機(jī)器人的微用步進(jìn)電機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)項(xiàng)目</b></p><p><b>　　2012 屆</b></p><p>　　畢業(yè)項(xiàng)目任務(wù)書（個(gè)人表）</p><p>　　系部： 機(jī)電工程系 </p><p><b>　　續(xù)表：</b></p><

2、p><b>　　摘要</b></p><p>　　工業(yè)機(jī)器人一般由手臂、手腕、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、控制器、傳感器等組成。機(jī)器人手臂有六個(gè)自由度。手腕是機(jī)器人手臂與主架的連接機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為機(jī)器人各運(yùn)動(dòng)部件提供力、力矩、速度、加速度。測量系統(tǒng)用于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的位移測量?？刂破饔糜诳刂茩C(jī)器人各部件的位置、速度、加速度，使機(jī)器人手臂以給定速度沿給定軌跡到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。</p><

3、;p>　　在這個(gè)項(xiàng)目中我主要完成了步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)的介紹，還有在工業(yè)機(jī)器人使用當(dāng)中的一些參數(shù)的計(jì)算，最后就是提到對(duì)步進(jìn)電機(jī)的發(fā)展趨勢以及日常維修與保養(yǎng)。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 自由度 力矩 速度 控制器 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、緒論9</b

4、></p><p><b>　　1.1 引言9</b></p><p>　　1.2 課題研究的背景和意義9</p><p>　　1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9</p><p>　　1.4本論文研究的主要內(nèi)容10</p><p>　　二 、工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)11</p>

5、<p>　　2.1 工業(yè)機(jī)器人的工作對(duì)象、任務(wù)及性能11</p><p>　　2.2工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)的基本參數(shù)確定11</p><p>　　2.3本體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)12</p><p>　　三、 關(guān)節(jié)整體的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.1關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)方案13</p><p>　　1.方案一

6、：液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)13</p><p>　　2.方案二：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14</p><p>　　3.2 關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)確定15</p><p>　　1.承受工作負(fù)載的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩15</p><p>　　2.步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角范圍確定和脈沖數(shù)計(jì)算15</p><p>　　3.電機(jī)轉(zhuǎn)速的確定和脈沖頻率計(jì)算16<

7、/p><p>　　3.3 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)16</p><p>　　1.步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)組成16</p><p>　　2.步進(jìn)電機(jī)工作原理17</p><p>　　3.步進(jìn)電機(jī)特性及主要技術(shù)指標(biāo)17</p><p>　　3.4傳動(dòng)件之間的定位裝配19</p><p>　　3.5傳動(dòng)

8、件的消隙20</p><p>　　四、微用步進(jìn)電機(jī)使用和保養(yǎng)21</p><p>　　4.1步進(jìn)電機(jī)的使用說明21</p><p>　　4.2步進(jìn)電機(jī)的故障分析22</p><p>　　4.3步進(jìn)電機(jī)的保養(yǎng)23</p><p>　　五、 總結(jié)與展望24</p><p><b&

9、gt;　　5.1總結(jié)24</b></p><p><b>　　5.2展望24</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p>　　六、 致 謝26</p><p><b>　　一、緒論</b></p><p&g

10、t;<b>　　1.1 引言</b></p><p>　　隨著人們生活水平的提高，用戶對(duì)產(chǎn)品的外觀質(zhì)量提出了越來越高的要求。然而以傳統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng) (油壓方式)已經(jīng)不能滿足工業(yè)的需求，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展速度。因此國外企業(yè)都投入了大量的科研資金來研究 新的動(dòng)力系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)動(dòng)力，且不斷提高機(jī)器人的精度，從而提高了產(chǎn)出品的質(zhì)量，滿足不同場合的實(shí)際需要。同時(shí)還可以避免由于精度不夠帶來的一些不良后

11、果。</p><p>　　國內(nèi)許多大企業(yè)也投入了大量的經(jīng)費(fèi)來研究工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)微用步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)，但和國外的系統(tǒng)技術(shù)及其工程應(yīng)用水平相比還有一定差距，因此我花了大量的時(shí)間用于研究國外產(chǎn)品，但是，國內(nèi)加工制造企業(yè)的自動(dòng)化程度普遍不高，尤其是中小型企業(yè)的自動(dòng)化程度就更不高了，這就導(dǎo)致我們不能與國外及接軌和良好的兼容。所以我們必須從根本上解決此類問題。自主創(chuàng)新、借鑒、應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)器人關(guān)節(jié)動(dòng)力系統(tǒng)。&

12、lt;/p><p>　　因此，必須從國內(nèi)加工業(yè)的實(shí)際情況出發(fā)，研究開發(fā)性能指標(biāo)技術(shù)水平能夠既滿足國內(nèi)加工業(yè)實(shí)際情況，也能完美和國外接軌的可靠性高、操作靈活簡便及易維修的工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)微用步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)。這樣既滿足國內(nèi)加工制造企業(yè)不同層次的實(shí)際需要。同時(shí)保證了機(jī)器人系統(tǒng)的精度。因此，在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該認(rèn)真考慮影響機(jī)器人關(guān)節(jié)活動(dòng)精度的因素，選擇合適的步進(jìn)電機(jī)，還有設(shè)計(jì)準(zhǔn)確的關(guān)節(jié)活動(dòng)模型，從而才能滿足工業(yè)的需要。</p&

13、gt;<p>　　1.2 課題研究的背景和意義</p><p>　　油壓動(dòng)力系統(tǒng)在工作過程中，將產(chǎn)生大量的難以處理的污垢，嚴(yán)重影響日常清理，并造成了嚴(yán)重的污染。同時(shí)油壓動(dòng)力系統(tǒng)的控制不夠精確，難以控制，遠(yuǎn)遠(yuǎn)影響到工人們的作業(yè)。</p><p>　　因此，為了避免傳統(tǒng)的方式帶來的一切不利因素，提高產(chǎn)品質(zhì)量，滿足現(xiàn)代化工廠的需求，實(shí)現(xiàn)工業(yè)作業(yè)的真正自動(dòng)化，國內(nèi)外許多大企業(yè)都投入了

14、大量的科研經(jīng)費(fèi)來研究機(jī)器人關(guān)節(jié)的動(dòng)力系統(tǒng)，使機(jī)器人自動(dòng)化便于控制和操作。</p><p>　　國內(nèi)許多大企業(yè)也投入了大量的經(jīng)費(fèi)來研究工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)微用步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)，但和國外的系統(tǒng)技術(shù)及其工程應(yīng)用水平相比還有一定差距，因此我花了大量的時(shí)間用于研究國外產(chǎn)品，但是，國內(nèi)加工制造企業(yè)的自動(dòng)化程度普遍不高，尤其是中小型企業(yè)的自動(dòng)化程度就更不高了，這就導(dǎo)致我們不能與國外及接軌和良好的兼容。所以我們必須從根本上解決此類問題。自

15、主創(chuàng)新、借鑒、應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)器人關(guān)節(jié)活動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)。</p><p>　　因此，必須從國內(nèi)加工業(yè)的實(shí)際情況出發(fā)，研究開發(fā)性能指標(biāo)技術(shù)水平能夠既滿足國內(nèi)加工業(yè)實(shí)際情況，也能完美和國外接軌的可靠性高、操作靈活簡便及易維修的工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)微用步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)。這樣既滿足國內(nèi)加工制造企業(yè)不同層次的實(shí)際需要。同時(shí)保證了機(jī)器人系統(tǒng)的精度。因此，在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該認(rèn)真考慮影響機(jī)器人關(guān)節(jié)活動(dòng)精度的因素，選擇合適的步進(jìn)

16、電機(jī)，還有設(shè)計(jì)準(zhǔn)確的關(guān)節(jié)活動(dòng)模型，來滿足現(xiàn)代化工廠的生產(chǎn)需要。</p><p>　　1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　自從上個(gè)世紀(jì)60年代初，國外就開始了對(duì)用于工業(yè)機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行了研究，直到上個(gè)世紀(jì)60年代末才成功研制了一種滿足現(xiàn)代化工廠的機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)。從此這項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域在國外研究和開發(fā)應(yīng)用十分迅速。上個(gè)世紀(jì)80年代初，許多工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家，用于產(chǎn)品制造的機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)已到

17、達(dá)普及的階段，被廣泛的應(yīng)用于高精度的產(chǎn)品加工場合。</p><p>　　隨著國外技術(shù)不斷地研究，用于高精度產(chǎn)品生產(chǎn)的機(jī)器人得到越來越廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，許多大型企業(yè)的廠房生產(chǎn)線都開始著手于新技術(shù)的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)的自動(dòng)化。現(xiàn)階段國外機(jī)器人關(guān)節(jié)動(dòng)力系統(tǒng)主要是:</p><p>　　1.在機(jī)器人結(jié)構(gòu)研究方面，機(jī)型主要是關(guān)節(jié)型，而且普遍應(yīng)用CAD等現(xiàn)代方法來進(jìn)行本體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、仿真和制造。</

18、p><p>　　2、在機(jī)器人控制技術(shù)研究方面，主要由計(jì)算機(jī)控制，大量采用了編程技術(shù)，基于PC的開放結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)也正在快速發(fā)展。</p><p>　　3、在機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究方面，廣泛應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　4、在其他方面研究，大量使用各種新型傳感器，通用模塊化編程語言也被廣泛使用，信息處理大大提高。</p><p>　　然而，

19、我國對(duì)機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)的研究比較晚，最近十幾年我國才開始了此方面的研究，但是我國高科技領(lǐng)域技術(shù)的研究和開發(fā)運(yùn)用發(fā)展十分迅速，已經(jīng)掌握了機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、仿真和制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和軌跡規(guī)劃技術(shù)以及在工作空間分析技術(shù)，縮短了同國外技術(shù)研究和應(yīng)用的差距，基本上達(dá)到了國外80年代中后期的技術(shù)水平?，F(xiàn)階段我國研究的現(xiàn)狀主要是：</p><p>　　1、在機(jī)器人驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)技術(shù)方面，對(duì)它的運(yùn)動(dòng)學(xué)

20、、動(dòng)力學(xué)分析與綜合、運(yùn)動(dòng)控制算法、編程語言、離線編程技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，開發(fā)新理念驅(qū)動(dòng)裝置。</p><p>　　2、在機(jī)器人結(jié)構(gòu)研究方面，機(jī)型主要是關(guān)節(jié)型，而且普遍應(yīng)用CAD等現(xiàn)代方法來進(jìn)行本體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、仿真和制造。</p><p>　　3、在機(jī)器人控制技術(shù)研究方面，多CPU分級(jí)分層控制的控制裝置已被開發(fā)出來，也掌握了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制軟件和離線編程技術(shù)設(shè)計(jì)。</p>&l

21、t;p>　　4、在機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究方面，也廣泛應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。但是總的看來，與國外技術(shù)及其工程應(yīng)用水平還存在一定的差距。</p><p>　　1.4本論文研究的主要內(nèi)容</p><p>　　在查閱了大量的有關(guān)機(jī)器人微用步進(jìn)電機(jī)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，根據(jù)課題的研究目標(biāo)，本論文“關(guān)節(jié)型機(jī)器人微用步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)”對(duì)該機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，將主要完成以下幾個(gè)方面的工作：</p&g

22、t;<p>　　（1）根據(jù)該機(jī)器人的工作對(duì)象、任務(wù)及性能要求，參考國內(nèi)外機(jī)器人的先進(jìn)機(jī)型，確定該機(jī)器人的基本技術(shù)參數(shù)，并對(duì)該機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)布局以及整機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）根據(jù)機(jī)器人的相關(guān)參數(shù)，算出步進(jìn)電機(jī)的額定電壓和額定電流。</p><p>　?。?）選擇改機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)材料以及手腕轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)動(dòng)零件的型號(hào)，利用模塊化設(shè)計(jì)的思想，利用AutoC

23、AD軟件繪制出手腕結(jié)構(gòu)的裝配圖及各零件的零件圖，完成本體結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。</p><p>　　二 、工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 工業(yè)機(jī)器人的工作對(duì)象、任務(wù)及性能</p><p>　　1.工作對(duì)象：國內(nèi)眾多中小企業(yè)不同層次用戶需進(jìn)行不同精度的磨具加工，需要適應(yīng)流水線化生產(chǎn)。</p><p>　　2.工作任務(wù)：將機(jī)器人

24、安裝在固定的工作臺(tái)上，可以根據(jù)流水線上的產(chǎn)品對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)加工。</p><p>　　3.性能要求：根據(jù)該機(jī)器人的工作對(duì)象及任務(wù)，要求改裝后的機(jī)器人手腕要靈活，能夠在工作空間內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)，具有防爆功能，能夠長時(shí)間連續(xù)穩(wěn)定可靠地工作，并具有光滑的流線型外表面，電源線、控制線和氣管線能從大小臂和手腕內(nèi)部穿過，使電源線、控制線和氣管線不易損壞。同時(shí)，機(jī)器人的軌跡精度及速度穩(wěn)定性也要滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。</p>

25、<p>　　2.2工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)的基本參數(shù)確定</p><p>　　在機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)過程中，關(guān)鍵的問題之一就是確定基本技術(shù)參數(shù)（自由度、有效負(fù)載、運(yùn)動(dòng)精度、可達(dá)空間和靈巧工作空間、運(yùn)動(dòng)特性、動(dòng)態(tài)特性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)等）和結(jié)構(gòu)參數(shù)（桿長、偏距、轉(zhuǎn)角范圍等）。因此，本文將根據(jù)該機(jī)器人工作對(duì)象，設(shè)定結(jié)構(gòu)參數(shù)初值，又根據(jù)結(jié)構(gòu)上的限制進(jìn)行圓整，最后所確定的基本技術(shù)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)。</p>&l

26、t;p><b>　　工業(yè)機(jī)器人基本參數(shù)</b></p><p>　　2.3本體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.本機(jī)關(guān)節(jié)構(gòu)形</b></p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　2.支撐臂的布局設(shè)計(jì)</p><p>&

27、lt;b>　　圖2</b></p><p>　　3.動(dòng)作臂的布局設(shè)計(jì)</p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　動(dòng)作臂1</b></p><p><b>　　圖4 </b></p><p><b>

28、;　　動(dòng)作臂2</b></p><p>　　三、 關(guān)節(jié)整體的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)方案</p><p>　　1.方案一、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)</p><p><b>　?。?）優(yōu)點(diǎn)</b></p><p>　?、凫`活：密閉液體是最靈活的動(dòng)力源，具有優(yōu)秀的力轉(zhuǎn)移性能。

29、利用管道和軟管取代機(jī)械部件可以排除布局問題。</p><p>　?、诳梢苑糯髽O小的力，可以移動(dòng)和控制大得多的力。平穩(wěn)液壓系統(tǒng)在運(yùn)行過程中平穩(wěn)和安靜。振動(dòng)保持在最小程度。</p><p><b>　?。?）缺點(diǎn)</b></p><p>　?、傩枰己玫木S護(hù)保養(yǎng)由于液壓部件是精密部件并在高壓力之下使用，因此需要良好的維護(hù)保養(yǎng)，以防止生銹、腐蝕、污垢

30、、油變質(zhì)等等，所以必須保持清潔和使用適當(dāng)?shù)囊簤河汀?lt;/p><p><b>　　液壓部件</b></p><p>　?、谝簤合到y(tǒng)中有許多部件?；狙b置是泵和執(zhí)行元件。泵連續(xù)將油推出，并把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成壓力能和動(dòng)能。執(zhí)行元件是把液壓能重新轉(zhuǎn)換成工作所需機(jī)械能的系統(tǒng)部件。除了泵和執(zhí)行元件之外，液壓系統(tǒng)的連續(xù)操作當(dāng)需要以下部件。</p><p><

31、;b>　　油 箱：貯存油</b></p><p>　　閥 門：控制油的流量和流動(dòng)方向，或限制壓力連接管路：連接系統(tǒng)的各個(gè)部件。讓我們看一下極為簡易的液壓系統(tǒng)。如圖5</p><p><b>　　圖5</b></p><p>　　2.方案二、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)</p><p>　?。?）步進(jìn)電機(jī)所占比重和發(fā)

32、展趨勢</p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　從 圖6步進(jìn)電機(jī)所占電機(jī)比重，可以看出它的重要性，已經(jīng)在慢慢取代傳統(tǒng)電機(jī)。</p><p><b>　　圖7</b></p><p>　　從圖7可以看出步進(jìn)電機(jī)的每年的增長量，其發(fā)展速度之快，令人瞠目結(jié)舌，幾乎每年都在翻倍，這就是

33、它的優(yōu)勢，它的地位。</p><p><b>　?。?）優(yōu)點(diǎn)</b></p><p>　?、倏梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。</p><p>　?、诓竭M(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒有積累誤差(精度為100％)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種

34、開環(huán)控制。</p><p>　?、鄄竭M(jìn)電機(jī)具有轉(zhuǎn)矩大、慣性小、響應(yīng)頻率高等優(yōu)點(diǎn)，因此具有瞬間起動(dòng)與急速停止的優(yōu)越特性</p><p>　?、芡ǔ２恍枰答伨湍軐?duì)位移或速度進(jìn)行精確控制，輸出的轉(zhuǎn)角或位移精度高，誤差不會(huì)積累；控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，與數(shù)字設(shè)備兼容，價(jià)格便宜。因此，雖然直流電機(jī)伺服系統(tǒng)、交流電機(jī)伺服系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中被普遍地使用，但步進(jìn)電機(jī)仍廣泛用于簡易數(shù)控機(jī)床、送料機(jī)構(gòu)、儀器、

35、儀表等領(lǐng)域。</p><p><b>　?。?）缺點(diǎn)</b></p><p>　?、偃绻刂撇划?dāng)容易產(chǎn)生共振。 　　   ②難以運(yùn)轉(zhuǎn)到較高的轉(zhuǎn)速。</p><p>　?。?）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件</p><p>　?、僮冾l信號(hào)源：變頻信號(hào)源是一個(gè)脈沖頻率能由幾Hz到幾十kHz連續(xù)變化的脈沖信號(hào)發(fā)生器，

36、常見的有多諧振蕩器和單結(jié)晶體器構(gòu)成的弛張振蕩器，它們都是通過調(diào)節(jié)R和C的大小，以改變充放電的時(shí)間常數(shù)，得到各種頻率的脈沖信號(hào)。</p><p>　?、诿}沖分配器：脈沖分配器又稱環(huán)形分配器，它根據(jù)運(yùn)行指令按一定的邏輯關(guān)系分配脈沖，通過功率放大器加到步進(jìn)電機(jī)的各相繞組，使步進(jìn)電機(jī)按一定的方式運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制和定位。脈沖分配器的功能可以用硬件來實(shí)現(xiàn)，也可以用軟件來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　

37、?、酃β史糯笃鳎汗β史糯笃饔址Q驅(qū)動(dòng)電路，其作用是將脈沖發(fā)生器的輸出脈沖進(jìn)行功率放大，給步進(jìn)電機(jī)相繞組提供足夠的電流，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)正常工作。對(duì)功率放大器的要求包括：能提供足夠的幅值；前后沿較陡的勵(lì)磁電流；功耗小、效率高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、便于維修而且成本低。</p><p>　　3.2 關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)確定</p><p>　　1.承受工作負(fù)載的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩</p><p>

38、　　此機(jī)器人靜態(tài)轉(zhuǎn)矩為1N m，假設(shè)c為2，轉(zhuǎn)子有40個(gè)齒，且為三相變磁阻步進(jìn)電機(jī)，可知：Tsm=1N m </p><p>　　Tst= Tsm cos（180 /mc）=1 cos（30 ）</p><p>　　=/2 N m </p><p>　　2.步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角范圍確定和脈沖數(shù)計(jì)算</p><p>　　此機(jī)器人步進(jìn)電

39、機(jī)轉(zhuǎn)角有兩個(gè)范圍（-180— +180）和 (+0—+90)，要達(dá)到此轉(zhuǎn)角范圍所需脈沖個(gè)數(shù)？</p><p>　　=360 /mzc=360/34O2=1.5</p><p>　　因?yàn)椴骄嘟菫?.5，所以轉(zhuǎn)180 所需120個(gè)脈沖。</p><p>　　3.電機(jī)轉(zhuǎn)速的確定和脈沖頻率計(jì)算</p><p>　　此機(jī)器人步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為2r/min

40、，要求通電脈沖頻率為多少？</p><p>　　因?yàn)?n=60 f/mzc=f/6</p><p>　　所以 f=（mzcn）/60=(34022)/60=8 HZ</p><p>　　3.3 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　1.步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)組成</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)是一種開環(huán)控

41、制系統(tǒng)。它的組成包括運(yùn)動(dòng)控制軟件、脈沖分配器、驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電機(jī)及傳動(dòng)裝置等，如圖7</p><p>　　微型計(jì)算機(jī)中的運(yùn)動(dòng)控制軟件通過程序編譯，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)指令，它包括脈沖信號(hào)和轉(zhuǎn)向信號(hào)。脈沖分配器接收運(yùn)動(dòng)指令后，轉(zhuǎn)換成合適順序的脈沖序列，滿足繞組相數(shù)以及相序的要求。然后，脈沖序列經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)行功率放大，依次供給電動(dòng)機(jī)各相繞組足夠的脈沖電流，以驅(qū)動(dòng)按其給定方向和速度產(chǎn)生步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一步，通過滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)

42、工作臺(tái)前進(jìn)每一個(gè)基本長度單位。</p><p><b>　　圖7</b></p><p>　　2.步進(jìn)電機(jī)工作原理</p><p>　　如圖8所示，如果先使A相繞組通電，其相應(yīng)的定子與轉(zhuǎn)子之間就會(huì)產(chǎn)生磁吸力，使轉(zhuǎn)子的1、3兩個(gè)齒與定子的A相磁極對(duì)奇。然后A相斷電，再使B相繞組通電并使該磁極產(chǎn)生磁通，由圖2看到其轉(zhuǎn)子的2、4齒與B相磁極靠的最近，

43、于是轉(zhuǎn)子就按反時(shí)針轉(zhuǎn)了30度。這樣，2、4齒就和B相磁極對(duì)齊。如果按ABCA……的順序通電，轉(zhuǎn)子就按反時(shí)針方向一步步轉(zhuǎn)動(dòng)，每一步的角度成為步距角。</p><p><b>　　圖8</b></p><p>　　實(shí)際上，步距角越小，意味著所能達(dá)到的位置精度越高，通常步距角為1.5-0.75度，為此需要將轉(zhuǎn)子做成多齒的，定子的磁極上也制成小齒，兩種小齒的齒寬和齒距相等。如

44、圖所示，當(dāng)一相定子磁極的小齒與轉(zhuǎn)子的齒對(duì)齊時(shí)，其他兩相磁極的小齒都與轉(zhuǎn)子的齒錯(cuò)過一個(gè)角度，按照相序，后一相比前一相錯(cuò)過的角度大。由上述可知，步進(jìn)電機(jī)步距角公式為：</p><p>　　=360 /mzc （z:轉(zhuǎn)子齒數(shù) m：相數(shù)）</p><p>　　3.步進(jìn)電機(jī)特性及主要技術(shù)指標(biāo)</p><p><b>　?。?）靜態(tài)運(yùn)行特性</b>

45、;</p><p><b>　　圖9</b></p><p>　　靜態(tài)運(yùn)行特性主要指距角特性。距角特性是在不改變控制繞組通電狀況下，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的關(guān)系。步進(jìn)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由于磁路磁阻隨轉(zhuǎn)子位置變化而產(chǎn)生的，進(jìn)而磁鏈也是隨轉(zhuǎn)子位置變化的。如圖9表示了由步進(jìn)電機(jī)的一對(duì)定子極和一對(duì)轉(zhuǎn)子齒組成的變磁組系統(tǒng)。磁路磁阻是變化的，因?yàn)楫?dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，改變磁路中的氣息。有歐姆定

46、律，有下列關(guān)系式：</p><p>　　=iN/R （：氣隙磁通 iN：電磁鐵的勵(lì)磁安）</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速公式</b></p><p>　　n=60 f/mzc=f/6</p><p>　?。?）單脈沖運(yùn)行特性</p><p><b>　　圖10</b

47、></p><p>　　當(dāng)步進(jìn)電機(jī)輸入脈沖時(shí)，電動(dòng)機(jī)從一種通電狀態(tài)切換到另一種通電狀態(tài)不引起失步的區(qū)域，稱為穩(wěn)定區(qū)域，如圖10，設(shè)初始狀態(tài)的距角特性為曲線0，轉(zhuǎn)子穩(wěn)定平衡點(diǎn)為0，輸入一個(gè)脈沖后，距角特性變?yōu)榍€1，轉(zhuǎn)子的新的穩(wěn)定平衡點(diǎn)為1。顯然，只有當(dāng)轉(zhuǎn)子起始位置位于ab之間，才有可能使其平衡點(diǎn)由0向1運(yùn)動(dòng)。區(qū)間ab即為步進(jìn)電機(jī)空載時(shí)的穩(wěn)定區(qū)域。r為裕量角。且裕量角越大穩(wěn)定性越好。</p>&

48、lt;p>　　r=180 - 360 /mc</p><p>　　Tst=Tsm cos（180/mc） （Tst：最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Tsm：靜態(tài)轉(zhuǎn)矩）</p><p><b>　　4.脈沖分配器</b></p><p>　　脈沖分配器是步進(jìn)電機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的重要組成部分。它的作用是把輸入脈沖按一定的邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)換為合適的脈沖序列，然

49、后通過驅(qū)動(dòng)器加到步進(jìn)電機(jī)的相繞組上，使步進(jìn)電機(jī)按一定的方式工作。脈沖分配器可以由邏輯電路硬件實(shí)現(xiàn)，也可以通過邏輯代數(shù)運(yùn)算由軟件實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　5.步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的組成包括變頻信號(hào)源、脈沖分配器和功率放大器3部分，如圖11所示。</p><p><b>　　圖11</b></p>&l

50、t;p>　?。?）單脈沖方式：脈沖輸入信號(hào)CP，方向信號(hào)DIR,當(dāng)DIR =0，來一個(gè)CP脈沖，電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)一步；當(dāng)DIR=1，來一個(gè)CP脈沖，電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)一步。</p><p>　?。?）雙脈沖方式：驅(qū)動(dòng)器有兩路信號(hào)控制，一路為正向脈沖信號(hào)CW,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。而另一路為反向控制信號(hào)CCW，電機(jī)反轉(zhuǎn)。</p><p>　　3.4傳動(dòng)件之間的定位裝配</p><p&g

51、t;　　工業(yè)機(jī)器人的各旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍都是有限的，當(dāng)各旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸運(yùn)動(dòng)到行程終點(diǎn)時(shí)，由于慣性的原因，各旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸的運(yùn)動(dòng)不能立即停止，而有向前繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的趨勢，降低了工業(yè)機(jī)器人的精度。因此，在進(jìn)行該工業(yè)機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，就有必要根據(jù)各旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸的運(yùn)動(dòng)范圍，采用適當(dāng)?shù)亩ㄎ环椒?，使各旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸運(yùn)動(dòng)到行程終點(diǎn)時(shí)，得到合理的定位。本項(xiàng)目組設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)器人的腰部、臂部以及手腕偏擺采用機(jī)械檔塊定位，手腕俯仰和翻滾采用閉環(huán)伺服定位系統(tǒng)進(jìn)行定位，其機(jī)械

52、檔塊定位結(jié)構(gòu)原理如圖12所示。</p><p><b>　　圖12</b></p><p>　　2.關(guān)節(jié)固定件 3.定位卡環(huán) 4.定位螺栓 5.諧波減速器 6.關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部件</p><p>　　由圖12可知，該工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械檔塊定位結(jié)構(gòu)是在基座上設(shè)置機(jī)械檔塊，而在要不旋轉(zhuǎn)上設(shè)置定位螺釘，實(shí)現(xiàn)對(duì)腰部的定位；在小臂結(jié)構(gòu)的相應(yīng)位置上設(shè)置兩個(gè)集

53、資額檔塊，而在大臂和手腕偏擺關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)到行程終點(diǎn)時(shí)，卡環(huán)檔塊擋住在螺栓固定桿件的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)臂部和手腕偏擺關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的定位。</p><p><b>　　3.5傳動(dòng)件的消隙</b></p><p>　　在工業(yè)器人的制造及裝配過程中，工業(yè)機(jī)器人的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)間會(huì)產(chǎn)生間隙。同時(shí)，為適應(yīng)熱膨脹，也要給工業(yè)機(jī)器人的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)間留出間隙。這些間隙是不可避免的，但隨著工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行時(shí)間的增加

54、，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中零部件的磨損加大，將產(chǎn)生更大的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙，嚴(yán)重影響了工業(yè)機(jī)器人的位姿精度。因此為了提高工業(yè)器人的位姿精度，在進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段，就必須考慮設(shè)計(jì)出相應(yīng)的調(diào)整機(jī)構(gòu)來定時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)間的間隙。</p><p>　　根據(jù)該工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)布局以及整機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)方案，本文將采取提高工業(yè)機(jī)器人的制造和轉(zhuǎn)配精度、設(shè)計(jì)科調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)間隙的機(jī)構(gòu)和設(shè)置對(duì)稱布置，對(duì)手腕偏擺和俯仰轉(zhuǎn)冬季構(gòu)中設(shè)置了可調(diào)整兩帶輪中心距

55、的安裝結(jié)構(gòu)來減小間隙。此外，還對(duì)改工業(yè)機(jī)器人旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)中使用的軸承采取預(yù)緊的方式來減小間隙等。</p><p>　　四、微用步進(jìn)電機(jī)使用和保養(yǎng)</p><p>　　4.1步進(jìn)電機(jī)的使用說明</p><p><b>　　1.步進(jìn)電機(jī)的選擇</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)有步距角（涉及到相數(shù)）、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成

56、。一旦三大要素確定，步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)便確定下來了。</p><p><b>　?。?）步距角的選擇</b></p><p>　　電機(jī)的步距角取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機(jī)軸上，每個(gè)當(dāng)量電機(jī)應(yīng)走多少角度（包括減速）。電機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角度。一般采用二相0.9度/1.8度的電機(jī)和細(xì)分驅(qū)動(dòng)器就可。</p><p>&

57、lt;b>　　（2）靜力矩的選擇</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機(jī)的靜力矩。靜力矩選擇的依據(jù)是電機(jī)工作的負(fù)載，而負(fù)載可分為慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載二種。單一的慣性負(fù)載和單一的摩擦負(fù)載是不存在的。直接起動(dòng)時(shí)（一般由低速）時(shí)二種負(fù)載均要考慮，加速起動(dòng)時(shí)主要考慮慣性負(fù)載，恒速運(yùn)行只要考慮摩擦負(fù)載。一般情況下，靜力矩應(yīng)為摩擦負(fù)載的2-3倍內(nèi)好，靜力矩一旦選定，電

58、機(jī)的機(jī)座及長度便能確定下來（幾何尺寸）</p><p><b>　?。?）電流的選擇</b></p><p>　　靜力矩一樣的電機(jī)，由于電流參數(shù)不同，其運(yùn)行特性差別很大，可依據(jù)矩頻特性曲線圖，判斷電機(jī)的電流（參考驅(qū)動(dòng)電源、及驅(qū)動(dòng)電壓）。</p><p><b>　　2.應(yīng)用中的注意點(diǎn)</b></p><

59、p>　?。?）步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用于低速場合---每分鐘轉(zhuǎn)速不超過1000轉(zhuǎn)，（0.9度時(shí)6666PPS)，最好在1000-3000PPS(0.9度）間使用，可通過減速裝置使其在此間工作，此時(shí)電機(jī)功率大、效率高。</p><p>　?。?）步進(jìn)電機(jī)最好不使用整步狀態(tài)，整步狀態(tài)時(shí)振動(dòng)大。</p><p>　　（3）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的負(fù)載應(yīng)選擇大機(jī)座號(hào)電機(jī)。</p><p>　

60、?。?）高精度時(shí)，應(yīng)通過機(jī)械減速、提高電機(jī)速度,或采用高細(xì)分?jǐn)?shù)的驅(qū)動(dòng)器來解決，不過其整個(gè)系統(tǒng)的價(jià)格較貴，生產(chǎn)廠家少，其被淘汰的說法是外行話。</p><p>　　（5）電機(jī)不應(yīng)在振動(dòng)區(qū)內(nèi)工作，如若必須可通過改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。</p><p>　　（6）電機(jī)在600PPS（0.9度）以下工作，應(yīng)采用小電流、大電感、低電壓來驅(qū)動(dòng)。</p><p>　?。?/p>

61、7）應(yīng)遵循先選電機(jī)后選驅(qū)動(dòng)的原則。</p><p><b>　　3.其他說明</b></p><p>　　有關(guān)低頻振動(dòng)、升降速、機(jī)械共振、工作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的誤差、平面圓弧X、Y插補(bǔ)誤差以及其他問題，可根據(jù)具體情況解決。不同廠家的電機(jī)在設(shè)計(jì)、使用材料及加工工藝方面差別很大，選用步進(jìn)電機(jī)應(yīng)注重可靠性而輕性能、重品質(zhì)而輕價(jià)格。最好采用同一生產(chǎn)廠家的控制器、驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)。<

62、/p><p>　　4.2步進(jìn)電機(jī)的故障分析</p><p>　　電動(dòng)機(jī)機(jī)械常見故障的分析和處理 </p><p>　　1．定、轉(zhuǎn)子鐵芯的損壞和變形主要由以下幾個(gè)方面原因造成。</p><p>　?。?）軸承過度磨損或裝配不良，造成定、轉(zhuǎn)子相擦，使鐵芯表面損傷，進(jìn)而造成硅鋼片間短路，電機(jī)鐵損增加，使電動(dòng)機(jī)溫升過高，這時(shí)應(yīng)用細(xì)銼等工具去除毛刺，消除硅

63、鋼片短接，清除干凈后涂上絕緣漆，并加熱烘干。 </p><p>　　（2）拆除舊繞組時(shí)用力過大，使倒槽歪斜向外張開。此時(shí)應(yīng)用小嘴鉗、木榔頭等工具予以修整，使齒槽復(fù)位，并在不好復(fù)位的有縫隙的硅鋼片間加入青殼紙、膠木板等硬質(zhì)絕緣材料。 </p><p>　?。?）因受潮等原因造成鐵芯表面銹蝕，此時(shí)需用砂紙打磨干凈，清理后涂上絕緣漆。 </p><p>　?。?）因繞組接

64、地產(chǎn)生高熱燒毀鐵芯或齒部?？捎描徸踊蚬蔚兜裙ぞ邔⑷鄯e物剔除干凈，涂上絕緣漆烘干。</p><p>　?。?）鐵芯與機(jī)座間結(jié)合松動(dòng)，可擰緊原有定位螺釘。若定位螺釘失效，可在機(jī)座上重鉆定位孔并攻絲，旋緊定位螺釘。 </p><p>　　2.軸承故障檢修：轉(zhuǎn)軸通過軸承支撐轉(zhuǎn)動(dòng)，是負(fù)載最重的部分，又是容易磨損的部件。 </p><p>　?。?）故障檢查 :運(yùn)行中檢查，滾動(dòng)

65、軸承缺油時(shí)，會(huì)聽到骨碌骨碌的聲音，若聽到不連續(xù)的梗聲，可能是軸承鋼圈破裂。軸承內(nèi)混有沙土等雜物或軸承零件有輕度磨損時(shí)，會(huì)產(chǎn)生輕微的雜音。 </p><p>　?。?）拆卸后檢查：先察看軸承滾動(dòng)體、內(nèi)外鋼圈是否有破損、銹蝕、疤痕等，然后用手捏住軸承內(nèi)圈，并使軸承擺平，另一只手用力推外鋼圈，如果軸承良好，外鋼圈應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，轉(zhuǎn)動(dòng)中無振動(dòng)和明顯的卡滯現(xiàn)象，停轉(zhuǎn)后外鋼圈沒有倒退現(xiàn)象，否則說明軸承已不能再用了。左手卡住外圈，

66、右手捏住內(nèi)鋼圈，用力向各個(gè)方向推動(dòng)，如果推動(dòng)時(shí)感到很松，就是磨損嚴(yán)重。 </p><p>　　3.故障修理：軸承外表面上的銹斑可用00號(hào)砂紙擦除，然后放入汽油中清洗；或軸承有裂紋、內(nèi)外圈碎裂或軸承過度磨損時(shí)，應(yīng)更換新軸承。更換新軸承時(shí)，要選用與原來型號(hào)相同的軸承。 </p><p><b>　　4.轉(zhuǎn)軸故障檢修 </b></p><p>　?。?/p>

67、1）軸彎曲:若彎曲不大，可通過磨光軸徑、滑環(huán)的方法進(jìn)行修復(fù)；若彎曲超過0.2mm，可將軸放于壓力機(jī)下，在拍彎曲處加壓矯正，矯正后的軸表面用車床切削磨光；如彎曲過大則需另換新軸。 </p><p>　?。?）軸頸磨損:軸頸磨損不大時(shí)，可在軸頸上鍍一層鉻，再磨削至需要尺寸；磨損較多時(shí)，可在軸頸上進(jìn)行堆焊，再到車床上切削磨光；如果軸頸磨損過大時(shí)，也在軸頸上車削2-3mm，或?qū)⑻淄渤脽崽自谳S頸上，然后車削到所需尺寸。 &

68、lt;/p><p>　　（3）軸裂紋或斷裂 :軸的橫向裂紋深度不超過軸直徑的10%-15%，縱向裂紋不超過軸長的10%時(shí)，可用堆焊法補(bǔ)救，然后再精車至所需尺寸。若軸的裂紋較嚴(yán)重，就需要更換新軸。 </p><p>　?。?）機(jī)殼和端蓋的檢修:機(jī)殼和端蓋若有裂紋應(yīng)進(jìn)行堆焊修復(fù)若遇到軸承鏜孔間隙過大，造成軸承端蓋配合過松，一般可用沖子將軸承孔壁均勻打出毛刺激性，然后再將軸承打入端蓋，對(duì)于功率較大的

69、電動(dòng)機(jī)，也可采用鑲補(bǔ)或電鍍的方法最后加工出軸承所需要的尺寸。</p><p>　　4.3步進(jìn)電機(jī)的保養(yǎng)</p><p>　　電機(jī)的定期維護(hù)和保養(yǎng)</p><p>　　為了保證電機(jī)正常工作，除了按操作規(guī)程正常使用、運(yùn)行過程中注意正常監(jiān)視和維護(hù)外，還應(yīng)該進(jìn)行定期檢查，做好電機(jī)維護(hù)保養(yǎng)工作。這樣可以及時(shí)消除一些毛病，防止故障發(fā)生，保證電機(jī)安全可靠地運(yùn)行。定期維護(hù)的時(shí)間間隔

70、可根據(jù)電機(jī)的形式考慮使用環(huán)境決定。</p><p>　　定期維護(hù)的內(nèi)容如下:</p><p>　　1、清擦電機(jī)。及時(shí)清除電機(jī)機(jī)座外部的灰塵、油泥。如使用環(huán)境灰塵較多，最好每天清掃一次。</p><p>　　2、檢查和清擦電機(jī)接線端子。檢查接線盒接線螺絲是否松動(dòng)、燒傷。</p><p>　　3、檢查各固定部分螺絲，包括地腳螺絲、端蓋螺絲、軸承蓋

71、螺絲等。將松動(dòng)的螺母擰緊。</p><p>　　4、檢查傳動(dòng)裝置、檢查皮帶輪或聯(lián)軸器有無魄力、損壞，安裝是否牢固；皮帶及其聯(lián)結(jié)扣是否完好。</p><p>　　5、電機(jī)的啟動(dòng)設(shè)備，也要及時(shí)清擦外部灰塵，擦拭觸頭，檢查各接線部位是否有燒傷痕跡，接地線是否良好。</p><p>　　6、軸承的檢查與維護(hù)。軸承在使用一段時(shí)間后應(yīng)該清洗，更換潤滑脂或潤滑油。清洗和換油的時(shí)間

72、，應(yīng)隨電機(jī)的工作情況，工作環(huán)境，清潔程度，潤滑劑種類而定，一般每工作3-6個(gè)月，應(yīng)該清洗一次，重新?lián)Q潤滑脂。油溫較高時(shí)，或者環(huán)境條件差、灰塵較多的電機(jī)要經(jīng)常清洗、換油。</p><p>　　7、絕緣情況的檢查。絕緣材料的絕緣能力因干燥程度不同而異，所以檢查電機(jī)繞組的干燥是非常重要的。電機(jī)工作環(huán)境潮濕、工作間有腐蝕性氣體等因素存在，都會(huì)破壞電絕緣。最常見的是繞組接地故障，即絕緣損壞，使帶電部分與機(jī)殼等不應(yīng)帶電的金屬

73、部分相碰，發(fā)生這種故障，不僅影響電機(jī)正常工作，還會(huì)危及人身安全。所以，電機(jī)在使用中，應(yīng)經(jīng)常檢查絕緣電阻，還要注意查看電機(jī)機(jī)殼接地是否可靠。</p><p>　　8、除了按上述幾項(xiàng)內(nèi)容對(duì)電機(jī)進(jìn)行定期維護(hù)外，運(yùn)行一年后要大修一次。大修的目的在于，對(duì)電機(jī)進(jìn)行一次徹底、全面的檢查、維護(hù)，增補(bǔ)電機(jī)缺少、磨損的元件，徹底消除電機(jī)內(nèi)外的灰塵、污物，檢查絕緣情況，清洗軸承并檢查其磨損情況。發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)處理。</p>

74、<p>　　一般來說，只要使用正確，維護(hù)得當(dāng)，發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)處理，電機(jī)的工作壽命是很長的。</p><p><b>　　五、 總結(jié)與展望</b></p><p><b>　　5.1總結(jié)</b></p><p>　　本論文是在查閱了國內(nèi)外有關(guān)工業(yè)機(jī)器人研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，參考國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的先進(jìn)機(jī)型，

75、根據(jù)本課題的研究目標(biāo)，對(duì)該工業(yè)機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)布局和轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，選擇了該工業(yè)機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)材料已經(jīng)手腕轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)動(dòng)零件型號(hào)，利用模塊化設(shè)計(jì)的思想，在Pro/E環(huán)境下對(duì)手腕結(jié)構(gòu)的三個(gè)模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對(duì)各個(gè)虛擬裝配模塊及整機(jī)虛擬裝配樣機(jī)進(jìn)行了體積干涉檢測，全文主要完成了以下幾個(gè)方面的工作：</p><p>　　1.根據(jù)課題的研究目標(biāo)以及該工業(yè)機(jī)器人的工作對(duì)象、工業(yè)任務(wù)和性能要求，參考國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的先

76、進(jìn)機(jī)型，確定了該工業(yè)機(jī)器人的基本技術(shù)參數(shù)，并對(duì)該工業(yè)機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)布局以及整機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.選擇了該工業(yè)機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)材料以及手腕轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)零件的型號(hào)，利用模塊設(shè)計(jì)的思想，將該工業(yè)機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)分成六大塊，并在Pro/E環(huán)境下對(duì)手腕結(jié)構(gòu)模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)裝配，完成了該工業(yè)機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)的虛擬裝配及全局干涉檢測，并對(duì)各個(gè)虛擬裝配模塊及整機(jī)虛擬裝配樣機(jī)進(jìn)行了體積干涉檢測。 </

77、p><p><b>　　5.2展望</b></p><p>　　本論文先對(duì)該六自由度關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)和整機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，分析了該六自由度關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)，在Pro/E環(huán)境下對(duì)該六自由度關(guān)節(jié)型機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，并完成了整機(jī)的虛擬裝配和全局干涉檢測，完成了本體結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，為該六自由度關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人物理樣機(jī)的制造奠定了基礎(chǔ)。但是，由

78、于本項(xiàng)目研究內(nèi)容的復(fù)雜性，本論文的研究內(nèi)容還存在一些不足之處，在此提出有待于以后深入的研究。</p><p>　　1.本文采用了臂、腕分離法求解出了運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，但由于該機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)的限制，關(guān)節(jié)變量不能在360度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。因此，該工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程中，有些解是不能實(shí)現(xiàn)的，本文沒有根據(jù)“多移動(dòng)小關(guān)節(jié)，少移動(dòng)大關(guān)節(jié)”的原則，選擇出可能最滿意的一組。</p><p>　　2.引起工業(yè)機(jī)器人位

79、姿誤差的因素很多，對(duì)由負(fù)載力、加速力、自重等動(dòng)態(tài)因素是如何引起該工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)誤差的以及控制系統(tǒng)的誤差本文沒有進(jìn)行分析，由于位姿誤差分析的目的是要掌握各誤差源對(duì)工業(yè)機(jī)器人末端的位姿精度，但本文沒有完成誤差補(bǔ)償?shù)倪@部分工作。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、趙長德主編， <<機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)>> ，

80、 機(jī)械工程出版社， 2007年版 </p><p>　　2、陳錫璞主編， <<工程經(jīng)濟(jì)>>， 機(jī)械工程出版社， 2000年版 </p><p>　　3、徐建俊主編， <<電機(jī)與電氣控制>>， 機(jī)械工業(yè)出版社， 2008年版 </p&

81、gt;<p>　　4、張偉林主編， <<電氣控制與PLC綜合應(yīng)用技術(shù)>>， 人民郵電出版社， 2009年版 </p><p>　　5、徐 兵主編， <<機(jī)械裝配技術(shù)>>， 中國輕工業(yè)出版社， 2009年版</p><p><b>　　六、 致 謝</b></p&

82、gt;<p>　　在此我要感謝xx老師對(duì)我的指導(dǎo)，老師給我指出了正確的設(shè)計(jì)方向，使我加深了對(duì)知識(shí)的理解，老師的督促使我一直把畢業(yè)設(shè)計(jì)放在心里，保證按質(zhì)按量的完成，使我能夠順利的完成畢業(yè)論文。在我的學(xué)業(yè)和論文的研究工作中無不傾注著老師們辛勤的汗水和心血。老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的