具有空間運動能力的產(chǎn)品輸送機械手的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計論文[帶圖紙].doc

西安文理學(xué)院機械電子工程系本科畢業(yè)設(shè)計（論文）題目具有空間運動能力的產(chǎn)品輸送機機械手的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計專業(yè)班級08級機電（2）班學(xué)號08102080216學(xué)生姓名張耐指導(dǎo)教師李潤設(shè)計所在單位西安文理學(xué)院2012年5月工業(yè)機器人摘要在當(dāng)今大規(guī)模制造業(yè)中，企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，普遍重視生產(chǎn)過程的自動化程度，工業(yè)機器人作為自動化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)所認同并采用。工業(yè)機器人的技術(shù)水平和應(yīng)用程度在一定程度上反映了一個國家工業(yè)自動化的水平，目前，工業(yè)機器人主要承擔(dān)著焊接、噴涂、搬運以及堆垛等重復(fù)性并且勞動強度極大的工作，工作方式一般采取示教再現(xiàn)的方式。本文將設(shè)計一臺三自由度的工業(yè)機器人，用于給輸送產(chǎn)品。首先，本文將設(shè)計機器人的機械手爪、手臂、腰部和基座的設(shè)計，然后選擇合適的傳動方式、驅(qū)動方式，搭建機器人的結(jié)構(gòu)平臺；在此基礎(chǔ)上，本文將設(shè)計該機器人的驅(qū)動控制系統(tǒng)，包括驅(qū)動方式和電機的選擇、反饋方式和反饋元件的選擇、端子板電路的設(shè)計以及控制軟件的設(shè)計，重點加強控制軟件的可靠性和機器人運行過程的安全性，最終實現(xiàn)的目標包括：關(guān)節(jié)的伺服控制和制動問題、實時監(jiān)測機器人的各個關(guān)節(jié)的運動情況、機器人的示教編程和在線修改程序、設(shè)置參考點和回參考點。關(guān)鍵詞：機器人，示教編程，伺服，制動INDUSTRIALROBOTSAbstractInthemodernlarge-scalemanufacturingindustry,enterprisespaymoreattentionontheautomationdegreeoftheproductionprocessinordertoenhancetheproductionefficiency,andguaranteetheproductquality.Asanimportantpartoftheautomationproductionline,industrialrobotsaregraduallyapprovedandadoptedbyenterprises.Thetechniquelevelandtheapplicationdegreeofindustrialrobotsreflectthenationalleveloftheindustrialautomationtosomeextent,currently,industrialrobotsmainlyundertakethejopsofwelding,spraying,transportingandstowingetc.,whichareusuallydonerepeatedlyandtakehighworkstrength,andmostoftheserobotsworkinplaybackway.InthispaperIwilldesignanindustrialrobotwithfourdofs,whichisusedtocarrymaterialforapunch.FirstIwilldesignthestructureofthebase,thebigarm,thesmallarmandtheendmanipulatoroftherobot,thenchooseproperdrivemethodandtransmissionmethod,buildingthemechanicalstructureoftherobot.Onthisfoundation,Iwilldesignthecontrolsystemoftherobot,includingchoosingDAQcard,servocontrol,feedbackmethodanddesigningelectriccircuitoftheterminalcardandcontrolsoftware.Greatattentionwillbepaidonthereliabilityofthecontrolsoftwareandtherobotsafetyduringrunning.Theaimstorealizefinallyinclude:servocontrolandbrakeofthejoint,monitoringthemovementofeachjointinrealtime,playbackprogrammingandmodifyingtheprogramonline,settingreferencepointandreturningtoreferencepoint.KEYWORDS:robot,playback,servocontrol,brake西安文理學(xué)院本科設(shè)計（論文）第2頁目錄1緒論（1）1.1工業(yè)機器人簡介（1）1.2工業(yè)機器人的發(fā)展（3）1.3課題的提出、意義及主要任務(wù)（4）2工業(yè)機器人的總體設(shè)計（5）2.1工業(yè)機器人的組成及各部分關(guān)系概述（5）2.1.1執(zhí)行系統(tǒng)（5）2.1.2驅(qū)動系統(tǒng)（5）2.1.3控制系統(tǒng)（6）2.1.4檢測系統(tǒng)（6）2.2工業(yè)機器人的設(shè)計分析（6）2.2.1設(shè)計要求（6）2.2.2工業(yè)機器人主要技術(shù)參數(shù)（7）2.3機器人的運動概述（7）2.3.1工業(yè)機器人的運動自由度（8）2.3.2機器人的工作空間和機械結(jié)構(gòu)類型（8）2.3.3機器人的運動過程分析（9）2.4原理方案的擬定（9）2.4.1原理方案的選擇（9）2.4.2原理方案的確定（10）3工業(yè)機器人機械子系統(tǒng)的設(shè)計（11）3.1機械手手爪的設(shè)計（11）3.1.1設(shè)計時要注意的問題（11）3.1.2總體結(jié)構(gòu)設(shè)計（11）3.1.3氣缸的選擇和夾緊力的校驗（12）3.1.4彈性爪的強度校驗（13）3.2手臂機構(gòu)的設(shè)計（14）3.2.1手臂的設(shè)計要求（14）西安文理學(xué)院本科設(shè)計（論文）第3頁3.2.2手臂機械結(jié)構(gòu)設(shè)計（14）3.2.3伸縮氣缸的選擇（15）3.2.4活塞桿的強度校核（15）3.3腰部和基座設(shè)計（17）3.3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計（17）3.3.2升降氣缸的選擇（18）3.3.3步進電機的選擇（18）3.3.4連軸器的選擇（21）3.3.5軸