机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置。钻杆是钻探施工中的重要工具,为了提高钻杆的质量和生产效率,煤炭科学研究总院西安分院于1999年开始采用优质高效的摩擦焊接方式焊接钻杆,实践证明,此方法大大提高了钻杆质量及生产效率,但焊接过程中频繁的上、下料工序加重了工人的劳动强度,制约了摩擦焊接的工作效率。针对此问题,本论文设计了一种摩擦焊接钻杆时使用的专用自动化装置,即摩擦焊钻杆上下料机械手并对其进行生产试验,旨在解决摩擦焊接过程中钻杆料体的自动上料、焊接中的自动调头及焊后钻杆的自动下料等多个复合动作。本文主要完成了摩擦焊钻杆上下料机械手的机械部分、液压系统和PLC(可编程序逻辑控制器)控制系统三大部分的设计,并对该机械手进行了生产试制和现场试验。机械部分是在力学计算的基础上经过结构分析进行设计,包括手部、手腕、手臂、送料装置以及机身等;液压系统的设计包括液压系统的计算、液压元件的选用、多种规格接头的设计和加工以及液压系统的安装调试;PLC控制系统的设计包括控制系统的整体布局、控制元件的选用、线路的连接,程序的编制以及系统调试等。经过样机试制和现场调试,证明该摩擦焊钻杆上下料机械手达到了设计要求,能够取代手工劳动,降低工人劳动强度,提高钻杆的生产效率。