三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人設(shè)計.txt

1、目錄目錄……………………………………………………………………………………………1中文摘要………………………………………………………………………………………2Abstract………………………………………………………………………………………2第1章緒論……‥…………………………………………………………………………3第2章工業(yè)機器人的總體設(shè)計……………………………………………………………32.1工業(yè)機器人的組成及各部分關(guān)系概述…………………

2、…………………………32.2工業(yè)機器人的設(shè)計分析………………………………………………………………42.2.1設(shè)計要求…………………………………………………………………………52.2.2總體方案擬定……………………………………………………………………52.2.3工業(yè)機器人的主要技術(shù)參數(shù)…………………………………………………5第3章工業(yè)機器人的機械系統(tǒng)設(shè)計………………………………………………………63.1工業(yè)機器人的運動系統(tǒng)分析………………

3、………………………………………63.1.1機器人的運動概述………………………………………………………………63.1.2機器人的運動過程分析………………………………………………………73.2工業(yè)機器人的執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計………………………………………………………83.2.1末端執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計………………………………………………………………83.2.2手臂機構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………………113.2.3腰部和基座設(shè)計…………

4、………………………………………………………123.3工業(yè)機器人的機械傳動裝置設(shè)計‥………………………………………………183.3.1滾珠絲杠的選擇…………………………………………………………………183.3.2諧波齒輪的選擇…………………………………………………………………193.3.3聯(lián)軸器的選擇…………………………………………………………………20第4章工業(yè)機器人的計算機控制系統(tǒng)概述………………………………………………204.1工業(yè)

5、機器人控制系統(tǒng)的特點及對控制功能的基本要求‥………………………214.2計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計方案………………………………………………………224.3硬件電路的組成…………………………………………………………………22第5章工業(yè)機器人運行時應(yīng)采取的安全措施……………………………………………225.1安全要求…………………………………………………………………………225.2實施方法……………………………………………………………………………2

6、3鳴謝………………………………………………………………………………………23參考文獻…………………………………………………………………………………24中文摘要在工業(yè)上，自動控制系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用，如工業(yè)自動化機床控制，計算機系統(tǒng)，機器人等。而工業(yè)機器人是相對較新的電子設(shè)備，它正開始改變現(xiàn)代化工業(yè)面貌。本設(shè)計為三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人，其工作方向為兩個直線方向和一個旋轉(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

7、一簡單的動作本文是對整個設(shè)計工作較全面的介紹和總結(jié)。關(guān)鍵詞：三自由度，圓柱坐標，工業(yè)機器人AbstractIndustriallyautomaticcontrolsystemsarefoundinnumerousapplicationssuchasautomationmachinetoolcontrolcomputersystemsrobotics.Industrialrobotsarerelativelynewelectromecha

8、nicaldevicesthatarebeginningtochangetheappearanceofmodernindustry.Thisschemeintroducedacylindricalrobotfthreedegreeoffreedom.Itiscomposedoftwolinearaxesonerotaryaxiscurrentcontrolonlyallowsthesedevicesmovefromoneassembly

9、linetootherassemblylineinspaceperfmrelativelysimpletaskes.Thispaperismecomprehensiveintroductionsummingupfthefthewholedesignwk.Keywds：threedegreesoffreedomcylindricalIndustrialrobot機械傳動、液壓傳動、氣壓傳動和電傳動。C、控制系統(tǒng)：通過對驅(qū)動系統(tǒng)的控制，使執(zhí)

10、行系統(tǒng)按照規(guī)定的要求進行工作，當發(fā)生錯誤或故障時發(fā)出報警信號。D、檢測系統(tǒng)：作用是通過各種檢測裝置、傳感裝置檢測執(zhí)行機構(gòu)的運動情況，根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定進行比較，以保證運動符合要求。圖22各部分關(guān)系圖2.2工業(yè)機器人的設(shè)計分析2.2.1設(shè)計要求綜合運用所學知識搜集有關(guān)資料獨立完成三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人操作機和驅(qū)動單元的設(shè)計工作。原始數(shù)據(jù)：自動線上有Ａ，Ｂ兩條輸送帶之間距離為1.5m，需設(shè)計工業(yè)機器人將一零件從A帶送到B帶

11、。零件尺寸：內(nèi)孔￠100，壁厚10，高100。零件材料：45鋼。2.2.2總體方案擬定在工業(yè)機器人的諸多功能中，抓取和移動是最主要的功能。這兩項功能實現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)是精巧的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和良好的伺服控制驅(qū)動。本次設(shè)計就是在這一思維下展開的。根據(jù)設(shè)計內(nèi)容和需求確定圓柱坐標型工業(yè)機器人，利用步進電機驅(qū)動和諧波齒輪傳動來實現(xiàn)機器人的旋轉(zhuǎn)運動；利用另一臺步進電機驅(qū)動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，從而使與滾珠絲杠螺母副固連在一起的手臂實現(xiàn)上下運動；考慮到本設(shè)計中的機

12、器人工作范圍不大，故利用液壓缸驅(qū)動實現(xiàn)手臂的伸縮運動；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)動夾緊。圖23機器人外形圖2.2.3工業(yè)機器人主要技術(shù)性能參數(shù)工業(yè)機器人的技術(shù)參數(shù)是說明其規(guī)格和性能的具體指標。主要技術(shù)參數(shù)有如下：A、抓取重量：抓取重量是用來表明機器人負荷能力的技術(shù)參數(shù)，這是一項主要參數(shù)。這項參數(shù)與機器人的運動速度有關(guān)，一般是指在正常速度下所抓取的重量。B、抓取工件的極限尺寸：抓取工件的極限尺寸是用來表明機器人抓

13、取功能的技術(shù)參數(shù)，它是設(shè)計手部的基礎(chǔ)。C、坐標形式和自由度：說明機器人機身、手部、腕部等共有的自由度數(shù)及它們組成的坐標系特征。D、運動行程范圍：指執(zhí)行機構(gòu)直線移動距離或回轉(zhuǎn)角度的范圍，即各運動自由度的運動量。根據(jù)運動行程范圍和坐標形式就可確定機器人的工作范圍。E、運動速度：是反映機器人性能的重要參數(shù)。通常所指的運動速度是機器人的最大運動速度。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，國內(nèi)外機器人的最大直線移動速度為1000m

14、ms左右，一般為200～400mms；回轉(zhuǎn)速度最大為180os，一般為50os。F、定位精度和重復定位精度：定位精度和重復定位精度是衡量機器人工作質(zhì)量的一項重要指標。G、編程方式和存儲容量。本設(shè)計中的三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人的有關(guān)技術(shù)參數(shù)見表11。表11機械手類型三自由度圓柱坐標型抓取重量2.69Kg自由度3個（1個回轉(zhuǎn)2個移動）機座長120mm，回轉(zhuǎn)運動，回轉(zhuǎn)角180，步進電機驅(qū)動單片機控制腰部機構(gòu)長680mm，伸縮運動，升降范圍