SCARA平面關節(jié)式裝配機器人的設計與研究.pdf

1、自進入21世紀，工業(yè)化的發(fā)展日新月異，自動化的生產水平也日趨提高，隨之產生的工業(yè)機器人的應用也越來越廣泛，尤其是在焊接、裝配、搬運、噴涂和碼垛等工業(yè)應用領域發(fā)揮著越來越重要的作用。
　　針對搬運小型零件并進行裝配的工作需求，本文設計一種SCARA工業(yè)機器人，SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm)為在選擇方向具有柔順性的裝配機器人，與一般的關節(jié)型機器人相比，在平面上具有很好的靈活

2、性，而在與平面垂直的方向具有很高的剛性，對于在平面運動的裝配作業(yè)非常適用。
　　本課題完成了SCARA機器人的的整體結構設計，并對關鍵結構進行了改進設計計算;對軌跡規(guī)劃進行了相應的運動學仿真;設計了基于專用運動控制器的運動控制系統(tǒng);初步完成滿足實驗室要求的總體設計。
　　其中，針對搬運小型零件并進行裝配的工作需求，遵循自下而上的設計原則，在Solidworks環(huán)境下完成了機器人的結構設計，確定適用于本設計的傳動方案，進一步完

3、善了驅動系統(tǒng)，另外對關鍵零部件進行了設計計算及選型，論證了該設計的合理性及可行性，為以后的加工制造及裝配奠定了基礎，初步完成機械系統(tǒng)的構建。
　　運用ANSYSWorkbench建立了SCARA機器人大臂的有限元模型，對大臂結構進行了靜力學分析，得到應力云圖和位移云圖;并通過模態(tài)分析，得到1-6階模態(tài)振型圖，證明了大臂的精度和剛度滿足設計要求。
　　基于D-H法對機器人進行運動學建模，得到正、逆運動學模型的運動學方程。采用關

4、節(jié)空間法對機器人的軌跡規(guī)劃進行研究與生成，以三次多項式函數(shù)插值為例，結合本設計，對機械手的某一關節(jié)進行了計算與規(guī)劃，得到相應的軌跡函數(shù)。利用Solidworksmotion仿真軟件進行運動學的仿真，驗證了軌跡函數(shù)的正確性。
　　在機械系統(tǒng)總體設計的基礎上，結合實驗室現(xiàn)有的運動控制器，對機器人的運動控制系統(tǒng)進行了設計，以“PC+運動控制器”的結構來實現(xiàn)機器人的動作，介紹了DMC5400專用運動控制卡的性能以及基于C++Builder