三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人設計
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三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人設計 班級：機制1016 姓名：劉建軍 指導老師：李作全老師,設計要求： 綜合運用所學知識,搜集有關資料獨立完成三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人操作機和驅動單元的設計工作。 原始數(shù)據：自動線上有Ａ，Ｂ兩條輸送帶之間距離為1.5m，需設計工業(yè)器人將一零件從A帶送到B帶。 零件尺寸：內孔 ￠100， 壁厚 10，高 100。 零件材料：45鋼。,零件實體圖,總體方案： 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)的技術基礎是精巧的機械結構設計和良好的伺服控制驅動。本次設計就是在這一思維下展開的。根據設計內容和需求確定圓柱坐標型工業(yè)機器人，利用步進電機驅動和諧波齒輪傳動來實現(xiàn)機器人的旋轉運動；利用另一臺步進電機驅動滾珠絲杠旋轉，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；考慮到本設計中的機器人工作范圍不大，故利用液壓缸驅動實現(xiàn)手臂的伸縮運動；末端夾持器則采用內撐連桿杠桿式夾持器，用小型液壓缸驅動夾緊。,三維動畫演示,末端執(zhí)行機構設計： 采用內撐連桿杠桿式夾持器，用小型液壓缸驅動夾緊，它的結構形式如圖。內撐連桿杠桿式夾持器采用四連桿機構傳遞撐緊力，即當液壓缸1工作時，推動推桿2向下運動，使兩鉗爪3向外撐開，從而帶動彈性爪4夾緊工件。該種夾持器多用于內孔薄壁零件的夾持。,彈性爪 的結構設計: 這種結構是在手爪外側用螺釘固定彈性片兩端。當彈性手工作時，由于夾緊過程具有彈性，就可以避免易損零件被抓傷，變形和破損。,手臂機構的設計 : 本設計中手臂由滾珠絲杠驅動實現(xiàn)上下運動，結構簡單，裝拆方便，還設計有兩根導柱導向，以防止手臂在滾珠絲杠上轉動，確保手臂隨機座一起轉動。它的結構如下圖。選用軸向腳架型液壓缸，活塞桿末端為外螺紋結構，手臂與末端執(zhí)行器連同活塞桿一起轉動。,腰部和基座設計 : 通過安裝在支座上的步進電機和諧波齒輪直接驅動轉動殼體轉動，從而實現(xiàn)機器人的旋轉運動，通過安裝在頂部的步進電機和聯(lián)軸器帶動滾珠絲杠轉動實現(xiàn)手臂的上下移動。采用了雙導柱導向，以防止手臂在滾珠絲杠上轉動，確保手臂隨機座一起轉動。支撐梁采用槽鋼，以減輕重量和節(jié)省材料，它的結構如圖。,1——支座，2——步進電機，3——諧波齒輪，4——轉動機座 5——支承槽鋼梁，6——滾珠絲杠，7——導向柱，8——錐環(huán)無鍵聯(lián)軸器,驅動方式的選擇:,由上表可知步進電機應用于驅動工業(yè)機器人有著許多無可替代的優(yōu)點，如控制性能好，可精確定位，體積較小可用于程序復雜和運動軌跡要求嚴格的小型通用機械手等，所以本設計采用它來實現(xiàn)機器人的旋轉和上下移動。選電機為BF反應式步進電機，型號為：90BF001。,由上表可知,液壓驅動方式反應靈敏,可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制,液體壓力高，可以獲得較大的輸出力,因此機器人的伸縮運動采用液壓驅動方式來實現(xiàn),從而使機器人容易找準工件.它的型號為Y-HG1-C50/28×100LJ1HL1Q，它的主要技術參數(shù)如下表:,工業(yè)機器人的計算機控制系統(tǒng)概述 : 工業(yè)機器人具有多個自由度，每個自由度一般包括一個伺服機構，它們必須協(xié)調起來，組成一個多變量控制系統(tǒng)。這種多變量的控制系統(tǒng)，一般要用計算機來實現(xiàn)。因此，機器人控制系統(tǒng)也是一個計算機控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的功能是控制機器人操作機的運動和操作以滿足作業(yè)的要求。在作業(yè)中機器人的工作任務是要求操作機的末端執(zhí)行器按點位或軌跡運動，并保持設定的姿態(tài)。在運動中或在規(guī)定的某點位執(zhí)行作業(yè)規(guī)定的操作。,工業(yè)機器人運行時應采取的安全措施 : 工業(yè)機器人能代替人在危險有害的環(huán)境中作業(yè)。但又給人另一種危險，即機器人傷人事故。這是工業(yè)機器人安全管理的最為重要的一條原則。此外，除了通用的工業(yè)安全規(guī)程外,還要注意工業(yè)機器人的特殊性，采取相應可靠的對策。 對工業(yè)機器人應用工程的安全要求有如下幾條： 必須為工業(yè)機器人和周邊設備安裝安全護欄，以防止人靠近而造成傷害。工業(yè)機器人的動作范圍不能超越護欄。 在護欄出入口的門上必須設置插拔式電接點點開關，其插座有導線與控制系統(tǒng)的電路連接。只有拔下開關的插頭，才能打開對應的門。這時，工業(yè)機器人及周邊設備停止運轉，并且將工業(yè)機器人鎖定在示教模式。 在距操作者的地方設置緊急停止開關。按下此開關，工業(yè)機器人和有關的設備立即停止運轉。,謝謝各位老師!,
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上傳時間：2019-11-21
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