研究目的和意义：随着工业自动化的快速全面发展和科学技术的飞跃，制造业对工作效率和质量的要求也日益提高。传统的手工作业已经难以满足工业自动化的要求，因此，必须利用先进设备生产自动化机械以取代人的劳动，满足工业自动化的需求。其中，机械臂是工业自动化发展历程中的一项重要产物，它不仅能够代替人类完成高强度和危险的工作，还可以大幅度提升劳动生产的效率。在制造行业中，机械臂得到了越来越广泛的应用，已经发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中的一个重要组成部分。通过把机床设备和机械臂联立成为一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，适应性强。84906

目前我国很多制造加工工厂的生产线仍由人力完成笨重的数控机床装卸工件工作，劳动强度大，生产效率极低，成为我国实现工业自动化的一个绊脚石。为了提高生产加工的工作效率，降低成本，并使生产线发展成为柔性制造系统，实现现代自动化生产，针对具体的生产工艺，结合工业机器人技术，设计上下料机械臂代替人工工作，建立数控铣床自动上料加工平台。

  本设计通过对机械制造设计制造和机床电气化等部分大学四年所学知识进行实践利用，独立设计完成一个具备自动上下料加工的功能的平台，同时也能够比较充分的体现机械电子专业本科生应该具备的理论研究水平，锻炼实践动手能力和学以致用融会贯通的能力，具有较强的针对性和明确的实施目标。

研究现状：

  近几年，随着对工业自动化的追求，国内外对各种机械手的研究如火如荼，其研究的现状和趋势大体如下：

一．机械结构向可重构化和模块化发展。论文网

二．工业机器人控制系统向基于PC机的开发型控制器方向发展，便于标准化和网络化；器件集成度提高，结构紧凑小巧，且多采用模块化结构;这些可以大大提高工业机器人的系统的可靠性和易操作性。

三．工业机器人所采用的传感器作用日益重要，除了传统的速度、加速度、位置等传感器外，还逐步引进视觉、接触觉、听觉传感器，使工业机器人向智能化方向发展。

四．机械手产品标准化、模块化、通用化系列化设计。在结构上可大概区分为：关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式等；柔性仿形喷涂机械手开发，柔性仿形复合机构开发，控制系统开发，仿形伺服轴轨迹规划研究，系统动态仿真等等。

随着网络技术的发展机械手的联网功能也是未来发展的一个方向。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。它的特点是可以通过编程完成各种预期的作业任务，在结构和性能兼具人力和机器的各自特点。

文献[1]针对特定产品研究自动上下料机构来取代效率低下的人力操作；文献[2]则是FANUC公司针对数控机床研究的自动上下料平台，具有较好的代表性和针对性；文献[3]是给FANUC CNC集成FANUCROBOT的改造典型优秀案例；文献[4]是串联机器人多目标轨迹优化与运动控制研究，对工业机器人的控制；文献[5]研究的是轴承保持架上料机构，把工业机器人的结构、功能、实验进行更为具体仔细的研究分析；文献[6]针对棉麻纤维液氨改性成套装备自动送料系统设计，其中的PLC程序思路可以值得借鉴；文献[7]针对两台数控车床、料盘和物料箱组成的加工单元设计了一种五自由度机器人对数控车床组进行上下料。

自动上下料加工平台式工业机器人和数控机床的完美结合，具有：高精度化、高速度化、高柔性化、高自动化、高可靠性等优点，促使自动上下料加工平台逐步取代人力劳动，适应现代化制造业。