423 三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人設(shè)計_1

423 三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人設(shè)計_1,自由度,圓柱,坐標(biāo),工業(yè),機(jī)器人,設(shè)計,_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(jī)器人的總體設(shè)計 …………………………………………………………… 32.1 工業(yè)機(jī)器人的組成及各部分關(guān)系概述 …………………………………………… 3 2.2 工業(yè)機(jī)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(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù) ………………………………………………… 5第3章 工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計 ……………………………………………………… 63.1 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動系統(tǒng)分析 ……………………………………………………… 63.1.1 機(jī)器人的運(yùn)動概述 ……………………………………………………………… 63.1.2 機(jī)器人的運(yùn)動過程分析 ……………………………………………………… 73.2 工業(yè)機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………………………… 83.2.1 末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………………………………… 83.2.2 手臂機(jī)構(gòu)設(shè)計 ………………………………………………………………… 113.2.3 腰部和基座設(shè)計 ………………………………………………………………… 123.3 工業(yè)機(jī)器人的機(jī)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(jī)器人的計算機(jī)控制系統(tǒng)概述 ……………………………………………… 204.1 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及對控制功能的基本要求 ‥……………………… 214.2 計算機(jī)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(jī)器人運(yùn)行時應(yīng)采取的安全措施 …………………………………………… 225.1 安全要求 ………………………………………………………………………… 225.2 實(shí)施方法 …………………………………………………………………………… 23鳴謝 ……………………………………………………………………………………… 23參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………… 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(jī)床控制，計算機(jī)系統(tǒng)，機(jī)器人等。而工業(yè)機(jī)器人是相對較新的電子設(shè)備，它正 化工業(yè) 。本設(shè)計 自 工業(yè)機(jī)器人， 工 方 方 和 方 。在控制器的 用 ，它執(zhí)行 工件 ?￠￡ ? ￥?的動 ,本文是對§ 設(shè)計工 較全 的currency1'和總“。關(guān)??? 自 ， ，工業(yè)機(jī)器人AbstractIndustrially, automatic control systems are found in numerous applications, such as automation machine tool control, computer systems and robotics. Industrial robots are relatively new electromechanical devices 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 control only allows these devices move from one assembly line to other assembly line in space,perform relatively simple taskes. This paper is more comprehensive introduction and summing-up for the for the whole design work.Key words ?three degrees of freedom, cylindrical, Industrial robot 自 工業(yè)機(jī)器人設(shè)計fi業(yè)?機(jī)械設(shè)計制fl及 自動化， –?2001121622，???· ????”?? 全第 章 緒論機(jī)器人工程是…‰ ? `′??ˉ?`的˙¨ 。它?中?機(jī)械工程 電子工程 計算機(jī)工程 自動控制工程?及人工?能等?ˇ 的—新 成 ，是 技術(shù)?ˉ— 的 ， 是 技 ? 技?ˉ的 要方 。工業(yè)機(jī)器人的 制fl和應(yīng)用 a，是 技 a和 實(shí) 的??，正?￠o? 的廣泛 。目 ，工業(yè)機(jī)器人的定 ， 各 ?統(tǒng) ，分 相??！?lián)¨ 化組 采??? 機(jī)器人?? 工業(yè)機(jī)器人 的定 ?工業(yè)機(jī)器人是 ˇ 程的?功能操 裝置， ?通過 動 程序，`完成各ˇ工 ，主要用于搬運(yùn)材料，傳遞工件。參考 外的定 ，“¨ 的習(xí)慣用語，對工業(yè)機(jī)器人 如 定 ?工業(yè)機(jī)器人是 ˇ機(jī)體獨(dú)立，動 自 較?，程序 靈 更，能任意定位，自動化程 ?的自動操 機(jī)械。主要用于加工自動 和柔性制fl系統(tǒng)中傳遞和裝卸工件或夾具。工業(yè)機(jī)器人?剛性?的手臂 主體，與人相比， ?有更快的運(yùn)動? ， ?搬運(yùn)更 的東西，而且定位精 相 ?，它 ?根據(jù)外部`的信–，自動進(jìn)行各ˇ操 。工業(yè)機(jī)器人的?ˉ， ￥?￠ 雜， 初級￠?級逐步完善，它的?ˉ過程 分 ?第 工業(yè)機(jī)器人就是目 工業(yè)中大量使用的示教再 工業(yè)機(jī)器人，它主要 手部 臂部 驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。它的控制方式比較￥?，應(yīng)用在 程，即通過示教存貯信息，工 時讀出?些信息， 執(zhí)行機(jī)構(gòu)?出?令，執(zhí)行機(jī)構(gòu)按?令再 示教的操 。第‰ 機(jī)器人是帶感覺的機(jī)器人。它具有尋 覺 觸覺 覺等進(jìn)行反饋的能 。 控制方式較第 工業(yè)機(jī)器人要 雜得?，?ˇ機(jī)器人 1980 進(jìn)入?實(shí)用階段， 久即 普及應(yīng)用。第 工業(yè)機(jī)器人即?能機(jī)器人。?ˇ機(jī)器人除?具有觸覺 覺等功能外，還能夠根據(jù)人 出的?令認(rèn)識自身和周圍的環(huán)境，識別對?的有無及 狀態(tài)，再根據(jù)? 識別自動選擇程序進(jìn)行操 ，完成規(guī)定的任務(wù)。并且能 工 對?的 化，具有適應(yīng)工 環(huán)境的功能。?ˇ機(jī)器人還處于 制階段， ?大量投入工業(yè)應(yīng)用。第2章 工業(yè)機(jī)器人的總體設(shè)計2.1 工業(yè)機(jī)器人的組成及各部分關(guān)系概述圖2-1 工業(yè)機(jī)器人的組成圖它主要 機(jī)械系統(tǒng)(執(zhí)行系統(tǒng) 驅(qū)動系統(tǒng)) 控制檢測系統(tǒng)及?能系統(tǒng)組成。A 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) 各ˇ運(yùn)動所必需的機(jī)械部件，它包括手部 腕部 機(jī)身等。（1） 手部?又稱手爪或抓取機(jī)構(gòu)，它 接抓取工件或夾具。（2） 腕部?又稱手腕，是連接手部和臂部的部件， 用是調(diào)§或 手部的工 方位。（3） 臂部?是支承腕部的部件， 用是承?工件的負(fù)荷，并把它傳遞￠預(yù)定的位置。（4） 機(jī)身?是支承手臂的部件， 用是帶動臂部自 升降或俯仰運(yùn)動。B 驅(qū)動系統(tǒng)? 執(zhí)行系統(tǒng)各部件提供動 ，并驅(qū)動 動 的裝置。常用的機(jī)械傳動 傳動 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)行系統(tǒng)按 規(guī)定的要求進(jìn)行工 ， ? 或 時?出 信–。D 檢測系統(tǒng)? 用是通過各ˇ檢測裝置 傳感裝置檢測執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動 ，根據(jù)需要反饋 控制系統(tǒng)，與設(shè)定進(jìn)行比較，? 運(yùn)動 ¨要求。圖2-2 各部分關(guān)系圖2.2工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計分析2.2.1 設(shè)計要求˙¨運(yùn)用所 識, ?有關(guān) 料獨(dú)立完成 自 工業(yè)機(jī)器人操 機(jī)和驅(qū)動? 的設(shè)計工 。數(shù)據(jù)?自動 上有 ， 帶 1.5m，需設(shè)計工業(yè)機(jī)器人 件 A帶 ￠B帶。件 ? ?100，￠￡ 10，? 100。件材料?45?。2.2.2 總體方案擬定在工業(yè)機(jī)器人的￥?功能中，抓取和?動是—主要的功能。? §功能實(shí) 的技術(shù)基currency1是精'的機(jī)械“構(gòu)設(shè)計和“?的??控制驅(qū)動。本fi設(shè)計就是在? fl ˉ 的。根據(jù)設(shè)計 –和需求?定 工業(yè)機(jī)器人，?用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動和諧波齒輪傳動`實(shí) 機(jī)器人的 運(yùn)動·?用￡ 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠 ，而使與滾珠絲杠????連在 ?的手臂實(shí) 上 運(yùn)動·考”￠本設(shè)計中的機(jī)器人工 ?圍 大， ?用 …驅(qū)動實(shí) 手臂的‰ 運(yùn)動·末端夾?器 采用 `連′杠′式夾?器，用? …驅(qū)動夾?。圖2-3 機(jī)器人外ˉ圖2.2.3　工業(yè)機(jī)器人主要技術(shù)性能參數(shù)工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)是?˙ 規(guī)¨和性能的具體? 。主要技術(shù)參數(shù)有如?A 抓取 量?抓取 量是用` ˙機(jī)器人負(fù)荷能 的技術(shù)參數(shù)，?是 §主要參數(shù)。?§參數(shù)與機(jī)器人的運(yùn)動? 有關(guān)， ?是?在正常? 所抓取的 量。B 抓取工件的? ?抓取工件的? 是用` ˙機(jī)器人抓取功能的技術(shù)參數(shù)，它是設(shè)計手部的基currency1。C ˉ式和自 ??˙機(jī)器人機(jī)身 手部 腕部等?有的自 數(shù)及它?組成的 系特?。D 運(yùn)動行程?圍??執(zhí)行機(jī)構(gòu) ?動 或ˇ — 的?圍，即各運(yùn)動自 的運(yùn)動量。根據(jù)運(yùn)動行程?圍和 ˉ式就 ?定機(jī)器人的工 ?圍。E 運(yùn)動? ?是反 機(jī)器人性能的 要參數(shù)。通常所?的運(yùn)動? 是機(jī)器人的—大運(yùn)動? 。它與抓取 量 定位精 等參數(shù) 有關(guān)， 相 。目 ， 外機(jī)器人的—大 ?動? 1000mm/s ， ? 200 400mm/s·ˇ ? —大 180o/s， ? 50o/s。F 定位精 和 定位精 ?定位精 和 定位精 是 量機(jī)器人工 量的 § 要? 。G 程方式和存 –量。本設(shè)計中的 自 工業(yè)機(jī)器人的有關(guān)技術(shù)參數(shù) 1-1。1-1機(jī)械手 自 抓取 量2.69Kg自 3 （1 ˇ 2 ?動）機(jī)座 120mm，ˇ 運(yùn)動，ˇ —180°，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動 ? 機(jī)控制腰部機(jī)構(gòu) 680mm，‰ 運(yùn)動，升降?圍450mm，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動 ? 機(jī)控制手臂機(jī)構(gòu) 826mm，‰ 運(yùn)動，‰ ?圍50mm， …驅(qū)動 行程 關(guān)控制末端執(zhí)行器 …驅(qū)動 行程 關(guān)控制