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上下料機械手的工作原理是主電機通過小帶輪帶動飛輪轉動，再通過離合器/制動器的接合或分離，帶動曲軸旋轉，再通過曲柄連桿機構，帶動滑塊上、下往復運動，沖擊轉盤上所選定的模具對板材進行沖孔或其他成型加工。將液壓系統提供的液壓油通過電磁換向閥的動作，進入液壓缸的上下腔，使活塞桿帶動滑塊上下往復運動，沖擊模具進行沖孔。上下料機械手采用電機驅動來實現腰部的回轉運動，不僅因其精度能夠很高，而且結構緊湊，不用設計另外的液壓系統及輔助元件。考慮到轉速以及扭矩的具體要求，采用大傳動比的齒輪傳動系統進行減速和扭矩的放大。因為控制和具體工作的要求，上下料機械手手臂的結構尺寸不能太大，在設計時另外增設了導桿機構，盡量增加其剛度; 為減小質量，導桿采用空心結構。