机械设计及其自动化专业毕业设计立式精锻机床自动上料

题目：立式精锻机自动上料机械手设计专业：机械设计制造及其自动化学号：姓名：指导教师：学习中心：青岛科技大学机电工程学院二零一二年十月

题目立式精锻机自动上料机械手设计题目类型：工程设计√技术专题研究理论研究软硬件产品开发1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求1）、规格参数：抓重:60公斤；自由度数:4个；坐标型式:圆柱坐标；最大工作半径:1700毫米；手臂最大中心高:2300毫米手臂运动参数:手臂伸缩范围:0～500毫米；手臂伸缩速度:伸出176毫米/秒，缩回233毫米/秒；手臂升降范围:0～600毫米；手劈升降速度:上升102豪米/秒，下降152毫米/秒；手臂回转范围:0°～200°(实际使用为95°)；手臂回转速度:63°/秒手腕运动参数：手腕回转范围:0°～180°；手腕回转速度：201°/秒手指夹持范围：Φ30～Φ120毫米驱动方式:液压2）、设计要求：（1）、全部设计图纸用AutoCAD绘制；（2）、设计说明书1份（40页以上）。2．指定查阅的主要参考文献及说明（1）机械零件设计手册（2）工业机械手图册（3）机械设计手册（4）其他相关参考资料3．进度安排设计（论文）各阶段名称起止日期1查阅相关参考资料，完成开题报告2011.9.10—2011.9.302结构设计2011.10.1—2011.10.83编写设计说明书2011.10.10—2011.11.54毕业设计（论文）的修改、答辩的准备2011.11.10—2011.12.1指导教师：年月日学院审查意见：审批人：年月日

诚信承诺本设计是本人独立完成；本设计没有任何抄袭行为；三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消

本人答辩（评阅）资格。承诺人：年月日

摘要本文介绍了立式精锻机自动上料机械手与其它设备的配置关系及工作过程，并对机械手的动作进行了分析，详细论述了机械手总体方案的设计，特别是对实现预期要求动作的各种方案进行了比较分析，进而得出最终方案。根据手臂的动作要求，采用圆柱坐标型机械手；机械手的自由度数为四个，它们是大臂的升降和回转运动，小臂的伸缩运动，手腕的回转运动；机械手手部结构采用两支点回转型；机械手驱动方式采用液压驱动。控制方式为点位程序控制。本次设计主要进行大臂升降及回转机构设计、手臂及伸缩结构设计、手部结构设计，并且对液压系统进行理论分析和比较。关键词：双作用式油缸；点位控制；液压系统；结构设计目录第一章绪论………………91.1机械手的基本概念……………………91.2机械手的分类及简史…………………101.2.1机械手的分类…………………101.2.2机械手的简史…………………101.3机械手的应用简况…………………101.4机械手的发展趋势…………………111.5机械手的组成………………………121.5.1.执行机构………………………121.5.2.驱动机构………………………121.5.3.控制系统………………………121.6应用机械手的意义……………………12第二章系统设计方案………………132.1机械手的设计参数…………………132.2机械手的工艺流程…………………142.3机械手的工作过程……………………142.4机械手的总体结构……………………142.5机械手的坐标型式与自由度…………152.6机械手的手部结构方案设计…………152.7机械手的手腕结构方案设计…………162.8机械手的手臂结构方案设计…………162.9机械手的驱动方案设计………………162.10机械手的控制方案设计………………16第三章机械手各机构设计………173.1手部设计计算…………173.1.1手部设计要求………………………173.1.2拉紧装置设计………………………183.2腕部设计计算………………………193.2.1计算扭矩M1………………………193.2.2油缸（伸缩）及其配件的估算扭矩M2………………203.2.3摆动缸的摩擦力矩M摩……………203.3手臂伸缩机构设计……………………213.4机身和机座的设计计算……………233.4.1电机的选择……………………233.4.2减速器的选择…………………243.4.3螺杆的设计与校核…………………26第四章机械手的液压部分………274.1液压系统简介………………………274.1.1液压系统的工作原理……………274.1.2液压传动的工作特性……………274.1.3液压系统的组成…………………284.1.4液压系统的优、缺点……………284.2自动上料机械手液压系统……………294.3大臂升降油缸…………324.3.1工作载荷的计算…………………324.3.2主要尺寸的确定…………………324.3.3校核……………324.4液压缸主要部件的设计和材料选择………………334.4.1缸筒…………334.4.2活塞…………334.4.3缸盖及活塞杆导向套…………334.4.4活塞杆…………334.5液压缸的缓冲、排气与密封……………34总结…………………………35致谢…………………………36参考文献…………………37第一章绪论机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。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。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。1.1机械手的基本概念机械手（又称机器人，机械人，英文名：Robot）,机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。机械手是一种能模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序、轨迹及其它要求，实现抓取、搬运工件或操纵工具的自动化装置。我国国家标准(GB/T12643-90)对机械手的定义:“具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓放物体，或进行其它操作的机械装置。1.2机械手的分类及简史工业机械手的种类很多，关于分类的问题，目前在国内尚无统一的分类标准，在此暂按使用范围、驱动方式和控制系统等进行分类。1.2.1机械手的分类（一）按用途分机械手可分为专用机械手和通用机械手两种：1、专用机械手它是附属于主机的、具有固定程序而无独立控制系统的机械装置。专用机械手具有动作少、工作对象单一、结构简单、使用可靠和造价低等特点，适用于大批量的自动化生产的自动换刀机械手，如加工中心。2、通用机械手它是一种具有独立控制系统的、程序可变的、动作灵活多样的机械手。格性能范围内，其动作程序是可变的，通过调整可在不同场合使用，驱动系统和控制系统是独立的。通用机械手的工作范围大、定位精度高、通用性强，适用于不断变换生产品种的中小批量自动化的生产。通用机械手按其控制定位的方式不同可分为简易型和伺服型两种。(二)按驱动方式分1、液压传动机械手是以液压的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是:抓重可达几百公斤以上、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏。但对密封装置要求严格，不然油的泄漏对机械手的工作性能有很大的影响，且不宜在高温、低温下工作。2、气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是:介质李源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在30公斤以下，在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。3、机械传动机械手即由机械传动机构(如凸轮、连杆、齿轮和齿条、间歇机构等)驱动的机械手。它是一种附属于工作主机的专用机械手，其动力是由工作机械传递的。它的主要特点是运动准确可靠，用于工作主机的上、下料。动作频率大，但结构较大，动作程序不可变。4、电力传动机械手即有特殊结构的感应电动机、直线电机或功率步进电机直接驱动执行机构运动的械手，因为不需要中间的转换机构，故机械结构简单。其中直线电机机械手的运动速度快和行程长，维护和使用方便。此类机械手目前还不多，但有发展前途。(三)按控制方式分1、点位控制它的运动为空间点到点之间的移动，只能控制运动过程中几个点的位置，不能控制其运动轨迹。2、连续轨迹控制它的运动轨迹为空间的任意连续曲线，其特点是设定点为无限的，整个移动过程处于控制之下，可以实现平稳和准确的运动，并且使用范围广，但电气控制系统复杂。1.2.2机械手的简史机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教形的。1962年，美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机械手。1962年美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机械手。1978年美国Unimate公司和斯坦福大学，麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差小于±1毫米。联邦德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进两种机械手后大力从事机械手的研究。目前，工业机械手大部分还属于第一代，主要依靠工人进行控制；改进的方向主要是降低成本和提高精度。第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，是机械手具有感觉机能。第三代机械手则能独立完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系，并逐步发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中的重要一环。1.3机械手的应用简况现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。因此，装卸、搬运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力，改善热、累等劳动条件。国内机械手工业、铁路工业中首先在单机、专机上采用机械手上下料，减轻工人的劳动强度。国外铁路工业中应用机械手以加工铁路车轴、轮等大、中批零件。并和机床共同组成一个综合的数控加工系统。采用机械手进行装配更始目前研究的重点，国外已研究采用摄象机和力传感装置和微型计算机连在一起，能确定零件的方位达到镶装的目的。1.4机械手的发展趋势目前工业机械手主要用于机床加工、铸造、热处理等方面，无论数量、品种和性能方面还是不能满足工业发展的需要。在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专用机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。将机械手各运动构件，如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构以及根据不同类型的加紧机构，设计成典型的通用机构，所以便根据不同的作业要求选择不同类型的基加紧机构，即可组成不同用途的机械手。既便于设计制造，有便于更换工件，扩大应用范围。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。国外机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。使它具有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。如位置发生稍许偏差时，即能更正并自行检测，目前已经取得一定成绩。更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。1.5机械手的组成机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。其组成及相互关系如下图：1.5.1.执行机构(如图1.5.1所示)图1.5.1（1）手部手部安装在手臂的前端。手臂的内孔装有转动轴，可把动作传给手腕，以转动、伸屈手腕，开闭手指。本课所指的机械手仅需开闭手指。机械手手部的机构系模仿人的手指，分为无关节，固定关节和自由关节三种。手指的数量又可以分为二指、三指和四指等，其中以二指用的最多。可以根据夹持对象的形状和大小配备多种形状和尺寸的夹头，以适应操作需要。本课所做的机械手采用二指形状。（2）手臂手臂有无关节和有关节手臂之分本课所做的机械手的手臂采用无关节臂手臂的作用是引导手指准确的抓住工件，并运送到所需要的位置上。为了使机械手能够正确的工作，手臂的三个自由度都需要精确的定位。本课题所做的机械手在手臂的上升、下降、前伸、后退、左转、右转三个方向的定位均采用行程开关控制，以保证定位的精度。总括机械手的运动离不开直线移动和转动二种，因此，它采用的执行机构主要是直线油缸、摆动油缸、电液脉冲马达、伺服油马达、直流伺服马达和步进马达等。躯干是安装手臂、动力源和执行机构的支架。1.5.2.驱动机构驱动机构主要有四种：液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。其中以液压气动用的最多，占90%以上，电动、机械驱动用的较少。液压驱动主要是通过油缸、阀、油泵和油箱等实现传动。它利用油缸、马达加上齿轮、齿条实现直线运动；利用摆动油缸、马达与减速器、油缸与齿条、齿轮或链条、链轮等实现回转运动。液压驱动的优点是压力高、体积小、出力大、运动平缓，可无级变速，自锁方便，并能在中间位置停止。缺点是需要配备压力源，系统复杂成本较高。气压驱动所采用的元件为气压缸、气压马达、气阀等。一般采用4-6个大气压，个别的达到8-10个大气压。它的优点是气源方便，维护简单，成本低。缺点是出力小，体积大。由于空气的可压缩性大，很难实现中间位置的停止，只能用于点位控制，而且润滑性较差，气压系统容易生锈。为了减少停机时产生的冲击，气压系统装有速度控制机构或缓冲机构。1.5.3.控制系统机械手控制系统的要素，包括工作顺序、到达位置、动作时间和加速度等。控制系统可根据动作的要求，设计采用数字顺序控制。它首先要编制程序加以存储，然后再根据规定的程序，控制机械手进行工作。1.6应用机械手的意义随着科学技术的发展，机械手也越来越多的地被应用。在机械工业中，铸、焊、铆、冲、压、热处理、机械加工、装配、检验、喷漆、电镀等工种都有应用的实理。其他部门，如轻工业、建筑业、国防工业等工作中也均有所应用。在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下：1.以提高生产过程中的自动化程度应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。2.以改善劳动条件，避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。3.可以减轻人力，并便于有节奏的生产应用机械手代替人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。综上所述，有效的应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。第二章系统设计方案2.1机械手的设计参数抓重：60kg；自由度数：4个；坐标形式：圆柱坐标；最大工作半径：1700毫米；手臂最大中心高：2300毫米；手臂运动参数；手臂伸缩范围：0~500毫米手臂伸缩速度：伸出176毫米每秒；缩回233毫米每秒；手臂升降范围：0~600毫米；手臂升降速度：上升102毫米每秒；下降152毫米每秒；手臂回转范围：00~2000(实际使用为950)；手臂回转速度：630每秒；手腕运动参数：手腕回转范围:00~1800；手腕回转速度：2010每秒；手指夹持范围：Φ30-Φ120毫米；缓冲方式及定位方式：手臂伸缩：伸出时由行程开关适时切断油路，手臂缓冲，缩回时由行程开关控制返回终了位置。手臂升降：上升时是靠可调碰铁触动行程开关而发信，使电液换向阀变为“o”型滑阀机能，切断油路而实现缓冲定位，下降时靠油缸端部节流缓冲，由行程开关控制终了位置。手臂回转：采用行程节流阀（双向使用）减速缓冲，用定位油缸驱动定位销而定位。手腕回转：采用行程开关发信，切断油路滑行缓冲，死挡块定位。驱动方式：液压控制方式：点位程序控制2.2机械手的工艺流程机械手原位→机械手前伸→机械手上升→机械手抓取并夹紧→机械手后退机械手左转→机械手前伸→机械手松开→机械手下降→机械手右转→退至原位2.3机械手的总体结构本机械手系统由执行系统、驱动系统和控制系统组成。执行系统包括手部、手臂、手腕。驱动系统包括动力源、控制调节装置和辅助装置组成。控制系统由程序控制系统和电气系统组成。

2.4机械手的工作过程立式精锻机和自动上料机械手等的配置如图2-4-1所示。被加热的坯料由运输车2送到上料位置后，自动上料机械手3将热坯料搬运到立式精锻机1上锻打，其成品锻件由下料机械手4送立式精锻机上取下并送到转换机械手5上，转换机械手先把锻件翻转90°成水平位置，由丙烷切割装置6将两端切齐，切割完毕，转换机械手5的手臂再水平回转87°，将锻件水平放置到下料运输装置7上，运送到车间外面的料仓处进行冷却。自动上料机械手3在此精锻生产线上可以完成取料、喂料和变换工位等动作。2.5机械手的坐标型式与自由度选择按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其坐标型式可分为直角坐标式、圆柱坐标式、球坐标式和关节式。由于本机械手在上下料时手臂具有升降、收缩及回转运动，因此，采用圆柱坐标型式。相应的机械手具有三个自由度，为了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂摆动机构，从而增加一个手臂上下摆动的自由度。2.6机械手的手部结构方案设计为了使机械手的通用性更强，把机械手的手部结构设计成可更换结构，当工件是棒料时，使用夹持式手部。夹持式手部是利用夹钳的开闭来夹紧和抓紧工件的，按其结构又分为两指或多指，回转和平移，外夹和内撑等多种形式。2.7机械手的手腕结构方案设计考虑到机械手的通用性，同时由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。因此，手腕设计成回转结构，实现手腕回转运动的机构为回转液压缸。2.8机械手的手臂结构方案设计按照抓取工件的要求，本机械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左右回转和降(或俯仰)运动。手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移。手臂的各种运动由液压缸来实现。2.9机械手的驱动方案设计由于液压传动系统传动平稳、结构紧凑、动作灵敏，成本低廉，因此本机械手采用液压压传动方式。若采用液压伺服控制机构，还能实现连续轨迹控制。2.10机械手的控制方案设计考虑到机械手的通用性，同时使用点位控制，因此我们采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制。当机械手的动作流程改变时，只需改变PLC程序即可实现，非常方便快捷。第三章机械手结构设计3.1机械手手部设计计算3.1.1手部设计要求1、有适当的夹紧力手部在工作时，应具有适当的夹紧力，以保证夹持稳定可靠，变形小，且不损坏工件的已加工表面。对于刚性很差的工件夹紧力大小应该设计得可以调节，对于笨重的工件应考虑采用自锁安全装置。2、有足够的开闭范围夹持类手部的手指都有张开和闭合装置。工作时，一个手指开闭位置以最大变化量称为开闭范围。对于回转型手部手指开闭范围，可用开闭角和手指夹紧端长度表示。手指开闭范围的要求与许多因素有关，如工件的形状和尺寸，手指的形状和尺寸，一般来说，如工作环境许可，开闭范围大一些较好。图3-1机械手开闭示例简图3、力求结构简单，重量轻，体积小手部处于腕部的最前端，工作时运动状态多变，其结构，重量和体积直接影响整个机械手的结构，抓重，定位精度，运动速度等性能。因此，在设计手部时，必须力求结构简单，重量轻，体积小。4、手指应有一定的强度和刚度5、其它要求因此送料，夹紧机械手，根据工件的形状，采用最常用的外卡式两指钳爪，夹紧方式用常闭史弹簧夹紧，松开时，用单作用式液压缸。此种结构较为简单，制造方便。3.1.2拉紧装置设计如图4.1.2-1所示：油缸右腔停止进油时，弹簧力夹紧工件，油缸右腔进油时松开工件。图3-2油缸示意图1、右腔推力为FP=（π／4）D²P（3.1）=（π／4）0.5²2510³=4908.7N2、根据钳爪夹持的方位，查出当量夹紧力计算公式为：F1=（2b／a）（cosα′）²N′（3.2）其中N′=498N=392N，带入公式3.2得：F1=（2b／a）（cosα′）²N′=(2150/50)（cos30º）²392=1764N则实际加紧力为F1实际=PK1K2/η（3.3）=17641.51.1/0.85=3424N经圆整F1=3500N3、计算手部活塞杆行程长L,即L=（D/2）tgφ（3.4）=25×tg30º=23.1mm经圆整取l=25mm4、确定“V”型钳爪的L、β。取L/Rcp=3（3.5）式中：Rcp=P/4=200/4=50（3.6）由公式（2.5）（2.6）得：L=3×Rcp=150取“V”型钳口的夹角2α=120º，则偏转角β按最佳偏转角来确定，查表得：β=22º39′5、机械运动范围（速度）（1）伸缩运动Vmax=500mm/sVmin=50mm/s（2）上升运动Vmax=500mm/sVmin=40mm/s（3）下降Vmax=800mm/sVmin=80mm/s（4）回转Wmax=90º/sWmin=30º/s所以取手部驱动活塞速度V=60mm/s6、手部右腔流量Q=sv（3.7）=60πr²=60×3.14×25²=1177.5mm³/s7、手部工作压强P=F1/S=3500/1962.5=1.78Mpa（3.8）3.2腕部设计计算腕部是联结手部和臂部的部件，腕部运动主要用来改变被夹物体的方位，它动作灵活，转动惯性小。本课题腕部具有回转这一个自由度，可采用具有一个活动度的回转缸驱动的腕部结构。要求：回转±90º角速度W=45º/s以最大负荷计算：当工件处于水平位置时，摆动缸的工件扭矩最大，采用估算法，工件重10kg，长度l=650mm。3.2.1计算扭矩M1设重力集中于离手指中心200mm处，即扭矩M1为：M1=F×S（3.9）=10×9.8×0.2=19.6（N·M）工件FSFSF图3-3腕部受力简图3.2.2油缸（伸缩）及其配件的估算扭矩M2F=5kgS=10cm带入公式3.9得M2=F×S=5×9.8×0.1=4.9（N·M）3.2.3摆动缸的摩擦力矩M摩F摩=300（N）（估算值）S=20mm（估算值）M摩=F摩×S=6（N·M）4、摆动缸的总摩擦力矩MM=M1+M2+M摩=30.5（N·M）（3.10）5.由公式（4.2）T=P×b（ΦA1²-Φmm²）×106/8（3.11）其中：b—叶片密度，这里取b=3cm；ΦA1———摆动缸内径,这里取ΦA1=10cm；Φmm———转轴直径,这里取Φmm=3cm。所以代入（3.11）公式P=8T/b（ΦA1²-Φmm²）×106=8×30.5/0.03×（0.1²-0.03²）×106=0.89Mpa又因为W=8Q/（ΦA1²-Φmm²）b所以Q=W（ΦA1²-Φmm²）b/8φA1=（π/4）（0.1²-0.03²）×0.03/8=0.27×10-4m³/s=27ml/s3.3手臂伸缩机构设计手臂是机械手的主要执行部件。它的作用是支撑腕部和手部，并带动它们在空间运动。臂部运动的目的，一般是把手部送达空间运动范围内的任意点上，从臂部的受力情况看，它在工作中即直接承受着腕部、手部和工件的动、静载荷，而且自身运动又较多，故受力较复杂。机械手的精度最终集中在反映在手部的位置精度上。所以在选择合适的导向装置和定位方式就显得尤其重要了。手臂的伸缩速度为200m/s，行程L=500mm1、手臂右腔流量，公式（3.7）得：Q=sv=200×π×40²=1004800mm³/s=0.1/10²m³/s=1000ml/s2、手臂右腔工作压力，公式（3.8）得：P=F/S（3.12）式中：F——取工件重和手臂活动部件总重，估算F=10+20=30kg，F摩=1000N。所以代入公式（3.12）得：P=（F+F摩）/S=（30×9.8+1000）/π×40²=0.26Mpa3、绘制机构工作参数表如图3.3-1所示：图3-4机构工作参数表4、由初步计算选液压泵所需液压最高压力P=1.78Mpa所需液压最大流量Q=1000ml/s选取CB-D型液压泵（齿轮泵）此泵工作压力为10Mpa，转速为1800r/min，工作流量Q在32—70ml/r之间，可以满足需要。5、验算腕部摆动缸：T=PD（ΦA1²-Φmm²）ηm×106/8（3.13）W=8θηv/（ΦA1²-Φmm²）b（3.14）式中：ηm—机械效率取：0.85～0.9ηv—容积效率取：0.7～0.95所以代入公式（3.13）得：T=0.89×0.03×（0.1²-0.03²）×0.85×106/8=25.8（N·M）T<M=30.5（N·M）代入公式（3.14）得：W=（8×27×10-6）×0.85/（0.1²-0.03²）×0.03=0.673rad/sW<π/4≈0.785rad/s因此，取腕部回转油缸工作压力P=1Mpa流量Q=35ml/s圆整其他缸的数值：手部抓取缸工作压力PⅠ=2Mpa流量QⅠ=120ml/s小臂伸缩缸工作压力PⅠ=0.25Mpa流量QⅠ=1000ml/s3.4机身和机座的设计计算机身的直接支承和传动手臂的部件。一般实现臂部的升降、回转或俯仰等运动的驱动装置或传动件都安装在机身上，或者就直接构成机身的躯干与底座相连。因此，臂部的运动愈多，机身的结构和受力情况就愈复杂，机身既可以是固定式的，也可以是行走式的,如图4.4-1所示。图3-51机身机座结构图臂部和机身的配置形式基本上反映了机械手的总体布局。本课题机械手的机身设计成机座式，这样机械手可以是独立的，自成系统的完整装置，便于随意安放和搬动，也可具有行走机构。臂部配置于机座立柱中间，多见于回转型机械手。臂部可沿机座立柱作升降运动，获得较大的升降行程。升降过程由电动机带动螺柱旋转。由螺柱配合导致了手臂的上下运动。手臂的回转由电动机带动减速器轴上的齿轮旋转带动了机身的旋转，从而达到了自由度的要求。3.4.1电机的选择机身部使用了两个电机，其一是带动臂部的升降运动；其二是带动机身的回转运动。带动臂部升降运动的电机安装在肋板上，带动机身回转的电机安装在混凝土地基上。（1）、带动臂部升降的电机：初选上升速度V=100mm/sP=6KW所以n=（100/6）×60=1000转/分选择Y90S-4型电机，属于笼型异步电动机。采用B级绝缘，外壳防护等级为IP44，冷却方式为I（014）即全封闭自扇冷却，额定电压为380V，额定功率为50HZ。如图4.4.1-1Y90S-4电动机技术数据所示：型号额定功率KW满载时堵转电流堵转转矩最大转矩电流A转速r/min效率%功率因素额定电流额定转矩额定转矩Y90S-41.12.71400790.786.52.22.2图3-6Y90S-4电动机技术数据（2）、带动机身回转的电机：初选转速W=60º/sn=1/6转/秒=10转/分由于齿轮i=3减速器i=30所以n=10×3×30=900转/分选择Y90L-6型笼型异步电动机电动机采用B级绝缘。外壳防护等级为IP44，冷却方式为I（014）即全封闭自扇冷却，额定电压为380V，额定功率为50HZ。如图3-7Y90L-6电动机技术所示：图3=7Y90L-6电动机技术3.4.2减速器的选择减速器的原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。用来降低转速和增转矩，以满足工作需要。初选WD80型圆柱蜗杆减速器。WD为蜗杆下置式一级传动的阿基米德圆柱蜗杆减速器。蜗杆的材料为38siMnMo调质蜗轮的材料为ZQA19-4中心矩a=80Ms×q=4.0×11（3.15）传动比I=30传动惯量0.265×10ˉ³kg·m²3.4.3螺杆的设计与校核螺杆是机械手的主支承件，并传动使手臂上下运动。螺杆的材料选择：从经济角度来讲并能满足要求的材料为铸铁。螺距P=6mm梯形螺纹螺纹的工作高度h=0.5P（3.16）=3mm螺纹牙底宽度b=0.65P=0.65×6=3.9mm（3.17）螺杆强度[σ]=σs/3～5（3.18）=150/3～5=30～50Mpa螺纹牙剪切[τ]=40弯曲[σb]=45～55（1）、当量应力(3.19)式中T——传递转矩N·mm[σ]——螺杆材料的许用应力所以代入公式（4.19）得：σ=（4×200×9.8/πd1²）²+3（200×9.8×0.6/0.2d1³）²=（2495/d1²）²+3（61.2/d1³）²≤30～50×106=（2495/d1²）²+3（61.2/d1³）²≤900～2500×1012=6225025/d14+11236/d16≤900～2500×1012 =6225025d12+11236≤900d16×1012=6225025×0.0292+11236≤900×0.0296×1012即16471pa＜535340pa合格（2）、剪切强度Z=H/P=160/6（旋合圈数）（3.20）τ=F/πd1bz（3.21）=200×9.8/π×0.029×3.9×（160/6）×10-3=206.8×103pa=0.206Mpa＜[τ]=40Mpa（3）、弯曲强度σb=3Fh/πd1b2z=3×200×9.8×3/π×2.9×3.92×（160/6）=0.48Mpa＜[σ]=45Mpa合格第四章机械手的液压系统设计液压系统相对于机械传动来说，是一门新兴的技术。由于液压传动具有许多突出的优点，因而目前已广泛的应用在工、农业机械、机床、交通运输、船舶控制、飞机、导弹等各方面。4.1液压系统简介4.1.1液压系统的工作原理所谓液压系统就是以液体为介质，依靠运动者的液体的压力能来传递力的。液压系统工作是，液压泵把电动机传来的回转式机械能转变成油液的压力能：油液被输送到液压缸（或液压马达）后，又由液压缸（或液压马达）把油液的压力能变为直线式（或回转式）的机械能输出。液压系统中的油液在受调节、控制的状态下进行工作的因此液压传动和液压控制在这个意义上来说难以截然分开。液压系统必须满足其执行元件在力和速度方面的要求。4.1.2液压传动的工作特性液压系统工作是外界负载越大（在有效承压面积一定的前提下）所需要的压力也越大，反之亦然。因此液压系统的由压力（简称系统的压力，下同）大小取决于外界负载。负载大，系统压力大；负载小，系统压力小；负载为零，系统压力为零。另外，活塞或工作台的运动速度（简称系统的速度，下同）取决于单位时间通过节流阀进入液压缸中油液的体积即流量。流量越大（在有效承压面积一定的前提下）系统的速度越快，反之亦然。流量为零，系统的速度亦为零。液压系统的压力和外在负载，速度和流量的这两个关系称作液压传动的两个工作特性。4.1.3液压系统的组成液压系统由以下五个部分组成：（1）动力元件它是将原动机输入的机械能转换为液压能的装置。液压泵即为动力元件。（2）执行元件它是将液体的压力能转换为机械能的装置，以驱动部件。液压缸和液压马达即为执行元件。（3）控制调节元件控制调节元件是指各种阀类元件，它们的作用是控制液压系统中油液的压力、流量和方向，以保证执行元件完成预期的工作运动。（4）辅助元件辅助元件是指油箱、油管、管接头、滤油器、压力表、流量表等。（5）工作介质在液压系统中使用液压油（通常为矿物油）。4.1.4液压系统的优、缺点液压系统与机械、电力等传动相比。有以下特点：（1）能方便的进行无级调速，调速范围大。（2）体积小，、重量轻、功率大。一方面，在相同输出功率的前提下，其体积小、重量轻、惯性小、动作灵敏，这对于液压自动控制系统有重要的意义。另一方面，在体积或重量相近的情况下，其输出功率大，能传递较大的扭矩或推力（如万吨水压力等）。（3）控制和调节简单、方便、省力，易实现自动化控制和过载保护。（4）可实现无间隙传动，运动平稳。（5）因为传动介质为油液，故液体元件有自我润滑作用，使用寿命长。6）液压元件实现了标准化、系列化、通用化、便于设计、制造和推广使用。（7）可以采用大推力的液压缸和大扭矩的液压马达直接带动负载，从而失去了中间的减速装置，使传动简化。4.1.5液压传动的主要缺点：（1）漏由于作为传动介质的液体是在一定的压力下，有时是在较高的压力下工作的，因此在有相对运动的表面间不可避免要产生泄漏。同时，由于油液并不是不可以压缩的，油管等也回产生弹性变形，所以液压传动不宜用在传动比要求较严格的场合。（2）震液压传动中的“液压冲击和空穴现象”会产生很大的震动和噪声。（3）热在能量转换和传递过程中，由于存在机械摩擦、压力损失、泄漏损失，因而易使油液发热，总效率降低，故液压传动不宜远距离转动。（4）液压传动性能对温度比较敏感，故不宜在高温及低温下工作。液压传动装置对油液的污染也较敏感，故要求有良好的过滤设施。（5）液压元件加工要求高一般情况下又要求有独立的能源（如液压泵站），这些可能使产品成本提高。（6）液压系统出现鼓故障时不宜追查原因，不宜迅速排除。综上所述，液压传动由于其优点比较突出，故在工、农业各个部门获得广泛的应用。它的某些缺点随着生产技术的不断发展、提高，正在逐步得到克服。由于液压传动相对于机械传动有以上几个突出的优点，所以确定机械手的前伸后退、左转右转、夹紧放松三部分动作用液压传动来实现。4.2自动上料机械手液压系统如图5.2-1所示，该系统采用双联叶片泵（YB-35/18）驱动，其系统压力为30公斤力/厘米²，邮箱容积为250升。机械手手臂伸缩、升降时为得到较高速度，两泵同时供油，其余动作仅小泵供油，大泵自动卸荷。手臂伸缩、升降、回转及手腕回转，采用单向调速阀（QI-63B、QI-25B、QI-10B）回程节流调速。手臂升降液压支路设置有单向顺序阀（XI-63B），用来防止手臂升起后工作时因自重而下滑，故起支撑作用。手指夹紧油路装置有液控单向阀（IY-25B），用来防止因油路压力波动（特别是油压下降时）引起夹持力的降低，确保加持共建牢固。减压阀（J-10B）在系统中既可供给定位油缸所要求的低压油（15~18公斤力/厘米²），又可作为电液换向阀（34DY-63B）的控制支路。油路中两个二位二通换向阀（22D-10B）的作用为使油泵自动卸荷，以防止油温过高。4.3大臂升降油缸设计计算大臂部的升降油缸采用双作用式直线油缸。4.3.1工作载荷的计算油缸提升的工作载荷为F,则F＝K(G+Fa)/η其中K——安全系数，取K＝1.5G——运动部件所受的重力，若取m＝300kg，则G＝mg＝300×9.8＝2940NFa——惯性载荷，Fa＝G·a/g,取起动时油缸活塞加速度a＝14m/s,则Fa＝G·a/g＝980×14/9.8＝4200Nη——液压缸的机械效率，取η＝0.9∴F＝K(G+Fa)/η＝1.5×(2940+4200)/0.9＝11900N4.3.2主要尺寸的确定D＝其中，φ——活塞杆直径d与D的比值，即φ＝d/D,这里取φ＝0.52。F——工作载荷，前已计算过，为11900N.——工件提升时有杆腔的压强，取＝2MPa——工件提升时无杆腔的压强，取＝0MPa最后得液压缸内径也即活塞直径D＝＝＝105.13mm若按标准取D＝115mm,则取d＝D＝115×0.52＝60mm∴取D＝115mm,d＝60mm。(3)液压缸行程的制定升降液压缸的行程在总体方案中根据工艺要求已给出，这里为600mm.4.3.3校核（1）刚筒壁厚在中低压液压系统中，刚筒壁厚往往由结构工艺要求决定，一般不要校核。（2）活塞杆直径的校核d式中F——活塞杆上的作用力[]——活塞杆材料的许用应力，[]＝b/1.4b＝598MPad＝＝50.35mm所以活塞杆符合要求。（3）缸盖固定螺栓的校核ds式中F——液压缸负载；K——螺纹拧紧系数，k＝1.12～1.5；Z——固定螺栓个数；——螺栓材料的许用应力；[]＝s/(1.22～2.5),s为材料屈服点s＝225MPads＝＝3.6mm故联接螺栓符合要求。4.4液压缸主要部件的设计和材料选择4.4.1缸筒工程机械、锻压机械等工作压力较高的场合，常用20、35、45号钢的无缝钢管。其中，20号钢用的较少，因为其较软，机械强度也低，加工粗糙度不宜保证。须与缸盖、管接头、耳轴等零件焊接的缸筒用35号钢，并在粗加工后调质。不与其它零件焊接的缸筒，常用45号钢调质，调制处理的目的是保证强度高、加工性好，一般调质到HB241～HB285。这里液压缸筒选用45号钢调质.缸筒内径采用H7配合。内孔表面的粗糙度，当活塞采用橡胶密封圈时，取R0.4～R0.1。4.4.2活塞活塞材料常用耐磨铸铁、铝合金或钢外面覆盖一层青铜、黄铜和尼龙等耐磨套。本方案活塞材料选用45号钢。4.4.3缸盖及活塞杆导向套缸盖采用35号钢或45号钢锻件，或ZG35、ZG45及HT250、HT300、HT350等铸铁材料。活塞杆导向套可以是缸盖本身，但最好在内表面堆焊黄铜、青铜或其它耐磨材料。活塞杆导向套也可另外压入，采用铸铁、黄铜、青铜、或尼龙。这里材料选取45号钢。4.4.4活塞杆活塞杆有实心和空心两种。实心的用35或45号钢，要求高的可用40Gr钢。空心的用35号、45号无缝钢管、并要求活塞杆的一端留出焊接和热处理的通气孔。缸的活塞杆也选45号钢。4.5液压缸的缓冲、排气与密封以上设计液压缸负载不是很大，而且运行速度慢，所以不设置制动机构。这两个液压缸直径和行程不是很大，不再专门设置排气装置，安装时一次将气排空。关于密封，活塞与缸筒间、缸筒与活塞杆导套间采用O型密封圈,活塞杆与活塞杆导套间采取Y型密封圈，Y型密封圈的唇边面向高压区。为防止大臂安装后会出现偏心，在安装现场调配平衡重。总结三个月的毕业设计转眼间就到了扫尾阶段，在这三个月的设计学习过程中，我取得了长足的进步。我的毕业设计的课题是机械手的设计，这是一个我以前所没有接触的。我对它来说完全是一个陌生者，经过指导老师的帮助和对参考资料的拜读，我已经对机械手有了一定的了解。机械自动化是工业发展的一个方向，它有着广阔的市场，属于实际需要去研制的一种项目。机械手能模仿人体上肢的某些动作，就需要有一定的灵敏度，对设计的要求较高。通过这次设计，提高了我分析和解决问题的能力，扩宽和深化了学过的知识，掌握了设计的一般程序规范和方法，培养了我们正确使用机身材料、国家标准、图册等工具书的能力。毕业设计是对未来工作的一种模拟。通过这次设计，我对未来所从事的工作充满了信心！致谢经过几个月的忙碌和工作，本次毕业论文设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业论文，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，想要完成这个设计是难以想象的。在论文写作过程中，得到了付建林老师的耐心指导。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，付老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。除了敬佩老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向付老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。机械自动化作为工业发展的一个方向，它有着广阔的市场，属于实际需要去研制的一种项目。机械手能模仿人体上肢的某些动作，就需要有一定的灵敏度，对设计的要求较高。通过这次设计，提高了我分析和解决问题的能力，扩宽和深化了学过的知识，掌握了设计的一般程序规范和方法，培养了我们正确使用机身材料、国家标准、图册等工具书的能力。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢学校两年多来对我的栽培！参考文献1《机械设计手册》机械工业出版社徐灏主编2《液压传动》机械工业出版社丁树模主编3《工业机械手设计》机械工业出版社广东机械学院李允文主编4《液压与液压压传动》高等教育出版社姜继海宋锦春高常识主编5《机械设计》高等教育出版社邱宣怀编6《机械手及其应用》机械工业出版社7《机械设计基础》机械工业出版社柴鹏飞主编8《机械设计课程设计手册》高等教育出版社吴宗泽罗国圣主编9《现代制造技术》机械工业出版社王隆太主编ExcelXP的八则快速输入技巧如果我们在用ExcelXP处理庞大的数据信息时，不注意讲究技巧和方法的话，很可能会花费很大的精力。因此如何巧用ExcelXP，来快速输入信息就成为各个ExcelXP用户非常关心的话题，笔者向大家介绍几则这方面的小技巧。1、快速输入大量含小数点的数字如果我们需要在ExcelXP工作表中输入大量的带有小数位的数字时，按照普通的输入方法，我们可能按照数字原样大小直接输入，例如现在要在单元格中输入0.05这个数字时，我们会把“0.05”原样输入到表格中。不过如果需要输入若干个带有小数点的数字时，我们再按照上面的方法输入的话，每次输入数字时都需要重复输入小数点，这样工作量会变大，输入效率会降低。其实，我们可以使用ExcelXP中的小数点自动定位功能，让所有数字的小数点自动定位，从而快速提高输入速度。在使用小数点自动定位功能时，我们可以先在ExcelXP的编辑界面中，用鼠标依次单击“工具”/“选项”/“编辑”标签，在弹出的对话框中选中“自动设置小数点”复选框，然后在“位数”微调编辑框中键入需要显示在小数点右面的位数就可以了。以后我们再输入带有小数点的数字时，直接输入数字，而小数点将在回车键后自动进行定位。例如，我们要在某单元格中键入0.06的话，可以在上面的设置中，让“位数”选项为2，然后直接在指定单元格中输入6，回车以后，该单元格的数字自动变为“0.06”，怎么样简单吧？2、快速录入文本文件中的内容现在您手边假如有一些以纯文本格式储存的文件，如果此时您需要将这些数据制作成ExcelXP的工作表，那该怎么办呢？重新输入一遍，大概只有头脑有毛病的人才会这样做；将菜单上的数据一个个复制/粘贴到工作表中，也需花很多时间。没关系！您只要在ExcelXP中巧妙使用其中的文本文件导入功能，就可以大大减轻需要重新输入或者需要不断复制、粘贴的巨大工作量了。使用该功能时，您只要在ExcelXP编辑区中，依次用鼠标单击菜单栏中的“数据/获取外部数据/导入文本文件”命令，然后在导入文本会话窗口选择要导入的文本文件，再按下“导入”钮以后，程序会弹出一个文本导入向导对话框，您只要按照向导的提示进行操作，就可以把以文本格式的数据转换成工作表的格式了。3、快速输入大量相同数据如果你希望在不同的单元格中输入大量相同的数据信息，那么你不必逐个单元格一个一个地输入，那样需要花费好长时间，而且还比较容易出错。你可以通过下面的操作方法在多个相邻或不相邻的单元格中快速填充同一个数据，具体方法为：首先同时选中需要填充数据的单元格。若某些单元格不相邻，可在按住Ctrl键的同时，点击鼠标左键，逐个选中；其次输入要填充的某个数据。按住Ctrl键的同时，按回车键，则刚才选中的所有单元格同时填入该数据。4、快速进行中英文输入法切换一张工作表常常会既包含有数字信息，又包含有文字信息，要录入这样一种工作表就需要我们不断地在中英文之间反复切换输入法，非常麻烦，为了方便操作，我们可以用以下方法实现自动切换：首先用鼠标选中需要输入中文的单元格区域，然后在输入法菜单中选择一个合适的中文输入法；接着打开“有效数据”对话框，选中“IME模式”标签，在“模式”框中选择打开，单击“确定”按钮；然后再选中输入数字的单元格区域，在“有效数据”对话框中，单击“IME模式”选项卡，在“模式”框中选择关闭（英文模式）；最后单击“确定”按钮，这样用鼠标分别在刚才设定的两列中选中单元格，五笔和英文输入方式就可以相互切换了。5、快速删除工作表中空行删除ExcelXP工作表中的空行，一般的方法是需要将空行都找出来，然后逐行删除，但这样做操作量非常大，很不方便。那么如何才能减轻删除工作表中空行的工作量呢？您可以使用下面的操作方法来进行删除：首先打开要删除空行的工作表，在打开的工作表中用鼠标单击菜单栏中的“插入”菜单项，并从下拉菜单中选择“列”，从而插入一新的列Ｘ，在Ｘ列中顺序填入整数；然后根据其他任何一列将表中的行排序，使所有空行都集中到表的底部。删去所有空行中Ｘ列的数据，以Ｘ列重新排序，然后删去Ｘ列。按照这样的删除方法，无论工作表中包含多少空行，您就可以很快地删除了。6、快速对不同单元格中字号进行调整在使用ExcelXP编辑文件时，常常需要将某一列的宽度固定，但由于该列各单元格中的字符数目不等，致使有的单元格中的内容不能完全显示在屏幕上，为了让这些单元格中的数据都显示在屏幕上，就不得不对这些单元格重新定义较小的字号。如果依次对这些单元格中的字号调整的话，工作量将会变得很大。其实，您可以采用下面的方法来减轻字号调整的工作量：首先新建或打开一个工作簿，并选中需要ExcelXP根据单元格的宽度调整字号的单元格区域；其次单击用鼠标依次单击菜单栏中的“格式”/“单元格”/“对齐”标签，在“文本控制”下选中“缩小字体填充”复选框，并单击“确定”按钮；此后，当你在这些单元格中输入数据时，如果输入的数据长度超过了单元格的宽度，ExcelXP能够自动缩小字符的大小把数据调整到与列宽一致，以使数据全部显示在单元格中。如果你对这些单元格的列宽进行了更改，则字符可自动增大或缩小字号，以适应新的单元格列宽，但是对这些单元格原设置的字体字号大小则保持不变。7、快速输入多个重复数据在使用ExcelXP工作表的过程中，我们经常要输入大量重复的数据,如果依次输入，无疑工作量是巨大的。现在我们可以借助ExcelXP的“宏”功能,来记录首次输入需要重复输入的数据的命令和过程,然后将这些命令和过程赋值到一个组合键或工具栏的按钮上,当按下组合键时,计算机就会重复所记录的操作。使用宏功能时，我们可以按照以下步骤进行操作:首先打开工作表，在工作表中选中要进行操作的单元格；接着再用鼠标单击菜单栏中的“工具”菜单项，并从弹出的下拉菜单中选择“宏”子菜单项，并从随后弹出的下级菜单中选择“录制新宏”命令；设定好宏后，我们就可以对指定的单元格，进行各种操作，程序将自动对所进行的各方面操作记录复制。8、快速处理多个工作表有时我们需要在ExcelXP中打开多个工作表来进行编辑，但无论打开多少工作表，在某一时刻我们只能对一个工作表进行编辑，编辑好了以后再依次编辑下一个工作表，如果真是这样操作的话，我们倒没有这个必要同时打开多个工作表了，因为我们同时打开多个工作表的目的就是要减轻处理多个工作表的工作量的，那么我们该如何实现这样的操作呢？您可采用以下方法：首先按住“Shift"键或“Ctrl"键并配以鼠标操作，在工作簿底部选择多个彼此相邻或不相邻的工作表标签，然后就可以对其实行多方面的批量处理；接着在选中的工作表标签上按右键弹出快捷菜单，进行插入和删除多个工作表的操作；然后在“文件”菜单中选择“页面设置……”，将选中的多个工作表设成相同的页面模式；再通过“编辑”菜单中的有关选项，在多个工作表范围内进行查找、替换、定位操作；通过“格式”菜单中的有关选项，将选中的多个工作表的行、列、单元格设成相同的样式以及进行一次性全部隐藏操作；接着在“工具”菜单中选择“选项……”，在弹出的菜单中选择“视窗”和“编辑”按钮，将选中的工作表设成相同的视窗样式和单元格编辑属性；最后选中上述工作表集合中任何一个工作表，并在其上完成我们所需要的表格，则其它工作表在相同的位置也同时生成了格式完全相同的表格。高效办公Excel排序方法"集中营"排序是数据处理中的经常性工作，Excel排序有序数计算（类似成绩统计中的名次）和数据重排两类。本文以几个车间的产值和名称为例，介绍Excel2000/XP的数据排序方法。一、数值排序1.RANK函数RANK函数是Excel计算序数的主要工具，它的语法为:RANK（number，ref，order），其中number为参与计算的数字或含有数字的单元格，ref是对参与计算的数字单元格区域的绝对引用，order是用来说明排序方式的数字（如果order为零或省略，则以降序方式给出结果，反之按升序方式）。例如图1中E2、E3、E4单元格存放一季度的总产值，计算各车间产值排名的方法是:在F2单元格内输入公式“=RANK（E2，$E$2:$E$4）”，敲回车即可计算出铸造车间的产值排名是2。再将F2中的公式复制到剪贴板，选中F3、F4单元格按Ctrl+V，就能计算出其余两个车间的产值排名为3和1。如果B1单元格中输入的公式为“=RANK（E2，$E$2:$E$4，1）”，则计算出的序数按升序方式排列，即2、1和3。需要注意的是:相同数值用RANK函数计算得到的序数（名次）相同，但会导致后续数字的序数空缺。假如上例中F2单元格存放的数值与F3相同，则按本法计算出的排名分别是3、3和1（降序时）。2.COUNTIF函数COUNTIF函数可以统计某一区域中符合条件的单元格数目，它的语法为COUNTIF（range，criteria）。其中range为参与统计的单元格区域，criteria是以数字、表达式或文本形式定义的条件。其中数字可以直接写入，表达式和文本必须加引号。仍以图1为例，F2单元格内输入的公式为“=COUNTIF（$E$2:$E$4，">"&E2）+1”。计算各车间产值排名的方法同上，结果也完全相同，2、1和3。此公式的计算过程是这样的:首先根据E2单元格内的数值，在连接符&的作用下产生一个逻辑表达式，即“>176.7”、“>167.3”等。COUNTIF函数计算出引用区域内符合条件的单元格数量，该结果加一即可得到该数值的名次。很显然，利用上述方法得到的是降序排列的名次，对重复数据计算得到的结果与RANK函数相同。3.IF函数Excel自身带有排序功能，可使数据以降序或升序方式重新排列。如果将它与IF函数结合，可以计算出没有空缺的排名。以图1中E2、E3、E4单元格的产值排序为例，具体做法是:选中E2单元格，根据排序需要，单击Excel工具栏中的“降序排序”或“升序排序”按钮，即可使工作表中的所有数据按要求重新排列。假如数据是按产值由大到小（降序）排列的，而您又想赋予每个车间从1到n（n为自然数）的排名。可以在G2单元格中输入1，然后在G3单元格中输入公式“=IF（E3=E2，G3,G3+1）”，只要将公式复制到G4等单元格，就可以计算出其他车间的产值排名。二、文本排序选举等场合需要按姓氏笔划为文本排序，Excel提供了比较好的解决办法。如果您要将图1数据表按车间名称的笔划排序，可以使用以下方法:选中排序关键字所在列（或行）的首个单元格（如图1中的A1），单击Excel“数据”菜单下的“排序”命令，再单击其中的“选项”按钮。选中“排序选项”对话框“方法”下的“笔画排序”，再根据数据排列方向选择“按行排序”或“按列排序”，“确定”后回到“排序”对话框（图2）。如果您的数据带有标题行（如图1中的“单位”之类），则应选中“有标题行”（反之不选），然后打开“主要关键字”下拉列表，选择其中的“单位”，选中排序方式（“升序”或“降序”）后“确定”，表中的所有数据就会据此重新排列。此法稍加变通即可用于“第一名”、“第二名”等文本排序，请读者自行摸索。三、自定义排序如果您要求Excel按照“金工车间”、“铸造车间”和“维修车间”的特定顺序重排工作表数据，前面介绍的几种方法就无能为力了。这类问题可以用定义排序规则的方法解决:首先单击Excel“工具”菜单下的“选项”命令，打开“选项”对话框中的“自定义序列”选项卡（图3）。选中左边“自定义序列”下的“新序列”，光标就会在右边的“输入序列”框内闪动，您就可以输入“金工车间”、“铸造车间”等自定义序列了，输入的每个序列之间要用英文逗号分隔，或者每输入一个序列就敲回车。如果序列已经存在于工作表中，可以选中序列所在的单元格区域单击“导入”，这些序列就会被自动加入“输入序列”框。无论采用以上哪种方法，单击“添加”按钮即可将序列放入“自定义序列”中备用（图3）。使用排序规则排序的具体方法与笔划排序很相似，只是您要打开“排序选项”对话框中的“自定义排序次序”下拉列表，选中前面定义的排序规则，其他选项保持不动。回到“排序”对话框后根据需要选择“升序”或“降序”，“确定”后即可完成数据的自定义排序。需要说明的是:显示在“自定义序列”选项卡中的序列（如一、二、三等），均可按以上方法参与排序，请读者注意Excel提供的自定义序列类型。谈谈Excel输入的技巧在Excel工作表的单元格中，可以使用两种最基本的数据格式：常数和公式。常数是指文字、数字、日期和时间等数据，还可以包括逻辑值和错误值，每种数据都有它特定的格式和输入方法，为了使用户对输入数据有一个明确的认识，有必要来介绍一下在Excel中输入各种类型数据的方法和技巧。一、输入文本Excel单元格中的文本包括任何中西文文字或字母以及数字、空格和非数字字符的组合，每个单元格中最多可容纳32000个字符数。虽然在Excel中输入文本和在其它应用程序中没有什么本质区别，但是还是有一些差异，比如我们在Word、PowerPoint的表格中，当在单元格中输入文本后，按回车键表示一个段落的结束，光标会自动移到本单元格中下一段落的开头，在Excel的单元格中输入文本时，按一下回车键却表示结束当前单元格的输入，光标会自动移到当前单元格的下一个单元格，出现这种情况时，如果你是想在单元格中分行，则必须在单元格中输入硬回车，即按住Alt键的同时按回车键。二、输入分数几乎在所有的文档中，分数格式通常用一道斜杠来分界分子与分母，其格式为“分子/分母”，在Excel中日期的输入方法也是用斜杠来区分年月日的，比如在单元格中输入“1/2”，按回车键则显示“1月2日”，为了避免将输入的分数与日期混淆，我们在单元格中输入分数时，要在分数前输入“0”（零）以示区别，并且在“0”和分子之间要有一个空格隔开，比如我们在输入1/2时，则应该输入“01/2”。如果在单元格中输入“81/2”，则在单元格中显示“81/2”，而在编辑栏中显示“8.5”。三、输入负数在单元格中输入负数时，可在负数前输入“-”作标识，也可将数字置在（）括号内来标识，比如在单元格中输入“（88）”，按一下回车键，则会自动显示为“-88”。四、输入小数在输入小数时，用户可以向平常一样使用小数点，还可以利用逗号分隔千位、百万位等，当输入带有逗号的数字时，在编辑栏并不显示出来，而只在单元格中显示。当你需要输入大量带有固定小数位的数字或带有固定位数的以“0”字符串结尾的数字时，可以采用下面的方法：选择“工具”、“选项”命令，打开“选项”对话框，单击“编辑”标签，选中“自动设置小数点”复选框，并在“位数”微调框中输入或选择要显示在小数点右面的位数，如果要在输入比较大的数字后自动添零，可指定一个负数值作为要添加的零的个数，比如要在单元格中输入“88”后自动添加3个零，变成“88000”，就在“位数”微调框中输入“-3”，相反，如果要在输入“88”后自动添加3位小数，变成“0.088”，则要在“位数”微调框中输入“3”。另外，在完成输入带有小数位或结尾零字符串的数字后，应清除对“自动设置小数点”符选框的选定，以免影响后边的输入；如果只是要暂时取消在“自动设置小数点”中设置的选项，可以在输入数据时自带小数点。五、输入货币值Excel几乎支持所有的货币值，如人民币（￥）、英镑（￡）等。欧元出台以后，Excel2000完全支持显示、输入和打印欧元货币符号。用户可以很方便地在单元格中输入各种货币值，Excel会自动套用货币格式，在单元格中显示出来，如果用要输入人民币符号，可以按住Alt键，然后再数字小键盘上按“0165”即可。六、输入日期Excel是将日期和时间视为数字处理的，它能够识别出大部分用普通表示方法输入的日期和时间格式。用户可以用多种格式来输入一个日期，可以用斜杠“/”或者“-”来分隔日期中的年、月、日部分。比如要输入“2001年12月1日”，可以在单元各种输入“2001/12/1”或者“2001-12-1”。如果要在单元格中插入当前日期，可以按键盘上的Ctrl+;组合键。七、输入时间在Excel中输入时间时，用户可以按24小时制输入，也可以按12小时制输入，这两种输入的表示方法是不同的，比如要输入下午2时30分38秒，用24小时制输入格式为：2:30:38，而用12小时制输入时间格式为：2:30:38p，注意字母“p”和时间之间有一个空格。如果要在单元格中插入当前时间，则按Ctrl+Shift+;键。了解Excel公式的错误值经常用