工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)講解

(word)(上)解說(shuō)(上）1 緒論 1.1 工業(yè)機(jī)器人概括 工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)(機(jī)械本體)、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu) 成，是一種仿人操作，自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間達(dá)成各樣作業(yè)的機(jī) 電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)施。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對(duì)堅(jiān)固、 提高產(chǎn)質(zhì)量量，提高生產(chǎn)效率，改良勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重 要的作用。機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人 工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是今世研究十分活躍，應(yīng)用日益廣 并是在代人工的勞動(dòng)，而是綜合了人的和機(jī)器的一種人的電機(jī)械裝置，人對(duì)的快速應(yīng)和分能，機(jī)器可長(zhǎng)間工作、高、的能。種它是機(jī)器化程的產(chǎn)，它是工業(yè)工業(yè)領(lǐng)域的重要生產(chǎn)和服性設(shè)施，是制造技術(shù)領(lǐng)域可的自動(dòng)化設(shè)施。機(jī)械是人的分動(dòng)作，程、和要自動(dòng)、操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的機(jī) 械“工業(yè)機(jī)械”。工業(yè)機(jī)械能夠提高生產(chǎn)的自動(dòng)化和勞動(dòng)生產(chǎn) ；夠減強(qiáng)保證安全溫壓低溫低壓粉塵易爆毒氣放射行正常加因此加沖壓鑄鍛焊接熱辦理鍍噴漆輕交通輸方面獲越來(lái)越寬結(jié)式開(kāi)始比較較強(qiáng)僅臺(tái)床下料裝隸屬該床跟發(fā)展夠獨(dú)立按范圍比較“通通用通很適應(yīng)性較強(qiáng)因此它在變小獲寬12 工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成和分類21 工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成 機(jī)械主要由履行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)地點(diǎn)檢測(cè)裝置等構(gòu)成。各 系統(tǒng)相互之間的關(guān)系如方框圖1.1 所示。1/11(word)(上)解說(shuō)1.11、履行包括手部、手段、手臂和立柱等零件，有的還增設(shè)行走。手部即與物件接觸的零件。由于與物件接觸的形式不一樣樣，可分為夾持式手部和吸附式手部。在本課題中我們采用夾持式手部結(jié)(或手爪)和傳動(dòng)所。手指是與物件直接接觸的件，常用的手指運(yùn)動(dòng)形式有輾轉(zhuǎn)型和平移型。輾轉(zhuǎn)型手指結(jié)簡(jiǎn)單，制造簡(jiǎn)單，故應(yīng)用較寬泛。平移型手指應(yīng)用較少，其原因是結(jié)比較復(fù)雜，但平移型手指夾持圓形零件時(shí)，工件直徑變化不影響其軸心的地點(diǎn)，因此適合夾持直徑變化范圍大的工件。手指結(jié)取決于被抓取物件()和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、V 形面的和曲面的，手指有外夾式和內(nèi)式，指有指式、指式和手雙指式等。傳動(dòng)是手指?jìng)鬟\(yùn)動(dòng)和動(dòng)。傳動(dòng)型式常用的:式、式、面式、式、式和重式等。手段手段是結(jié)手部和手臂的零件，可用被抓取物件的即。手臂手臂是被抓物件、手部、手段的重零件。手臂的用是帶著手指抓取物件，按預(yù)定要求將其運(yùn)指的地點(diǎn)。工手的手臂平常由驅(qū)著手如油缸、氣缸、、、旋和凸與驅(qū)動(dòng)如液壓、氣壓或相當(dāng)合，以實(shí)現(xiàn)手臂的樣運(yùn)動(dòng)。立柱立柱是承手臂的零件，立柱也能夠是手臂的一部分，手臂的輾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和升(或俯仰)運(yùn)動(dòng)與立柱有親近的。手的立柱因工作需要，有時(shí)可作橫挪動(dòng)，即稱為可移式立柱。行走2/11(word)(上)解說(shuō)、軌道等以實(shí)現(xiàn)整運(yùn)動(dòng)。為有軌和無(wú)軌兩種。驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)則應(yīng)其余增設(shè)傳動(dòng)置。(6)是基礎(chǔ)部履各零件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均于機(jī)故起支撐和連結(jié)。、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)履運(yùn)動(dòng)動(dòng)力置調(diào)理置和協(xié)助置構(gòu)。常驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)、傳動(dòng)。此刻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多采液壓傳動(dòng)。、控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是支配著按規(guī)定求運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。目前控制系一致般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(擋塊定位)系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種它支配著按規(guī)定程序運(yùn)動(dòng)并記憶人們賞賜指令(動(dòng)序、運(yùn)動(dòng)軌、運(yùn)動(dòng))按其控制系統(tǒng)履指令動(dòng)動(dòng)有故障。、置控制履運(yùn)動(dòng)并履實(shí)反應(yīng)給控制系統(tǒng)并設(shè)定控制系統(tǒng)調(diào)整履以必定精到設(shè)定。122 類種類好多于類問(wèn)題目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一致類標(biāo) 準(zhǔn)此暫按、驅(qū)動(dòng)方和控制系統(tǒng)等類。、按途分(1)專3/11(word)(上)解說(shuō)(2“開(kāi)關(guān)”只；夠也夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)軌跡般數(shù)類。(1)液液液要液很影響且宜溫、溫若采電液實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡擴(kuò)電液閥液濾成本(2氣氣縮空氣介質(zhì)源極便輸心氣快速成本空氣縮速堅(jiān)較差沖擊且氣源較一般30 相同條件比液因此速、輕載平粉塵環(huán)境進(jìn)(3即由(凸輪連齒輪齒條間歇)驅(qū)由正確頻次較(4電4/11(word)(上)解說(shuō)、直線或功率步進(jìn)直接驅(qū)動(dòng)履行運(yùn)，由于不需要中間變換，故簡(jiǎn)單。其中直線電運(yùn)速度快和行程長(zhǎng)，保護(hù)和使用方便。此類目前還不多，很發(fā)展前途。3、按控制方式分(1)點(diǎn)位控制它運(yùn)為空間點(diǎn)到點(diǎn)之間挪，只能控制運(yùn)過(guò)程中幾個(gè)點(diǎn)地點(diǎn)，不能控制其運(yùn)軌跡。若欲控制點(diǎn)數(shù)多，則必定增加氣控制系統(tǒng)復(fù)雜性。目前使用專用和通用工業(yè)均屬于此類。(2)連續(xù)軌跡控制它運(yùn)軌跡為空間隨意連續(xù)曲線，其點(diǎn)是設(shè)定點(diǎn)為無(wú)量，整個(gè)挪動(dòng)過(guò)程處于控制之下，能夠?qū)崿F(xiàn)安穩(wěn)和正確運(yùn)，而且使用，氣控制系統(tǒng)復(fù)雜。類工業(yè)用進(jìn)行控制。發(fā)展發(fā)展幾下幾個(gè)工業(yè)性能不(速度、度、靠性、便于操作和維修)，而單價(jià)錢不下降，均勻單價(jià)錢從9110.3萬(wàn)美元降至 976.5萬(wàn)美元。向模塊化、重化發(fā)展。比方關(guān)節(jié)模塊中伺服、減速、檢測(cè)系統(tǒng)三位體化。由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊重組方式整，已模塊 化妝配產(chǎn)品問(wèn)市。工業(yè)控制系統(tǒng)向鑒于開(kāi)放控制方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn) 、。度，控制，且用，了系統(tǒng)靠性、易操作性和維修性。中用用統(tǒng)地點(diǎn)、速度、加快度傳，裝置、焊接還應(yīng)用了視、等，而遙控則用、、、多進(jìn)行控制。多系統(tǒng)中用。5/11(word)(上)解說(shuō)“索杰納”就這類功應(yīng)最有名例。械開(kāi)始流行94年開(kāi)“軸床”以這類新式裝為際研究熱之一研究開(kāi)應(yīng)80年“”開(kāi)始“”“八”計(jì)造硬件和 軟件計(jì)運(yùn)學(xué)和軌跡規(guī)劃分重元件開(kāi)噴漆弧焊焊裝搬運(yùn)等有130多臺(tái)套噴 漆二十余公司近 30條噴漆線(站)獲取規(guī)模應(yīng)弧焊應(yīng)汽車造廠焊裝線但總看及程應(yīng)水平和外比還有必定距離:可靠性低外品應(yīng)起較晚應(yīng)窄線外比有差距應(yīng)規(guī)模安裝200約占裝臺(tái)數(shù)萬(wàn)分之以原因沒(méi)形都戶要客戶次頭計(jì)品種規(guī)格多批量小零零件通度低、供貨周期長(zhǎng)可靠性堅(jiān)固因此急迫需要解決先期行面規(guī)劃搞好模塊積極推度和種“863”計(jì)劃，也獲取好多突水m 水無(wú)纜就居界當(dāng)先水平還開(kāi)直接雙臂協(xié)調(diào)爬壁機(jī)管道等種視觸聲等礎(chǔ)開(kāi)應(yīng)用睜開(kāi)好多有必定礎(chǔ)可多傳信息融裝械等開(kāi)應(yīng)方面則剛 外先水平差距較大有有，才形配套可供和品。課題提及要任務(wù) 課題出21紀(jì)跟著口老齡提早近東南沿海此刻大 急迫要們提高勞降低強(qiáng)度提高工水平勢(shì)必行計(jì)就計(jì)一個(gè)氣搬運(yùn)械手應(yīng)6/11(word)(上)解說(shuō):(、泄漏)易泄漏不但污染場(chǎng)所限制應(yīng)范圍可惹起火事故而且影響履行部分安穩(wěn)及正確受溫度變影響較油溫變體粘度變?nèi)瞧鹛攸c(diǎn)變因脈和體混入空氣易噪聲。為了泄漏元制較故較且保較。氣:和氣較今后 入氣不和不易存變及補(bǔ)充問(wèn)題。和泄漏較空氣較空氣便應(yīng)和泄漏不和重污染?？焖俜磻?yīng)敏捷氣系致般只0.02s-0.3s 即可成立起所和速度氣系統(tǒng)也載控制?？煽諝饪蓺庖虻绕骷傲鞑恢峦蝗粩?。應(yīng)易、易、、、、等氣制、及而且不因溫度變影響及控制氣較因了氣元、質(zhì)和度制較為:氣體可因氣度較(特難想象)氣源較抓舉較小誠(chéng)然氣為器7/11(word)(上)解說(shuō)、適用性和遠(yuǎn)景存好多疑慮。課題主任務(wù)本課題將達(dá)主:為通相專來(lái)說(shuō)它適面相較廣。采座標(biāo)型式和度設(shè)計(jì)出各履行、段、臂等零設(shè)計(jì)。為了使通性更強(qiáng)，設(shè)計(jì)可改換結(jié)應(yīng)夾式來(lái)式來(lái)。2設(shè)計(jì)本、-和它擁高精度、反應(yīng)、必定承載力、足作空間和靈巧度及隨意 點(diǎn)都定位等特點(diǎn)。設(shè)計(jì)原則:充析作象()作技術(shù)定最合理作序和工和結(jié)和度、力特點(diǎn)、尺寸和質(zhì)量參數(shù)等從步定結(jié)及行。采型標(biāo)設(shè)計(jì)通性和專性能性換和。本設(shè)計(jì)通下適合批、、改改設(shè)強(qiáng)度和操作單屢次生產(chǎn)場(chǎng)合。座標(biāo)型式與度臂式座標(biāo)型式可為座標(biāo)式、座標(biāo)式、座標(biāo)式和式。本下臂起、采座標(biāo)型式。相應(yīng)下臂和段度。8/11(word)(上)解說(shuō)2.1。段9/11(word)(上)解說(shuō)考慮到機(jī)械手的通用性，同時(shí)由于被抓取工件是水平擱置，因此手段必定設(shè)有輾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)才可滿足工作的要求。因此，手段設(shè)計(jì)成輾轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)手段輾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)為輾轉(zhuǎn)氣缸。機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 依照抓取工件的要求，本機(jī)械手的手臂有兩個(gè)自由度，即手臂的伸縮、左右輾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。手臂的輾轉(zhuǎn)和起落運(yùn)動(dòng)是經(jīng)過(guò)立柱來(lái)實(shí)現(xiàn)的，立柱的橫向挪動(dòng)即為手臂的橫移。手臂的各樣運(yùn)動(dòng)由氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 由于氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作快速，反應(yīng)敏捷，阻力損失和泄漏較小，成本廉價(jià) 因此本機(jī)械手采用氣壓傳動(dòng)方式。 機(jī)械手的主要參數(shù) 1、機(jī)械手的最大抓重是其規(guī)格的主參數(shù)，由于是采用氣動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)，因此 ，本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)抓取的工件為102、本參數(shù)運(yùn)動(dòng)速度是機(jī)械手主要的本參數(shù)。作機(jī)械手速度提要求，設(shè)計(jì)速度過(guò)的用。機(jī)械手動(dòng)作快的主要因 是手臂伸縮輾轉(zhuǎn)的速度。該機(jī)械手最大挪動(dòng)速度設(shè)計(jì)為 1.0m/s。最大輾轉(zhuǎn)速度 設(shè)計(jì)為 90o/s。挪動(dòng)速度為 0.8m/s。輾轉(zhuǎn)速度為 60o/s。機(jī)械手動(dòng)作時(shí)有啟動(dòng)、過(guò)的、速度，用速度來(lái)速度較為，由于 速度有關(guān)，用速度速度的快合速度。運(yùn)動(dòng)速 度，手臂設(shè)計(jì)的本參數(shù)有伸縮和工作。大數(shù)機(jī)械手設(shè)計(jì)成于工有動(dòng)作的。過(guò)大的伸縮和工作，必定來(lái)重力大性