随着汽车市场竞争加剧,作为汽车零部件行业中的活塞制造企业,降成本增效益成为企业运营的重点工作,生产过程提出了少人化、自动化的发展要求,对现有装备进行自动化升级改造成为装备水平提升的主要手段。Z4112台钻为全手工操作钻床,在加工过程中承担钻油孔工序,通过对Z4112台式钻床的自动化改进,实现自动钻削并由自动机械手与输送机完成工件装拆、转序功能,可以提升加工效率,降低不合格品率,减少操作人员,达到低投入高产出的目标。本文重点对台钻机械结构、工装夹具、自动装拆、电气控制进行了研究,设计了工件的旋转装置、钻削机构、定位夹具、气密位置检测装置、自动取件机械手与传送料道。确定了自动化改造的总体方案,对台钻加工过程的力学性能进行分析,计算钻削轴与旋转轴的传动比;对工装夹具的结构性能进行了探讨,使用solidedge软件设计传动机构与专用工装夹具,并计算验证了夹具定位精度;对活塞装夹不到位的状态进行研究,设计了气密位置检测防错装置;对钻头折断问题进行了分析,应用传感器技术对钻削过程进行监控。研究了机械手的功能,确定机械手运行技术参数,设计机械手与输送料道结构,通过运动学理论建立机械手数学模型,使用矩阵转换法对机械手位置误差进行分析。根据钻削加工与传动要求,对控制系统进行设计与选型,确定驱动电机技术参数;设计控制电路,实现对旋转、钻削、取件机械手的控制,达到自动化设计的目标要求。