畢業(yè)論文---三自由度圓柱坐標(biāo)工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)

1、<p>　　三自由度圓柱坐標(biāo)工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)為三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人，其工作方向?yàn)閮蓚€(gè)直線方向和一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向。在控制器的作用下，它執(zhí)行將工件從一條流水線拿到另一條流水線這一簡(jiǎn)單的動(dòng)作,。根據(jù)機(jī)器人的工作要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)行了機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)，確定了機(jī)器人的外形尺寸和工作空間，擬定了

2、機(jī)器人各關(guān)節(jié)的總體傳動(dòng)方案，對(duì)機(jī)器人腰關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，合理布置了電機(jī)和齒輪，確定了各級(jí)傳動(dòng)參數(shù)，進(jìn)行了齒輪、軸和軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核。該機(jī)器人具有剛性好，位置精度高、運(yùn)行平穩(wěn)的特點(diǎn)。本文是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)工作較全面的介紹和總結(jié)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：三自由度，圓柱坐標(biāo)，工業(yè)機(jī)器人</p><p><b>　　Abstract</b></p>&

3、lt;p>　　This design for three dof cylindrical coordinates type industrial robot, its working direction for two straight line direction and a rotating direction . Industrial robots are relatively new electromechanical d

4、evices that are beginning to change the appearance of modern industry. This scheme introduced a cylindrical robot for three degree of freedom. It is composed of two linear axes and one rotary axis current

5、 control only allows these devices move from one assembly li</p><p>　　Keywords: three degrees of freedom, cylindrical, Industrial robot</p><p><b>　　目 錄</b></p><p

6、><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r1</p><p>　　1.1.1工業(yè)機(jī)器人的歷史1</p><p>　　1.1.2工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展1</p><p>　　1.1.

7、3我國(guó)工業(yè)機(jī)器人3</p><p>　　1.2選題背景及目的4</p><p>　　1.3 工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)要求及參數(shù)5</p><p>　　1.4 工業(yè)機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)步驟6</p><p>　　2 三自由度圓柱坐標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.1 工業(yè)機(jī)器人的組成及各部分關(guān)系概述7&l

8、t;/p><p>　　2.2工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)分析8</p><p>　　2.2.1 設(shè)計(jì)要求8</p><p>　　2.2.2 總體方案擬定8</p><p>　　2.2.3　工業(yè)機(jī)器人主要技術(shù)性能參數(shù)9</p><p>　　3 三自由度圓柱坐標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)10</p><p>

9、;　　3.1 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分析10</p><p>　　3.1.1 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)概述10</p><p>　　3.1.2機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析11</p><p>　　3.2工業(yè)機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.2.1末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.2.2手臂機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1

10、4</p><p>　　3.2.3腰部和基座設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.3 工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械傳動(dòng)裝置的選擇22</p><p>　　3.3.1 滾珠絲杠的選擇22</p><p>　　3.3.2 諧波齒輪的選擇23</p><p>　　3.3.3聯(lián)軸器的選擇24</p><p&g

11、t;　　4 三自由度圓柱坐標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述25</p><p>　　4.1 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及對(duì)控制功能的基本要求25</p><p>　　4.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案25</p><p>　　4.3 硬件電路的組成26</p><p>　　5 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行時(shí)應(yīng)采取的安全措施27</p>

12、<p>　　5.1 安全要求27</p><p>　　5.2 實(shí)施方法27</p><p><b>　　結(jié) 論29</b></p><p><b>　　致謝30</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)32</b></p><p&g

13、t;<b>　　1 緒論 </b></p><p>　　1.1工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　1.1.1工業(yè)機(jī)器人的歷史</p><p>　　1920年捷克作家卡雷爾·查培克在其劇本《羅薩姆的萬(wàn)能機(jī)器人》中最早使用機(jī)器人一詞，劇中機(jī)器人“Robot”這個(gè)詞的本意是苦力，即劇作家筆下的一個(gè)具有人的外表，特征和功能的機(jī)器，是一種

14、人造的勞力。它是最早的工業(yè)機(jī)器人設(shè)想。 </p><p>　　20世紀(jì)40年代中后期，機(jī)器人的研究與發(fā)明得到了更多人的關(guān)心與關(guān)注。50年代以后，美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始研究能搬運(yùn)核原料的遙控操縱機(jī)械手，如圖0.2所示，這是一種主從型控制系統(tǒng)，主機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)中加入力反饋，可使操作者獲知施加力的大小，主從機(jī)械手之間有防護(hù)墻隔開(kāi)，操作者可通過(guò)觀察窗或閉路電視對(duì)從機(jī)械手操作機(jī)進(jìn)行有效的監(jiān)視，主從機(jī)械手系統(tǒng)的出現(xiàn)為機(jī)

15、器人的產(chǎn)生為近代機(jī)器人的設(shè)計(jì)與制造作了鋪墊。 </p><p>　　1954年美國(guó)戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請(qǐng)了專利。該專利的要點(diǎn)是借助伺服技術(shù)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)，利用人手對(duì)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作示教，機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的記錄和再現(xiàn)。這就是所謂的示教再現(xiàn)機(jī)器人?，F(xiàn)有的機(jī)器人差不多都采用這種控制方式。1959年第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人在美國(guó)誕生，開(kāi)創(chuàng)了機(jī)器人發(fā)展的新紀(jì)元。</p><p>　　196

16、5年，MIT的Roborts演示了第一個(gè)具有視覺(jué)傳感器的、能識(shí)別與定位簡(jiǎn)單積木的機(jī)器人系統(tǒng)。</p><p>　　1967年日本成立了人工手研究會(huì)（現(xiàn)改名為仿生機(jī)構(gòu)研究會(huì)），同年召開(kāi)了日本首屆機(jī)器人學(xué)術(shù)會(huì)。</p><p>　　1970年在美國(guó)召開(kāi)了第一屆國(guó)際工業(yè)機(jī)器人學(xué)術(shù)會(huì)議。1970年以后，機(jī)器人的研究得到迅速?gòu)V泛的普及。</p><p>　　1973年，辛辛那

17、提米拉克隆公司的理查德豪恩制造了第一臺(tái)由小型計(jì)算機(jī)控制的工業(yè)機(jī)器人，它是液壓驅(qū)動(dòng)的，能提升的有效負(fù)載達(dá)45公斤。</p><p>　　到了1980年，工業(yè)機(jī)器人才真正在日本普及，故稱該年為“機(jī)器人元年”。</p><p>　　1.1.2工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展</p><p>　　1.工業(yè)機(jī)器人概念的產(chǎn)生 </p><p>　　1954年美國(guó)戴沃爾

18、最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請(qǐng)了專利。該專利的要點(diǎn)是借助伺服技術(shù)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)，利用人手對(duì)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作示教，機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的記錄和再現(xiàn)。這就是所謂的示教再現(xiàn)機(jī)器人?，F(xiàn)有的機(jī)器人差不多都采用這種控制方式。</p><p>　　工業(yè)機(jī)器人是指在工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用的機(jī)器人，是一種能自動(dòng)控制的，可重復(fù)編程的、多功能的、多自由的、多用途的操作機(jī)，是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)金屬于一體的重

19、要現(xiàn)代化制造業(yè)自動(dòng)化裝備。工業(yè)機(jī)器人已成為柔性制造系統(tǒng)(FMS)、工廠自動(dòng)化(FA)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)的自動(dòng)工具。</p><p>　　2.第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人的問(wèn)世</p><p>　　進(jìn)入20世紀(jì)以后，機(jī)器人的研究與開(kāi)發(fā)得到了更多人的關(guān)心與支持，一些實(shí)用化的機(jī)器人相繼問(wèn)世，1927年美國(guó)西屋公司工程師溫茲利制造了第一個(gè)機(jī)器人“電報(bào)箱”，并在紐約舉行的世界博覽會(huì)上展出。它是一個(gè)

20、電動(dòng)機(jī)器人，裝有無(wú)線電發(fā)報(bào)機(jī)，可以回答一些問(wèn)題，但該機(jī)器人還不能走動(dòng)。1959年第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人（可編程、圓坐標(biāo)）在美國(guó)誕生，并由此開(kāi)創(chuàng)了機(jī)器人發(fā)展的新紀(jì)元。</p><p>　　3.工業(yè)機(jī)器人的快速發(fā)展</p><p>　　作為機(jī)器人產(chǎn)品最早的實(shí)用機(jī)型（示教再現(xiàn)）是1962年美國(guó)AMF公司推的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。這些工業(yè)機(jī)器人的控制方式與

21、數(shù)控機(jī)床大致相似，但外形特征迥異，主要由類似人的手和臂組成。 </p><p>　　1965年，MIT的Roborts演示了第一個(gè)具有視覺(jué)傳感器的、能識(shí)別與定位簡(jiǎn)單積木的機(jī)器人系統(tǒng)。 </p><p>　　1967年日本成立了人工手研究會(huì)（現(xiàn)改名為仿生機(jī)構(gòu)研究會(huì)），同年召開(kāi)了日本首屆機(jī)器人學(xué)術(shù)會(huì)。 </p><p>　　1970年在美國(guó)召開(kāi)了第一屆國(guó)際工業(yè)機(jī)器人學(xué)術(shù)

22、會(huì)議。1970年以后，機(jī)器人的研究得到迅速?gòu)V泛的普及。 </p><p>　　1973年，辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一臺(tái)由小型計(jì)算機(jī)控制的工業(yè)機(jī)器人，它是液壓驅(qū)動(dòng)的，能提升的有效負(fù)載達(dá)45公斤。 </p><p>　　到了1980年，工業(yè)機(jī)器人才真正在日本普及，故稱該年為“機(jī)器人元年”。 </p><p>　　隨后，工業(yè)機(jī)器人在

23、日本得到了巨大發(fā)展，日本也因此而贏得了“機(jī)器人王國(guó)的美稱”。 </p><p>　　如今，國(guó)際上工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在制造業(yè)應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，現(xiàn)已從傳統(tǒng)制造業(yè)推廣到其他制造業(yè)，進(jìn)而推廣到諸如采礦、建筑、農(nóng)業(yè)、災(zāi)難救災(zāi)等各種非制造行。</p><p>　　工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由初級(jí)到高級(jí)逐步完善，它的發(fā)展過(guò)程可為三代：</p><p>　　第一代工業(yè)機(jī)器人就是

24、目前工業(yè)中大量使用的示教再現(xiàn)型工業(yè)機(jī)器人，它主要由手部、臂部、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。它的控制方式比較簡(jiǎn)單，應(yīng)用在線編程，即通過(guò)示教存貯信息，工作時(shí)讀出這些信息，向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，執(zhí)行機(jī)構(gòu)按指令再現(xiàn)示教的操作。</p><p>　　第二代機(jī)器人是帶感覺(jué)的機(jī)器人。它具有尋力覺(jué)、觸覺(jué)、視覺(jué)等進(jìn)行反饋的能力。其控制方式較第一代工業(yè)機(jī)器人要復(fù)雜得多，這種機(jī)器人從1980年開(kāi)始進(jìn)入了實(shí)用階段，不久即將普及應(yīng)用。</

25、p><p>　　第三代工業(yè)機(jī)器人即智能機(jī)器人。這種機(jī)器人除了具有觸覺(jué)、視覺(jué)等功能外，還能夠根據(jù)人給出的指令認(rèn)識(shí)自身和周圍的環(huán)境，識(shí)別對(duì)象的有無(wú)及其狀態(tài)，再根據(jù)這一識(shí)別自動(dòng)選擇程序進(jìn)行操作，完成規(guī)定的任務(wù)。并且能跟蹤工作對(duì)象的變化，具有適應(yīng)工作環(huán)境的功能。這種機(jī)器人還處于研制階段，尚未大量投入工業(yè)應(yīng)用。</p><p>　　1.1.3我國(guó)工業(yè)機(jī)器人</p><p>　　我

26、國(guó)工業(yè)機(jī)器人的起步</p><p>　　我國(guó)工業(yè)機(jī)器人是從二十世紀(jì)八十年代開(kāi)始起步，經(jīng)過(guò)二十多年的努力，已經(jīng)形成了一些具有競(jìng)爭(zhēng)力的工業(yè)機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)。先后研發(fā)出弧焊、電焊、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓及噴漆等工業(yè)機(jī)器人。近幾年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人及含工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化生產(chǎn)線相關(guān)的產(chǎn)品的年銷售額已突破10億元。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)年需求量在3000臺(tái)左右，年銷售額在20億元以上。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)市場(chǎng)上工業(yè)機(jī)器人總共擁有量盡萬(wàn)

27、臺(tái)，占全球總量的0.56%，其中完全國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人(行業(yè)規(guī)模比較大的前三家工業(yè)機(jī)器人企業(yè))行業(yè)集中度占30%左右，其余都是從日本、美國(guó)、瑞典、德國(guó)、意大利等20多個(gè)國(guó)家引進(jìn)的。國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人目前主要以國(guó)內(nèi)市場(chǎng)應(yīng)用為主，年出口量為100臺(tái)左右，年出口額為0.2億元以上。2、我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的主要應(yīng)用</p><p>　　工業(yè)機(jī)器人50%以上用在汽車領(lǐng)域。    目前，工業(yè)機(jī)

28、器人的應(yīng)用領(lǐng)域主要有弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬用、噴漆、檢測(cè)、碼垛、研磨拋光和激光加工等復(fù)雜作業(yè)。</p><p>　　在我國(guó)，工業(yè)機(jī)器人的最初應(yīng)用是在汽車和工程機(jī)械行業(yè)，主要用于汽車及工程機(jī)械的噴涂及焊接。目前，由于機(jī)器人技術(shù)及研發(fā)的落后，工業(yè)機(jī)器人還主要應(yīng)用在制造業(yè)，非制造業(yè)使用的較少。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近幾年國(guó)內(nèi)廠家所生產(chǎn)的哦工業(yè)機(jī)器人有超過(guò)一半是提供給汽車行業(yè)。由此可見(jiàn)，汽車工業(yè)的發(fā)展是近幾年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人增長(zhǎng)的原

29、動(dòng)力之一。</p><p>　　3、我國(guó)機(jī)器人技術(shù)主題發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)</p><p>　　我國(guó)這一戰(zhàn)略目標(biāo)是：根據(jù)2l世紀(jì)初我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)先進(jìn)制造及自動(dòng)化技術(shù)的需求，瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿高技術(shù)發(fā)展方向創(chuàng)新性地研究和開(kāi)發(fā)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)、產(chǎn)品技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)。未來(lái)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)有：第一，危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境作業(yè)機(jī)器人：主要有防暴、高壓帶電清掃、星球檢測(cè)、油汽管道等機(jī)器人；第二，醫(yī)用機(jī)器

30、人：主要有腦外科手術(shù)輔助機(jī)器人，遙控操作輔助正骨等；第三，仿生機(jī)器人：主要有移動(dòng)機(jī)器人，網(wǎng)絡(luò)遙控操作機(jī)器人等。其發(fā)展趨勢(shì)是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，中國(guó)制造業(yè)面臨著與國(guó)際接軌、參與國(guó)際分工的巨大挑戰(zhàn)，加快工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)是我們抓住這個(gè)歷史機(jī)遇的主要途徑。因此我國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)要認(rèn)識(shí)到以下幾點(diǎn)情況：第一，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是我國(guó)由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的主要手段和途徑，政府要對(duì)國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器

31、人有更多的政策與經(jīng)濟(jì)支持，參考國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，加大技術(shù)投入與改造；第二，在國(guó)家的科技發(fā)展計(jì)劃中，應(yīng)該繼續(xù)對(duì)智能機(jī)器人研究開(kāi)發(fā)與應(yīng)用給予大力支持，形成產(chǎn)品和自動(dòng)化制造裝備同步協(xié)調(diào)的新局面；第三，部分國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)與國(guó)外相當(dāng)，企業(yè)采購(gòu)工業(yè)機(jī)器人時(shí)不要盲目進(jìn)口，</p><p>　　總之，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)在我們的生活中發(fā)揮者不可替代的作用。相信，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和提高，機(jī)器人將會(huì)越來(lái)越廣泛的滲入到我們生活的各個(gè)方

32、面，而作為機(jī)器人的一個(gè)重要分支——工業(yè)機(jī)器人，將會(huì)更深一步的影響我們的生活</p><p>　　1.2選題背景及目的</p><p>　　機(jī)器人工程是近二十多年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的綜合學(xué)科。它集中了機(jī)械工程、電子工程、計(jì)算機(jī)工程、自動(dòng)控制工程以及人工智能等多種學(xué)科的最新研究成果，是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一，也是我國(guó)科技界跟蹤國(guó)際高科技發(fā)展的重要方面。工業(yè)機(jī)器人的研究、制造和應(yīng)用水平，是

33、一個(gè)國(guó)家科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的象征，正受到許多國(guó)家的廣泛重視。</p><p>　　目前，工業(yè)機(jī)器人的定義，世界各國(guó)尚未統(tǒng)一，分類也不盡相同。最近聯(lián)合國(guó)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)給工業(yè)機(jī)器人下的定義：工業(yè)機(jī)器人是一種可重復(fù)編程的多功能操作裝置，可以通過(guò)改變動(dòng)作程序，來(lái)完成各種工作，主要用于搬運(yùn)材料，傳遞工件。參考國(guó)外的定義，結(jié)合我國(guó)的習(xí)慣用語(yǔ)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人作如下定義：工業(yè)機(jī)器人是一種機(jī)體獨(dú)立，動(dòng)作自由度較多

34、，程序可靈活變更，能任意定位，自動(dòng)化程度高的自動(dòng)操作機(jī)械。主要用于加工自動(dòng)線和柔性制造系統(tǒng)中傳遞和裝卸工件或夾具。</p><p>　　目前，對(duì)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展有最重要影響的國(guó)家是日本和美國(guó)。美國(guó)在機(jī)器人技術(shù)的綜合性水平上仍處于領(lǐng)先地位，日本生產(chǎn)的機(jī)器人數(shù)量和種類則居世界首位。我國(guó)發(fā)展機(jī)器人技術(shù)起步于20世紀(jì)70年代末。1995年9月，6000m水下機(jī)器人試驗(yàn)成功.近年來(lái),在步行機(jī)器人、精密裝配機(jī)器人及多自由度關(guān)

35、節(jié)型機(jī)器人研制等前沿領(lǐng)域內(nèi)逐步縮短與世界水平的差距。</p><p>　　自從第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人問(wèn)世以來(lái)，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域從汽車工業(yè)逐漸向其他行業(yè)滲透，機(jī)器人的種類也從操作手逐漸衍生出各種各樣的機(jī)器人，如今機(jī)器人已經(jīng)深入到人類生活的方方面面。人類科技的進(jìn)步、文明的發(fā)展已經(jīng)和機(jī)器人產(chǎn)生了密切的關(guān)系。人類社會(huì)的發(fā)展已經(jīng)離不開(kāi)機(jī)器人技術(shù)，而機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步必然對(duì)推動(dòng)科技發(fā)展產(chǎn)生不可忽視的作用。當(dāng)前和今后的機(jī)器人技術(shù)正逐漸

36、向著具有行走能力、對(duì)環(huán)境的自主性強(qiáng)、具有多種感覺(jué)能力的方向發(fā)展。機(jī)器人也正在逐漸具有智能。美國(guó)貝爾科爾公司已成功地將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裝配在芯片上，其智能分析速度比普通計(jì)算機(jī)要快數(shù)千倍，能更好地完成識(shí)別語(yǔ)言和圖像處理等工作。</p><p>　　工業(yè)機(jī)器人以剛性高的手臂為主體，與人相比，可以有更快的運(yùn)動(dòng)速度，可以搬運(yùn)更重的東西，而且定位精度相當(dāng)高，它可以根據(jù)外部來(lái)的信號(hào)，自動(dòng)進(jìn)行各種 操作。工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)生活當(dāng)中必不可

37、少，機(jī)器人來(lái)幫助人們?cè)谏a(chǎn)生活中，減 少人力勞動(dòng)，減少人力資源的應(yīng)用，同時(shí)提高工作的效率以及質(zhì)量。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要完成的任務(wù)是把一個(gè)工件用機(jī)器人從一條生產(chǎn)線準(zhǔn)確、迅速、平穩(wěn)、安全的搬運(yùn)到另外一條生產(chǎn)線上去，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，提高效率的目的。</p><p>　　1.3 工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)要求及參數(shù)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要涉及以下方面內(nèi)容：&

38、lt;/p><p>　　1、包括3個(gè)自由度：機(jī)座回轉(zhuǎn)，腰部升降，臂部伸縮；</p><p>　　2、機(jī)器人手的最大抓力8公斤；</p><p>　　3、機(jī)座回轉(zhuǎn)度數(shù)達(dá)到0~180°，臂部升降范圍達(dá)到0~500mm，臂部伸縮范圍達(dá)到0~200mm</p><p>　　4、完成對(duì)工件從一條生產(chǎn)線搬運(yùn)到另外一條生產(chǎn)線的要求，具體動(dòng)作為在一條生

39、產(chǎn)線上抓起工件，然后旋轉(zhuǎn)180°到另一條生產(chǎn)線上放下工件。</p><p>　　1.4 工業(yè)機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)步驟</p><p>　　1、確定設(shè)計(jì)對(duì)象及設(shè)計(jì)任務(wù)；</p><p>　　2、確定設(shè)計(jì)要求，包括負(fù)載，精度，工作空間等；</p><p>　　3、設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人手部，完成抓起、放下工件的任務(wù)；</p><

40、p>　　4、設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人臂部，完成伸縮；</p><p>　　5、設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人的腰部，完成旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　2 三自由度圓柱坐標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 工業(yè)機(jī)器人的組成及各部分關(guān)系概述</p><p>　　圖2-1 工業(yè)機(jī)器人的組成圖</p><p>　　三自由度圓柱坐標(biāo)

41、工業(yè)機(jī)器人主要由機(jī)械系統(tǒng)(執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))、控制檢測(cè)系統(tǒng)及智能系統(tǒng)組成。</p><p>　　1、執(zhí)行系統(tǒng)：執(zhí)行系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人完成抓取工件，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)所必需的機(jī)械部件，它包括手部、腕部、機(jī)身等。</p><p>　　手部：又稱手爪或抓取機(jī)構(gòu)，它直接抓取工件或夾具。</p><p>　　腕部：又稱手腕，是連接手部和臂部的部件，其作用是調(diào)整或改變手部的工作方位。

42、</p><p>　　臂部：是支承腕部的部件，作用是承受工件的負(fù)荷，并把它傳遞到預(yù)定的位置。</p><p>　　機(jī)身：是支承手臂的部件，其作用是帶動(dòng)臂部自轉(zhuǎn)、升降或俯仰運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　圖2-2 各部分關(guān)系圖</p><p>　　2、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：為執(zhí)行系統(tǒng)各部件提供動(dòng)力，并驅(qū)動(dòng)其動(dòng)力的裝置。常用的機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)和電傳

43、動(dòng)。</p><p>　　3、控制系統(tǒng)：通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制，使執(zhí)行系統(tǒng)按照規(guī)定的要求進(jìn)行工作，當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤或故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。</p><p>　　4、檢測(cè)系統(tǒng)：作用是通過(guò)各種檢測(cè)裝置、傳感裝置檢測(cè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定進(jìn)行比較，以保證運(yùn)動(dòng)符合要求。</p><p>　　2.2工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)分析</p><p>

44、;　　2.2.1 設(shè)計(jì)要求</p><p>　　綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),搜集有關(guān)資料獨(dú)立完成三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)和驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì)工作。</p><p>　　原始數(shù)據(jù)：自動(dòng)線上有Ａ，Ｂ兩條輸送帶之間距離為1.5m，需設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人將一零件從A帶送到B帶。</p><p>　　零件尺寸：圓柱 ￠80，高 100。</p><p><

45、b>　　零件材料：45鋼。</b></p><p>　　2.2.2 總體方案擬定</p><p>　　在工業(yè)機(jī)器人的諸多功能中，抓取和移動(dòng)是最主要的功能。這兩項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)是精巧的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和良好的伺服控制驅(qū)動(dòng)。本次設(shè)計(jì)就是在這一思維下展開(kāi)的。根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和需求確定圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人，利用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和諧波齒輪傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；利用另一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾

46、珠絲杠旋轉(zhuǎn)，從而使與滾珠絲杠螺母副固連在一起的手臂實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)；考慮到本設(shè)計(jì)中的機(jī)器人工作范圍不大，故利用液壓缸驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)手臂的伸縮運(yùn)動(dòng)；末端夾持器則采用內(nèi)撐連桿杠桿式夾持器，用小型液壓缸驅(qū)動(dòng)夾緊。</p><p>　　圖2-3 機(jī)器人外形圖</p><p>　　2.2.3　工業(yè)機(jī)器人主要技術(shù)性能參數(shù)</p><p>　　工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)是說(shuō)明其規(guī)格和性能的具體

47、指標(biāo)。主要技術(shù)參數(shù)有如下：</p><p>　　1、抓取重量：抓取重量是用來(lái)表明機(jī)器人負(fù)荷能力的技術(shù)參數(shù)，這是一項(xiàng)主要參數(shù)。這項(xiàng)參數(shù)與機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，一般是指在正常速度下所抓取的重量。</p><p>　　2、抓取工件的極限尺寸：抓取工件的極限尺寸是用來(lái)表明機(jī)器人抓取功能的技術(shù)參數(shù)，它是設(shè)計(jì)手部的基礎(chǔ)。</p><p>　　3、坐標(biāo)形式和自由度：說(shuō)明機(jī)器人機(jī)身

48、、手部、腕部等共有的自由度數(shù)及它們組成的坐標(biāo)系特征。</p><p>　　4、運(yùn)動(dòng)行程范圍：指執(zhí)行機(jī)構(gòu)直線移動(dòng)距離或回轉(zhuǎn)角度的范圍，即各運(yùn)動(dòng)自由度的運(yùn)動(dòng)量。根據(jù)運(yùn)動(dòng)行程范圍和坐標(biāo)形式就可確定機(jī)器人的工作范圍。</p><p>　　5、運(yùn)動(dòng)速度：是反映機(jī)器人性能的重要參數(shù)。通常所指的運(yùn)動(dòng)速度是機(jī)器人的最大運(yùn)動(dòng)速度。它與抓取重量、定位精度等參數(shù)密切有關(guān)，互相影響。目前，國(guó)內(nèi)外機(jī)器人的最大直線移

49、動(dòng)速度為1000mm/s左右，一般為200～400mm/s；回轉(zhuǎn)速度最大為180º/s，一般為50º/s。</p><p>　　6、定位精度和重復(fù)定位精度：定位精度和重復(fù)定位精度是衡量機(jī)器人工作質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中的三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人的有關(guān)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2-1。</p><p>　　表2-1三自由度圓柱坐標(biāo)型

50、機(jī)器人參數(shù)</p><p>　　3 三自由度圓柱坐標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分析</p><p>　　3.1.1 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)概述</p><p>　　工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，可從工業(yè)機(jī)器人的自由度，工作空間和機(jī)械結(jié)構(gòu)類型等三方面來(lái)討論。如圖3-1所示，為工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)圖。</p>

51、<p>　　圖3-1 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　1、工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度</p><p>　　所謂機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度是指確定一個(gè)機(jī)器人操作位置時(shí)所需要的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目，它是表示機(jī)器人動(dòng)作靈活程度的參數(shù)。本設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)器人具有四轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副兩種運(yùn)動(dòng)副，具有手臂伸降，旋轉(zhuǎn)，前后往復(fù)三自由度。</p><p>　　圖3-2 工作空間圖</

52、p><p>　　2、機(jī)器人的工作空間和機(jī)械結(jié)構(gòu)類型</p><p>　?。?）工作空間：工作空間是指機(jī)器人正常運(yùn)行時(shí)，手部參考點(diǎn)能在空間活動(dòng)的最大范圍，是機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)，工作空間圖如圖3-2。</p><p>　?。?）機(jī)械結(jié)構(gòu)類型：圓柱坐標(biāo)型為本設(shè)計(jì)所采用方案，這種運(yùn)動(dòng)形式是通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)移動(dòng)，共三個(gè)自由度組成的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)（代號(hào)RPP），工作空間圖形為圓柱形。

53、它與直角坐標(biāo)型比較，在相同的工作條件下，機(jī)體占體積小，而運(yùn)動(dòng)范圍大。</p><p>　　3.1.2機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析</p><p>　　工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各動(dòng)作如圖3-3和表3-1。</p><p>　　圖3-3工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各動(dòng)作</p><p>　　表3-1運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各動(dòng)作</p><p>　　實(shí)

54、現(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的各工步是由工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)和各種檢測(cè)原件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這里尤其要強(qiáng)調(diào)的是機(jī)器人對(duì)工件的定位夾緊的準(zhǔn)確性，這是本次設(shè)計(jì)成敗之關(guān)鍵所在。</p><p>　　3.2工業(yè)機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是用來(lái)抓持工件或工具的部件。手部抓持工件的迅速、準(zhǔn)確和牢靠程度都將直接影

55、響到工業(yè)機(jī)械手的工作性能，它是工業(yè)機(jī)械手的關(guān)鍵部件之一。</p><p>　　1、設(shè)計(jì)時(shí)要注意的問(wèn)題</p><p>　?。?）末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的夾緊力，為使手指牢靠的夾緊工件，除考慮夾持工件的重力外，還應(yīng)考慮工件在傳送過(guò)程中的動(dòng)載荷。</p><p>　?。?）末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)有一定的開(kāi)閉范圍。其大小不僅與工件的尺寸有關(guān)，而且應(yīng)注意手部接近工件的運(yùn)動(dòng)路線及其方位

56、的影響。</p><p>　　（3）應(yīng)能保證工件在末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)準(zhǔn)確定位。</p><p>　　（4）結(jié)構(gòu)盡量緊湊重量輕，以利于腕部和臂部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　（5）根據(jù)應(yīng)用條件考慮通用性。</p><p><b>　　2、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　采用內(nèi)撐連桿杠桿式夾

57、持器，用小型液壓缸驅(qū)動(dòng)夾緊，它的結(jié)構(gòu)形式如圖3-4。內(nèi)撐連桿杠桿式夾持器采用四連桿機(jī)構(gòu)傳遞拉緊力，即當(dāng)液壓缸1工作時(shí)，推動(dòng)推桿2向下運(yùn)動(dòng)，使兩鉗爪3向里收縮，從而帶動(dòng)手爪4夾緊工件。該種夾持器多用于圓柱實(shí)心零件的夾持。</p><p>　　圖3-4 末端執(zhí)行器</p><p>　　3、液壓油缸的選擇和夾緊力的校驗(yàn)</p><p><b>　?。?）初選油

58、缸型號(hào)</b></p><p>　　考慮到所要夾持的是很小的薄壁零件，最大工作載荷很小，故初選液壓缸型號(hào)為Y-HG1-C63/36×45LF2HL1Q，它的主要技術(shù)參數(shù)如表3-2。</p><p>　　表3-2 冶金設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)液壓缸技術(shù)規(guī)格</p><p><b>　　夾緊力校驗(yàn)：</b></p><p

59、><b>　　1）零件的計(jì)算</b></p><p><b>　　M=8Kg</b></p><p>　　G=Mg=8X9.8=78.4N</p><p><b>　　其中g(shù)取9.8</b></p><p><b>　　2）緊力的計(jì)算：</b><

60、;/p><p>　　要夾持住零件必須滿足條件： ，f為手指與工件的靜摩擦系數(shù)，工件材料為45號(hào)鋼，手指為鋼材，表[7]2-5 f=0.15，N為作用在零件內(nèi)壁上壓緊力，G為零件重力。所以 </p><p>　　N≥G/2f=78.4/0.3=261.3 取N =280（N）。</p><p>　　式[4]4-60可知驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算公式為：</p><

61、;p>　　P=2btanα/(cη)</p><p>　　為斜面傾角，，為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率，這里為平摩擦傳動(dòng)，表[7]2-2 這里取 0.85, b=77.5mm,c=29mm。</p><p>　　取P=1200(N)。</p><p>　　由公式[11] 4-15 ，，D為汽缸的內(nèi)徑(m)，P為工作壓力（Pa）,由表3-3[11]，</p>

62、<p>　　表3-3 負(fù)載與壓力關(guān)系表</p><p>　　取p=0.5MPa。查得[12]：=0.9～0.95, 所以</p><p>　　由以上計(jì)算可知液壓缸能產(chǎn)生的推力F=1402.05N大于夾緊工件所需的推力P=1200N。所以該液壓缸能夠滿足要求。</p><p>　　4、手爪的強(qiáng)度校驗(yàn) </p><p>　　手爪的結(jié)構(gòu)形

63、式如圖3-7：</p><p>　　圖3-7 手爪結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　這種結(jié)構(gòu)是在手爪外側(cè)用螺釘固定彈簧板兩端固定。當(dāng)手爪工作時(shí)，由于夾緊過(guò)程具有彈性，就可以避免易損零件被抓傷，變形和破損。</p><p>　　工件與彈簧片間的力：由上節(jié)可知F=280N。則手爪截面上的剪應(yīng)力為：[τ]=30MPa，</p><p><b&g

64、t;　　τ=Q/A= </b></p><p>　　故彈性爪滿足強(qiáng)度要求。</p><p>　　3.2.2手臂機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) </p><p><b>　　1、手臂的設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　?。?）手臂的結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)滿足機(jī)器人完成作業(yè)任務(wù)提出的工作空間要求</p><p>

65、　?。?）根據(jù)手臂所受載荷和結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，合理選擇手臂截面形狀和高強(qiáng)度輕質(zhì)材料。</p><p>　?。?）盡量減小手臂重量和相對(duì)其關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和偏重力矩，以減小驅(qū)動(dòng)裝置的負(fù)荷；減少運(yùn)動(dòng)的動(dòng)載荷與沖擊，提高手臂運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)速度。</p><p>　　（4）設(shè)法減小機(jī)械間隙引起的運(yùn)動(dòng)誤差，提高運(yùn)動(dòng)的精確性和運(yùn)動(dòng)剛度。采用緩沖和限位裝置提高定位精度。</p><p>

66、;　　本設(shè)計(jì)中手臂由滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，還設(shè)計(jì)有兩根導(dǎo)柱導(dǎo)向，以防止手臂在滾珠絲杠上轉(zhuǎn)動(dòng)，確保手臂隨機(jī)座一起轉(zhuǎn)動(dòng)。它的結(jié)構(gòu)如下圖。</p><p>　　圖3-8 手臂結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　選用軸向腳架型液壓缸，活塞桿末端為外螺紋結(jié)構(gòu)，手臂與末端執(zhí)行器連同活塞桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　2、伸縮液壓油缸的選擇</p>

67、;<p>　　選液壓缸型號(hào)為Y-HG1-C63/36×200LJ1HL1Q，它的主要技術(shù)參數(shù)如表3-3。</p><p>　　表3-3 冶金設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)液壓油技術(shù)規(guī)格</p><p>　　3、活塞桿的強(qiáng)度校核</p><p>　　末端執(zhí)行器的重量為：12.475Kg。</p><p>　　工件重量為：8Kg。</p

68、><p><b>　　由靜力平衡方:</b></p><p>　　ΣMB=0 R1·LAB -Q·LBC=0</p><p>　　ΣMA=0 R2·LAB - Q·LAC=0</p><p><b>　　求得支反力為: </b></p>

69、<p>　　R1=898.33N</p><p>　　R2=1113.93N</p><p>　　以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，得剪力圖和彎矩圖如下：</p><p>　　活塞桿[τ]=140MPa, [σ]=240MPa.</p><p>　　則在B處橫截面上的剪應(yīng)力為：</p><p>　　τB= RB/A=

70、安全。</p><p><b>　　在B處的彎應(yīng)力為：</b></p><p>　　σB= MB/A= 安全。</p><p>　　3.2.3腰部和基座設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　通過(guò)安裝在支座上的步進(jìn)電機(jī)和諧波齒輪直接驅(qū)動(dòng)

71、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)座轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)安裝在頂部的步進(jìn)電機(jī)和聯(lián)軸器帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)手臂的上下移動(dòng)。采用了雙導(dǎo)柱導(dǎo)向，以防止手臂在滾珠絲杠上轉(zhuǎn)動(dòng)，確保手臂隨機(jī)座一起轉(zhuǎn)動(dòng)。支撐梁采用槽鋼，以減輕重量和節(jié)省材料，它的結(jié)構(gòu)如圖3-10。</p><p>　　該種設(shè)計(jì)采用了環(huán)形軸承的機(jī)器人支承結(jié)構(gòu)。它由電動(dòng)機(jī)2直接驅(qū)動(dòng)一杯形柔輪諧波減速器。這種諧波減速器只有剛輪9、柔輪7和諧波發(fā)生器8三大件，而無(wú)單獨(dú)的外殼（這種

72、結(jié)構(gòu)有利于傳動(dòng)系統(tǒng)的小型化、輕型化）。由柔輪7輸出低速的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與之固聯(lián)的機(jī)座回轉(zhuǎn)殼體5實(shí)現(xiàn)手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。齒形皮帶傳動(dòng)4和位置傳感器6作為機(jī)座用來(lái)檢測(cè)手臂機(jī)座的角位移。</p><p>　　1—支座，2—步進(jìn)電機(jī)，3—諧波齒輪，4—轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)座</p><p>　　5—支承工字梁，6—滾珠絲杠，7—導(dǎo)向柱，8—彈性膜片聯(lián)軸器</p><p>　　圖3-10 腰部

73、和基座結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　1—支座，2—電機(jī)，3—軸承，4—帶傳動(dòng)，5—?dú)んw</p><p>　　6—位置傳感器，7—柔輪，8—波發(fā)生器，9—?jiǎng)傒?lt;/p><p>　　圖3-11 環(huán)形軸承的機(jī)器人機(jī)座</p><p><b>　　2、步進(jìn)電機(jī)的選取</b></p><p>　　工業(yè)機(jī)器人的

74、旋轉(zhuǎn)和上下移動(dòng)采用了步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，下面就給出各種驅(qū)動(dòng)方式的比較，以作為選取步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)方式的依據(jù)。</p><p>　　表3-4 各種驅(qū)動(dòng)方式比較</p><p>　　由上表可知步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)器人有著許多無(wú)可替代的優(yōu)點(diǎn)，如控制性能好，可精確定位，體積較小可用于程序復(fù)雜和運(yùn)動(dòng)軌跡要求嚴(yán)格的小型通用機(jī)械手等，下面就對(duì)步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)進(jìn)行選取。</p><p&g

75、t;　　初選電機(jī)為BF反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，型號(hào)為：90BYG503，有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下表： </p><p>　　表3-5 BF反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)參數(shù)表</p><p>　?。?）傳動(dòng)系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算</p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是一種慣性負(fù)載,在電機(jī)選用時(shí)必須加以考慮。由于傳動(dòng)系統(tǒng)的各傳動(dòng)部件并不都與電機(jī)軸同軸線，還存在各傳動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量向電機(jī)軸折算的問(wèn)題。最

76、后，要計(jì)算整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，即傳動(dòng)系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。</p><p>　　1）電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的折算</p><p>　　表[14]2-18查出=5.1㎏?cm2</p><p>　　2）聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的折算</p><p>　　式中：為圓柱質(zhì)量（Kg），D為圓柱體直徑（cm）,L為圓柱體長(zhǎng)度。</p>&

77、lt;p>　　對(duì)于鋼材，材料密度為,把數(shù)據(jù)代入上式得：</p><p>　　3）滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的折算</p><p>　　表[14]4-2 P119，得出1m長(zhǎng)的滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為0.94㎏?cm2，絲杠長(zhǎng)度L＝600mm，所以滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：</p><p>　　=0.94×0.6=0.564㎏?cm2；</p><p&g

78、t;　　4）手臂轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的折算</p><p>　　工作臺(tái)是移動(dòng)部件，其移動(dòng)質(zhì)量折算到滾珠絲杠軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可按下式進(jìn)</p><p><b>　　行計(jì)算：</b></p><p>　　公式[14]（2-6）</p><p>　　式中，為絲杠導(dǎo)程（cm）；為工作臺(tái)質(zhì)量（kg）。</p><p>&

79、lt;b>　　所以：</b></p><p>　　5）系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算</p><p><b>　?。?）驗(yàn)算矩頻特性</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩是指電機(jī)的定位轉(zhuǎn)矩，表[14]2-21中查得。步進(jìn)電機(jī)的名義啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與最大靜轉(zhuǎn)矩的關(guān)系為：</p><p>　　公式[14]（2-29

80、）</p><p>　　表[14]2-12得＝0.707。所以，</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)空載啟動(dòng)是指電機(jī)在沒(méi)有外加工作負(fù)載下的啟動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)所需空載啟動(dòng)力矩可按下式計(jì)算：</p><p>　　公式[14]（2-30）</p><p>　　式中：為空載啟動(dòng)力矩（N?cm）；為空載啟動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)部件由靜止升速到最大快進(jìn)速度，折算到電機(jī)軸上的加速

81、力矩（N?cm）；為空載時(shí)折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩（N?cm），有關(guān)的各項(xiàng)力矩值計(jì)算如下：</p><p><b>　　1）加速力矩</b></p><p>　　公式[14]（2-32）和（2-33）</p><p>　　式中：為傳動(dòng)系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；為電機(jī)最大角加速度；為與運(yùn)動(dòng)部件最大快進(jìn)速度對(duì)應(yīng)的電機(jī)最大轉(zhuǎn)速；t為運(yùn)動(dòng)部件從靜止啟動(dòng)加速到最

82、大快進(jìn)速度所需的時(shí)間，為運(yùn)動(dòng)部件最大快進(jìn)速度；為初選步進(jìn)電機(jī)的步距角；為脈沖當(dāng)量。</p><p><b>　　2）空載摩擦力矩</b></p><p>　　公式[14]（2-34）</p><p>　　式中：為運(yùn)動(dòng)部件的總重量；為導(dǎo)軌摩擦系數(shù)；齒輪傳動(dòng)降速比；為傳動(dòng)系數(shù)總效率，?。?.8；為滾珠絲杠的基本導(dǎo)程。</p><

83、p><b>　　3）附加摩擦力矩</b></p><p>　　公式[14]（2-35）</p><p>　　式中：為滾珠絲杠預(yù)緊力；為滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率，現(xiàn)取＝0.96。</p><p>　　所以，步進(jìn)電機(jī)所需空載啟動(dòng)力矩：</p><p>　　初選電機(jī)型號(hào)應(yīng)滿足步進(jìn)電機(jī)所需空載啟動(dòng)力矩小于步進(jìn)電機(jī)名義啟動(dòng)

84、轉(zhuǎn)矩，即 公式[14]（2-31），從上式可知電機(jī)初步滿足要求。</p><p>　　（3）啟動(dòng)矩頻特性校核</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)有突跳啟動(dòng)和升速啟動(dòng)。突跳啟動(dòng)很少使用。升速啟動(dòng)是步進(jìn)電機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始逐漸升速，在零時(shí)刻，啟動(dòng)頻率為零。在一段時(shí)間內(nèi)，按一定的升速規(guī)律升速。啟動(dòng)結(jié)束時(shí)，步進(jìn)電機(jī)達(dá)到了最高運(yùn)行速度。</p><p>　　圖[14]2-21，從

85、90BF001矩特性圖中，可查得：縱向：空載啟動(dòng)力矩＝對(duì)應(yīng)的允許啟動(dòng)頻率。表[14]2-11，步進(jìn)電機(jī)150BF002啟動(dòng)頻率，所以所選電機(jī)不會(huì)丟步。</p><p>　?。?）運(yùn)行矩頻特性校核</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)的最高快進(jìn)運(yùn)行頻率可按下式計(jì)算：</p><p>　　公式[14]（2-36）</p><p>　　式中：為運(yùn)動(dòng)部件最大

86、快進(jìn)速度。算得。</p><p>　　快進(jìn)力矩的計(jì)算公式：</p><p>　　公式[14]（2-37）</p><p>　　式中： 為附加摩擦力矩， 為快進(jìn)時(shí)，折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩。算得：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　圖[14]2-22，從90BF001運(yùn)行

87、矩頻特性圖中，可知，快進(jìn)力矩＝對(duì)應(yīng)的允許快進(jìn)頻率，所以,所用的電機(jī)都滿足快速進(jìn)給運(yùn)行矩頻特性要求。</p><p>　　綜上所述，所選用的步進(jìn)電機(jī)90BYG503符合要求，可以使用。</p><p><b>　　3、軸承的選取</b></p><p>　?。?）環(huán)形軸承3作為機(jī)座的支承原件，是為機(jī)器人研制的專用軸承，具有寬度小、直徑大、精度高、

88、剛度大、承載能力高（可承受徑向力、軸向力和傾覆力矩）、裝置方便等特點(diǎn)價(jià)格高。</p><p>　?。?）杠下部裝有圓錐滾子軸承，型號(hào)為30204， 它的有關(guān)參數(shù)如下：</p><p>　　表3-6圓錐滾子軸承參數(shù)表</p><p>　　3.3 工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械傳動(dòng)裝置的選擇</p><p>　　3.3.1 滾珠絲杠的選擇</p>

89、<p>　　估算：等效載荷Fm =1000 N, 絲桿有效行程560 mm ,等效轉(zhuǎn)速nm =1000 r/min , 要求使用壽命Lh = 15000 h 左右，工作溫度低于100℃，可靠度95%，精度為3級(jí)精度。</p><p><b>　　1、計(jì)算載荷</b></p><p>　　Fc = 表[15]15-21得</p><p

90、>　　= 1.1，= 1.0，=1.61，= 1</p><p><b>　　Fc = </b></p><p>　　= 1.11.01.6111000</p><p><b>　　= 1771 N</b></p><p><b>　　= </b></p>

91、<p><b>　　= </b></p><p>　　= 17086.36 N</p><p>　　2、選擇滾珠絲桿副的型號(hào)</p><p>　　主要尺寸為：按= 19559N，表[10]2-9，選用SFU04006-4滾珠絲杠。= 40 mm , =8 mm , =4 mm , d = 39mm，滾珠直徑d0=3.969mm<

92、/p><p><b>　　滾道半徑:</b></p><p><b>　　R=</b></p><p><b>　　偏心距： </b></p><p><b>　　e==</b></p><p><b>　　絲杠內(nèi)徑：

93、</b></p><p>　　≤27 mm , =24000 N , =1880 N</p><p><b>　　螺旋導(dǎo)程角： </b></p><p>　　γ = arctan = arctan = 3º38′</p><p>　　螺桿不長(zhǎng)，無(wú)需驗(yàn)算穩(wěn)定性。 </p><p&

94、gt;<b>　　3、剛度驗(yàn)算</b></p><p>　　按最不利情況考慮，即在螺距(導(dǎo)程)內(nèi)受軸向力引起的彈性變形與受轉(zhuǎn)矩引起彈性變形方向一致，此時(shí)變形量為最大，計(jì)算公式為：</p><p><b>　　= + </b></p><p>　　T1 = ··tan( γ+)</p>&

95、lt;p>　　= 1000tan(+)</p><p>　　= 1321 N·mm</p><p>　　磨擦系數(shù)f = 0.025, 當(dāng)量磨擦角 = ，剪切彈性模量 G=8.33 N/mm2所以：</p><p>　　= + = 0.0387 μm</p><p>　　其中，危險(xiǎn)截面= 35.76，E = 2.06，每米螺桿

96、長(zhǎng)度上的螺矩的彈性變形</p><p>　　= = 6.6 /m < ()p = 15/m</p><p>　　因?yàn)闈L球絲桿精度要求為3級(jí)精度，由表[9]15-8查得</p><p>　　()p = 15/m</p><p>　　所以其剛度滿足要求。</p><p><b>　　4、計(jì)算效率</

97、b></p><p>　　η= = = 0.960 = 96%</p><p>　　3.3.2 諧波齒輪的選擇</p><p>　　諧波齒輪的特點(diǎn)，與一般齒輪傳動(dòng)相比，有如下特點(diǎn)：</p><p>　　1、傳動(dòng)比大。一級(jí)諧波齒輪減速比可以在50～500之間，在只傳遞運(yùn)動(dòng)的裝置中可達(dá)1000。采用多級(jí)或復(fù)波式傳動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)比可以更大。&

98、lt;/p><p>　　2、這種傳動(dòng)同時(shí)嚙合的齒數(shù)多，可達(dá)總齒數(shù)的30%～40%。故承載能力大。</p><p>　　3、運(yùn)動(dòng)誤差小，無(wú)沖擊，齒的磨損小，傳動(dòng)精度高，傳動(dòng)平穩(wěn)4、效率高（減速傳動(dòng)下，一般可達(dá)0.7～0.9），結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件少，重量輕。在承載能力和傳動(dòng)比相同的條件下，比一般齒輪減速器的體積和重量約減少1/2～1/3。</p><p>　　4、缺點(diǎn)是起動(dòng)力矩

99、大，柔輪易疲勞損壞，故柔輪的材料和熱處理?xiàng)l件要求高。傳動(dòng)比小于35時(shí)不能采用諧波傳動(dòng)。</p><p>　　由于諧波減速傳動(dòng)裝置明顯的優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于機(jī)器人和其它機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)備中。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中的諧波齒輪采用帶杯形柔輪的諧波傳動(dòng)組合件。它是由三個(gè)基本構(gòu)件構(gòu)成的，帶凸緣的環(huán)形剛輪，杯形的柔輪和柔性軸承、橢圓盤構(gòu)成的波發(fā)生器。</p><p>　　3

100、.3.3聯(lián)軸器的選擇</p><p>　　該機(jī)構(gòu)是是膜片型彈性聯(lián)軸器，具有高靈敏性，高扭轉(zhuǎn)剛性。回轉(zhuǎn)間隙為零，順時(shí)針和逆時(shí)針回轉(zhuǎn)特性完全相同，裝置中的不銹鋼膜片補(bǔ)償徑向，角向，軸向偏差，利用鍵槽固定軸，螺栓徑向固定中間彈性體為進(jìn)口不銹鋼膜。</p><p>　　這種聯(lián)軸器定心性好，承載能力高，傳遞功率大、轉(zhuǎn)速高、使用壽命長(zhǎng)，具有過(guò)載保護(hù)能力，能在受振動(dòng)和沖擊載荷等惡劣環(huán)境下連續(xù)工作，安裝、

101、使用和維護(hù)方便，作用于系統(tǒng)中的載荷小、噪聲低。</p><p>　　1——聯(lián)軸器，2——螺栓，3——軸</p><p>　　圖 3-12 TSK3K法蘭膜片聯(lián)軸器</p><p>　　4 三自由度圓柱坐標(biāo)工業(yè)機(jī)器人的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述</p><p>　　4.1 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及對(duì)控制功能的基本要求</p><p

102、>　　工業(yè)機(jī)器人具有多個(gè)自由度，每個(gè)自由度一般包括一個(gè)伺服機(jī)構(gòu)，它們必須協(xié)調(diào)起來(lái)，組成一個(gè)多變量控制系統(tǒng)。這種多變量的控制系統(tǒng)，一般要用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，機(jī)器人控制系統(tǒng)也是一個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的功能是控制機(jī)器人操作機(jī)的運(yùn)動(dòng)和操作以滿足作業(yè)的要求。在作業(yè)中機(jī)器人的工作任務(wù)是要求操作機(jī)的末端執(zhí)行器按點(diǎn)位或軌跡運(yùn)動(dòng)，并保持設(shè)定的姿態(tài)。在運(yùn)動(dòng)中或在規(guī)定的某點(diǎn)位執(zhí)行作業(yè)規(guī)定的操作。對(duì)工業(yè)機(jī)器人的控制功能大致有如下的基本要求和特點(diǎn)。

103、</p><p>　　1、實(shí)現(xiàn)對(duì)位姿、速度、加速度等的控制功能</p><p>　　在機(jī)器人的各類作業(yè)中，運(yùn)動(dòng)和控制方式主要有兩種。</p><p>　　1）點(diǎn)位控制方式（PTP控制） 這種控制方式考慮到末端執(zhí)行器在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只在某些規(guī)定的點(diǎn)上進(jìn)行操作，因此只要求末端執(zhí)行器在目標(biāo)點(diǎn)處保證準(zhǔn)確的位姿以滿足作業(yè)質(zhì)量要求。而對(duì)達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡（包括移動(dòng)的路徑和運(yùn)動(dòng)的姿

104、態(tài)）則不作任何規(guī)定，這種控制方式易于實(shí)現(xiàn)，但不易達(dá)到較高的定位精度，適用于上下料、搬運(yùn)、點(diǎn)焊和在電路板上安插元件等只要求在目標(biāo)點(diǎn)保持末端執(zhí)行器準(zhǔn)確的位姿的作業(yè)中。</p><p>　　2）連續(xù)軌跡控制方式（CP控制） 這種控制方式要求末端執(zhí)行器嚴(yán)格按規(guī)定的軌跡和速度在一定精度要求內(nèi)運(yùn)動(dòng)，以完成作業(yè)要求，這種必須保證機(jī)器人各關(guān)節(jié)連續(xù)、同步地實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。這種連續(xù)軌跡運(yùn)動(dòng)，可看成是若干密集軌跡曲線。若設(shè)定的點(diǎn)足夠密

105、，就能用點(diǎn)位控制的方法實(shí)現(xiàn)所需精度的連續(xù)軌跡運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　2、存儲(chǔ)和示教功能</b></p><p>　　要使機(jī)器人具有完成預(yù)定作業(yè)的功能，須先將要完成的作業(yè)示教給機(jī)器人，這個(gè)操作過(guò)程稱為示教，將示教內(nèi)容記錄下來(lái)，稱為存儲(chǔ)。使工業(yè)機(jī)器人按照存儲(chǔ)的示教內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)作，稱為再現(xiàn)。所以工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)作是通過(guò)示教—存儲(chǔ)—再現(xiàn)的過(guò)程實(shí)現(xiàn)的。</p>

106、;<p>　　3、對(duì)外部環(huán)境的檢測(cè)和感覺(jué)功能。</p><p>　　4.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案</p><p>　　控制系統(tǒng)采用二級(jí)計(jì)算機(jī)控制方式，選用IBM-PC，80C51系列CPU。</p><p>　　第一級(jí)機(jī)擔(dān)負(fù)管理，示教編程，控制再現(xiàn)，軌跡正逆運(yùn)算，機(jī)器人語(yǔ)言的編輯和編譯，通過(guò)串行通訊方式傳送給二級(jí)機(jī)做位置給定。第二級(jí)機(jī)負(fù)責(zé)位置伺服控

107、制軟件的計(jì)算，位置檢測(cè)等工作，根據(jù)插補(bǔ)算出的各關(guān)節(jié)位置增量做位置給定。</p><p>　　一級(jí)機(jī)與示教盒通訊采用串行RS-232接口，既接收示教盒信息，完成示教動(dòng)作，又向示教盒發(fā)送信息，顯示示教情況。還可以連接軟驅(qū)，CRT終端。</p><p>　　二級(jí)機(jī)接口電路將計(jì)算機(jī)輸出數(shù)字量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量，驅(qū)動(dòng)伺服控制系統(tǒng)，選用速度單元，伺服電機(jī)及光電編碼盤等伺服調(diào)速系統(tǒng)。</p>

108、<p>　　4-1 機(jī)器人控制系統(tǒng)框圖</p><p>　　4.3 硬件電路的組成</p><p>　　圖4-1是采用MCS-51系列單片機(jī)組成的控制系統(tǒng)硬件電路原理圖。電路的組成如下：</p><p>　　1、主從CPU都采用8031芯片；</p><p>　　2、主從CPU各擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器27256一片，擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器622

109、56一片；</p><p>　　3、主CPU擴(kuò)展可編程串行通信接口芯片8251A一片；可編程多功能接口芯片8155一片；電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232一片；</p><p>　　4、從CPU擴(kuò)展可編程多功能接口芯片8155六片；D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832六片；運(yùn)算放大器μA741六片；PWM功率放大器六片；光電編碼器六片；</p><p>　　5、地址鎖存器、譯碼器各兩片

110、；</p><p>　　6、鍵盤電路，顯示電路；</p><p>　　7、光電編碼電路，功率放大電路；</p><p>　　8、報(bào)警電路，暫停、急停電路，復(fù)位電路；</p><p>　　5 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行時(shí)應(yīng)采取的安全措施</p><p>　　有些國(guó)家已經(jīng)頒布了關(guān)于機(jī)器人的安全法規(guī)和相應(yīng)的規(guī)程，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化奇跡人安全規(guī)范

111、（ISO/TC184/SC2/WG3-DP10218）。在工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)廠家，有嚴(yán)格的管理規(guī)定和技術(shù)保障體系。</p><p>　　在機(jī)器人應(yīng)用工程中，要參照相關(guān)規(guī)程，規(guī)范以及工業(yè)機(jī)器人的說(shuō)明資料，注意落實(shí)安全措施，杜絕機(jī)器人傷人以及其他事故。</p><p><b>　　5.1 安全要求</b></p><p>　　工業(yè)機(jī)器人能代替人在危險(xiǎn)

112、有害的環(huán)境中工作。但給人另一種危險(xiǎn)，即機(jī)器人傷人事故、這是工業(yè)機(jī)器人安全管理的一個(gè)重要原則。此外，除了通用的安全規(guī)程外，還要注意工業(yè)機(jī)器人的特殊性，采取對(duì)應(yīng)的對(duì)策</p><p>　　對(duì)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用工程的安全要求如下幾點(diǎn)：</p><p>　　必須為工業(yè)機(jī)器人和周邊設(shè)備安裝安全護(hù)欄，以防止人靠近而造成傷害。工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)作范圍不應(yīng)超越護(hù)欄。</p><p>　　在

113、護(hù)欄出入口的門上必須設(shè)置插拔式電接點(diǎn)開(kāi)關(guān)，其插座有導(dǎo)線與控制系統(tǒng)的電路連接。只有拔下開(kāi)關(guān)的插頭，才能進(jìn)入相應(yīng)的門。這是工業(yè)機(jī)器人及周邊設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，并且將工業(yè)機(jī)器人鎖定示教模式</p><p>　　在距操作者的地方設(shè)置緊急停止開(kāi)關(guān)，按下此開(kāi)關(guān)，工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)設(shè)備立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)</p><p>　　在人機(jī)結(jié)合部設(shè)置傳感器。當(dāng)操作者在此處上，下料或裝卡找工作時(shí)，控制系統(tǒng)要有相應(yīng)的安全對(duì)策<

114、;/p><p>　　在生產(chǎn)設(shè)備旁邊的顯著位置用大型指示燈表示生產(chǎn)系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)，如運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)試，停止等</p><p>　　設(shè)置工業(yè)機(jī)器人的作業(yè)原點(diǎn)，并在生產(chǎn)系統(tǒng)的操作盤上設(shè)置相應(yīng)的指示燈，使操作者容易判斷工業(yè)機(jī)器人本體的位置狀況</p><p>　　示教作業(yè)時(shí)降低工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，并且要有另一個(gè)人專門監(jiān)護(hù)，一旦發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停機(jī)</p><p&g

115、t;<b>　　5.2 實(shí)施方法</b></p><p>　　在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用工程中，不僅要注意對(duì)人員的危險(xiǎn)性，而且還要考慮包括工業(yè)機(jī)器人在內(nèi)的設(shè)備的安全性。為此生產(chǎn)廠家在工業(yè)機(jī)器人及控制系統(tǒng)的軟硬件方面應(yīng)盡量增加有關(guān)功能，以確保安全。例如，用軟極限的功能可設(shè)定工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)的實(shí)際動(dòng)作小于標(biāo)稱最大的動(dòng)作范圍。當(dāng)控制點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)，工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)并報(bào)警，不會(huì)超越設(shè)定的區(qū)間。因此，

116、可以將工業(yè)機(jī)器人本體的動(dòng)作極限限制在實(shí)際作業(yè)的領(lǐng)域里。又如對(duì)于弧焊的應(yīng)用，生產(chǎn)廠家可提供一種帶有碰撞傳感器的焊槍把持器，示教作業(yè)及再現(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，一旦焊槍裝上共建或者其他物體時(shí)，工業(yè)機(jī)器人立即停機(jī)，為了確保工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用工程中的安全，逆序?qū)嵤┐_保安全要求的具體措施。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　我國(guó)機(jī)器人的研究和應(yīng)用起步較晚，但是隨著

117、國(guó)內(nèi)外機(jī)器人的快速發(fā)展、社會(huì)需求的增大和技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)的機(jī)器人技術(shù)會(huì)得到很快的提高。圓柱坐標(biāo)機(jī)器人也會(huì)憑借著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、完成任務(wù)多樣、操作方便、運(yùn)動(dòng)靈活等諸多優(yōu)點(diǎn)從其他類型的機(jī)器人當(dāng)中脫穎而出的。本次課題也是在這種背景下提出來(lái)的，本次設(shè)計(jì)主要完成以下任務(wù)：</p><p>　　1、本次設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)器人的工作任務(wù)進(jìn)行分析、研究，從而找到解決問(wèn)題的方法，進(jìn)而來(lái)解決問(wèn)題。</p><p>　　2、本