jié)機器人上述形式的數(shù)控車床關(guān)節(jié)機器人配置，在占地面積、性能、速度上各有特點，關(guān)節(jié)機器成本較高，采用桁架機械手實現(xiàn)自動上下料。數(shù)控車床配置的自動上下料裝置主要分為關(guān)節(jié)式機器人和桁架機機械手。根據(jù)對應數(shù)控車床產(chǎn)品情況，關(guān)節(jié)機器人和桁架機器人兩種上下料機器人形式各有其特點。01單機固定式采用單臺數(shù)控車床配置固定位置的關(guān)節(jié)機器人02雙機L型兩臺垂直布置的數(shù)控車床，配置一臺關(guān)節(jié)機器人

03雙機平行式關(guān)節(jié)機器人配置在二臺數(shù)控車床側(cè)面04單機移動式兩臺數(shù)控車床配置一臺桁架倒掛機器人或地軌機器人

圖6-14

數(shù)控車床關(guān)節(jié)機器人上下料裝置6.3.2桁架機械手桁架機械手又稱直角坐標機器人桁架機械手上下料系統(tǒng)是可實現(xiàn)重復編程的、自動控制、多自由度、多功能的機械人上下料系統(tǒng)，運動自由度是空間直角關(guān)系。工作方式主要是機器人通過完成沿著X、Y、Z軸上的線

性運動進行的。桁架機械手上下料系統(tǒng)常有2軸桁架機器人和3軸桁架機器人的系統(tǒng)形式，如圖6-15所示。3軸桁架應對于需要水平前后移動上料的特殊工件。圖6-15

桁架機械手減速箱殼體的零件加工數(shù)控車床，2軸桁架機械手可以滿足自動上下料需求，其結(jié)構(gòu)形式簡單可靠而且在成本方面比較關(guān)節(jié)機器人有很大的優(yōu)勢。數(shù)控車床桁架機械手上下料系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)有：承載能力適用工件的尺寸范圍、工作范圍、工作速度及重復定位精度等。6.3.3桁架機械手夾具設(shè)計要求車削時間短，需要二個機械手，分別供應二臺數(shù)控車床的上下料，進行角磨減速箱自動上下料和自動加工。具體上下料動作流程循環(huán)以下步驟：圖6-16

雙臂2軸桁架機械手上下料系統(tǒng)方案第一軸機械手動作流程1機械手手爪移動到上料位置（輸送帶或料倉等）上料手爪抓取準備加工的角磨減速箱體毛坯。2機械手豎直抬起，然后水平移動到數(shù)控車床頂門上方等待機內(nèi)上料。3數(shù)控車床頂門打開，機械手下料手爪豎直向下移動到夾具合適位置，抓取已完成的第一次的輸入軸方向車削的角磨減速箱體，然后上料手爪將毛坯上料給夾具夾持。4機械手夾持已完成的輸入軸方向車削的完成品，移動出數(shù)控車床，放到到需要第二次的輸出軸方向車削待加工，頂門關(guān)閉，開始自動加工第一次車削工藝。5機械手水平移動至毛坯存儲單元，完成毛坯上料，等待進入下一個上下料循環(huán)。6.3.3桁架機械手第二軸機械手動作流程第二軸流程思維與第一軸的一致，只是抓取待加工件的是已經(jīng)完成輸入軸方向的角磨減速箱體，完成第二次加工的輸出軸方向減速箱，釋放到輸送帶等形式，輸送至減速箱的鉆攻工藝產(chǎn)線。表6-3

桁架機械手參數(shù)桁架機械手參數(shù)序號項目（單位）參數(shù)1手爪抓取重量（kg）52工件毛坯直徑范圍（mm）30-1503工件毛坯厚度范圍（mm）20-1004桁架高高度（mm）34005桁架長度（mm）45006A軸（豎軸）行程（mm）10507A軸大移動速度（m/min）1208A軸重復定位精度（mm）±0.059B軸（橫軸）行程（mm）250010B軸大移動速度（m/min）16011B軸重復定位精度（mm）±0.0512機器人手爪旋轉(zhuǎn)重復精度（mm）±0.056.3.4桁架機械手夾具總體方案設(shè)計現(xiàn)設(shè)計第一軸上下料機械手的夾具為例，桁架機器人上下料系統(tǒng)的工藝動作分解。數(shù)控車床桁架機器人上下料系統(tǒng)的工藝動作按運動順序

分解如下：

圖6-17

桁架機械手夾具建模設(shè)計上下料系統(tǒng)手爪抓取料倉上料工位的工件。1.機器人手爪取料手爪隨著豎軸從料倉取料，豎軸向上運動2.機器人取料抬起桁架滑座帶動豎軸延橫軸平移到機床頂門上部。3.機器人滑座平移手爪隨著豎軸下移，手爪中心與卡盤中心重合。4.機器人送料下移手爪向車床夾具移動，完成上料動作。5.機器人平移上料項目六

自動化工夾具設(shè)計實訓6.4減速箱體料倉設(shè)計金華職業(yè)技術(shù)大學

黃鵬程6.4減速箱體料倉設(shè)計

工件存儲部件設(shè)計原則桁架機器人上下料系統(tǒng)的工件存儲部件需要滿足以下設(shè)計要求：工件存儲單元作為數(shù)控車床桁架機器人上下料系統(tǒng)的重要輔助單元。包含有料道、料倉等多種形式，主要功能是用于存儲待加工毛坯及加工成品工件。01滿足桁架上下料系統(tǒng)的目標工件尺寸要求02合理的結(jié)構(gòu)形式，可以提高上下料效率03考慮存儲零件的適用性和定位調(diào)整要求04安全、可靠的結(jié)構(gòu)，提高物流運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性6.4減速箱體料倉設(shè)計工件存儲部件形式選擇對比及依據(jù)圖6-18

托盤料倉布置方案圖結(jié)構(gòu)簡單、成本低，工件數(shù)量少，需要上料前定位裝置，工件換型定位需重新考慮；需要人工上下料對應，無法實現(xiàn)長時間全自動加工。輸送帶可多層存儲，工件數(shù)量多；工件換型調(diào)

整簡單；適合標準化料倉設(shè)計，成本易控制。不適用于大型、重型零件的存儲。旋轉(zhuǎn)料倉適合質(zhì)量較大的零件存儲

單層存儲，工件數(shù)量手托盤尺寸限制工件換型定位需要重新考慮安裝調(diào)試復雜，介質(zhì)易污染。托盤料倉結(jié)構(gòu)簡單，存儲數(shù)量多，可叉車運轉(zhuǎn)工件適用范圍較廣。雖本身成本較低，但機器人需要配置多軸關(guān)節(jié)機器人和視覺識別系統(tǒng)，成本昂貴。料框項目六

自動化工夾具設(shè)計實訓6.5自動化工夾具實訓金華職業(yè)技術(shù)大學

黃鵬程設(shè)計任務書NO.01項目名稱車床撥叉零件銑削夾具設(shè)計班級

設(shè)計人員

工序要求銑削CA6140車床撥叉零件工作面銑寬為80+0.03mm槽，采用三面刃銑刀。圖例

技術(shù)交底提供撥叉零件圖、加工工序卡。功能要求1、撥叉銑削人工上下料；2、二工位以上，采用手動或液壓夾緊；3、選用合適的立式銑床。技術(shù)參數(shù)性能指標1、滿足加工精度要求；2、夾具在銑床安裝調(diào)試方便；3、人工操作方便，效率高。設(shè)計內(nèi)容1、定位、夾緊、夾具體等分析與設(shè)計計算；2、三維軟件設(shè)計整機夾具一套；3、設(shè)計說明書一份。備注設(shè)計任務書NO.02項目名稱汽油機連桿銑大小頭平面的夾具設(shè)計班級

設(shè)計人員

工序要求銑削CA6140車床撥叉零件工作面銑寬為80+0.03mm槽，采用三面刃銑刀。連桿總成裝配圖

技術(shù)交底提供連桿總成零件圖、機加工工藝過程及其加工工序圖。功能要求1、連桿總成零件人工上下料；2、二工位以上，采用手動或液壓夾緊；3、選用合適的立式銑床。技術(shù)參數(shù)性能指標1、滿足加工精度要求；2、夾具在銑床安裝調(diào)試方便；3、人工操作方便，效率高。設(shè)計內(nèi)容1、定位、夾緊、夾具體等分析與設(shè)計計算；2、三維軟件設(shè)計整機夾具一套；3、設(shè)計說明書一份。備注設(shè)計任務書NO.03項目名稱汽油機連桿鏜孔夾具設(shè)計班級

設(shè)計人員

工序要求半精鏜大頭孔，精鏜小頭孔至工序尺寸，中心距為190±0.1mm

工序圖

技術(shù)交底提供連桿總成零件圖、機加工工藝過程及其加工工序圖。功能要求1、連桿總成零件人工上下料；2、采用液壓夾緊；3、T2115臥式鏜床上加工。技術(shù)參數(shù)性能指標1、滿足加工精度要求；2、夾具在鏜床安裝調(diào)試方便；3、人工操作方便，效率高。設(shè)計內(nèi)容1、定位、夾緊、夾具體等分析與設(shè)計計算；2、三維軟件設(shè)計整機夾具一套；3、設(shè)計說明書一份。備注設(shè)計任務書NO.04項目名稱切管機的自動送料夾具設(shè)計班級

設(shè)計人員

工序要求圖示為一種人工送料切管機，現(xiàn)擬設(shè)計開發(fā)自動送管裝置：金屬管材料，適用一定的管徑范圍，能調(diào)節(jié)切管長度，切割工作頭是可參照圖示的鋸片機設(shè)有舉抬機構(gòu)，整機具備自動切割控制系統(tǒng)。圖例

功能要求1、管料自動送進，送進距離（切割長度）可事先調(diào)節(jié)；2、夾持可靠，管料有一定的轉(zhuǎn)速；3、切割后有落料的空間；技術(shù)參數(shù)性能指標1、毛坯長管的初始長度6米；2、適用管徑范圍20mm-50mm；3、切割長度可調(diào)；4、工裝成本合理控制。設(shè)計內(nèi)容1、夾持送進機構(gòu)，可采用電機氣缸等方案，整個工裝與切割機機身安裝結(jié)構(gòu)等；2、三維軟件設(shè)計整體夾具一套；3、設(shè)計說明書一份。備注設(shè)計任務書NO.05項目名稱防盜門門框銷自動焊接夾具設(shè)計班級

設(shè)計人員

工序要求如下圖示防盜門框銷焊接尺寸要求，轉(zhuǎn)銷Φ20mm臺階處放置止推軸承（圖中未表示），轉(zhuǎn)銷Φ10.9mm外徑與焊接在門面上的母銷配合。內(nèi)銷中心離邊緣距離1.5mm，二個銷間距1370mm，防盜門框為中大批量生產(chǎn)，應用六關(guān)節(jié)機器人焊接，設(shè)計焊接夾具。圖示

功能要求1、門框、轉(zhuǎn)銷人工上料，定位裝置準確合理可靠，可采用氣缸夾緊；2、適用六關(guān)節(jié)機器人焊接，焊接機器人臂展1.4米；3、二個平行工位，分別進行焊接工作與人工上下料。技術(shù)參數(shù)性能指標1、圖示是左開門，夾具也能適用右開門，相對尺寸不變；2、保證二個銷軸的位置精度；3、夾具可靠，設(shè)置安全防護柵欄；設(shè)計內(nèi)容1、門框與門銷的定位、夾持結(jié)構(gòu)、焊接后銷軸定位的退出機構(gòu)、整機機身等；2、三維軟件設(shè)計整機夾具一套；3、設(shè)計說明書一份。備注設(shè)計任務書NO.06項目名稱電機轉(zhuǎn)子壓裝換向器夾具設(shè)計班級

設(shè)計人員

工序要求圖示為電機轉(zhuǎn)子總成與換向器的組件圖，電機轉(zhuǎn)子總成人工放置，換向器手工放置或自動供料，壓入換向器的動力可采用氣缸或伺服推桿。圖例

功能要求1、電機轉(zhuǎn)子總成人工上下料、換向器可人工或自動上料；2、鐵芯槽要對準換向器片中心；3、壓裝力合適；技術(shù)參數(shù)性能指標1、壓裝準確，保證壓裝長度尺寸120.7mm尺寸公差；2、壓力合適，壓裝不到位檢測報警；3、壓裝非輔助工作時間控制2s之內(nèi)；4、操作