太 原 工 业 学 院□吴 璞 兰 博

大秦铁路股份有限公司□夏长林

中北大学机械工程学院□景鸿翔

1 引言

目前在我国数控机床的上下料作业中， 多采用人工作业的方式完成。 然而机床上下料是一项强度大、 重复率高、 工作环境恶劣且具有一定危险性的工作， 传统的人工耗时长、 效率低已无法适应现代化生产的需求。 随着当今控制技术的进步与发展， 机器人技术的发展也逐步迎来了更高的水平， 达到了全新的高度。 工业生产过程中的手动操作、 人工上下料等传统生产方式逐渐被机器人自动作业所取代。

本文针对盘类零件的上下料加工作业需求，设计了一台基于单片机控制的直角坐标机器人。该机器人以机械本体结构为基础、 电动为驱动系统、 单片机为控制方式， 实现了机械、 电子、 控制等多学科的统合， 能够代替人工实现盘类零件的自动上下料作业。

2 物料分析与机器人结构设计

（1） 物料的选取

本设计中选取的物料为机械行业中典型的盘类零件——槽轮零件。 该物料外圆直径为80mm，厚度为4mm； 内圆直径为60mm， 厚度为6mm。其三维模型如图1 所示。

图1 槽轮毛胚的三维模型

（2） 末端执行机构的设计与仿真

由于物料的形状为圆形， 因此末端执行器手指部分采用V 形块结构， 通过V 形块的对心作用增加抓取时的容差。 同时将其安装形式设计为具有滑槽的活动形式， 并在滑槽内装有弹簧， 目的是为了进一步增加机器人末端执行机构在动作时的容差， 起到一定的缓冲作用。……