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随着工业生产自动化的发展，工业机械手是工业生产的必然产物，尤其是在自动化生产线上，机床自动上下料技术将具有更广阔的发展前景。数控机床在制造业中的大力推广使用使得加工效率和加工精度都有了极大地改善。但是，出于成本的考虑，国内大部分数控机床的上下料基本还是依靠传统的人工来实现，这种人工上下料的方式不仅无法保证工人的人身安全，而且在上下料的速度和精度上也难以满足现代自动化生产线的要求，并严重制约了我国机床行业的发展。
本文以盘类零件车削过程的自动上下料系统为研究对象，对于数控车床的上料机械手的关键技术进行了研究和应用，完成了机械手自动上下料系统的设计开发，具有一定理论意义和较为重要的实际应用价值。
首先，结合盘类零件进行车削加工时常见的自动上下料过程，论文对数控车床典型的龙门式上下料机械手的换料动作流程进行了分析和研究，指出了其存在的问题，并提出了新的机械手上下料系统设计方案。
然后，基于新的并行式上下料过程和设计要求，使用solidworks进行上下料机械手的三维建模，进行上料机械手机械结构的设计。选取关键部件并使用SolidWorks SimulationXpress进行应力分析，计算分析机械手手爪的夹持误差和夹紧力。
最后，为了满足机械手的实际设计要求，机械手上料系统采用的是气压驱动、PLC控制技术。针对机械手的气动原理，选择了合适的主气缸和设计了气动连接图。针对控制要求，选取了适当的PLC型号，为了方便整个系统的调试和维修、应付某些紧急情况，采用手动和自动相结合的操作方式，并编制了手动和自动控制程序梯形图。通过自动操作既提高了生产效率，又达到了很高的控制精度。