具有空間運(yùn)動(dòng)能力的產(chǎn)品輸送機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文[帶圖紙].doc

西安文理學(xué)院機(jī)械電子工程系本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目具有空間運(yùn)動(dòng)能力的產(chǎn)品輸送機(jī)機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)班級(jí)08級(jí)機(jī)電（2）班學(xué)號(hào)08102080216學(xué)生姓名張耐指導(dǎo)教師李潤(rùn)設(shè)計(jì)所在單位西安文理學(xué)院2012年5月工業(yè)機(jī)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(guò)程的自動(dòng)化程度，工業(yè)機(jī)器人作為自動(dòng)化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)所認(rèn)同并采用。工業(yè)機(jī)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(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化的水平，目前，工業(yè)機(jī)器人主要承擔(dān)著焊接、噴涂、搬運(yùn)以及堆垛等重復(fù)性并且勞動(dòng)強(qiáng)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(jì)一臺(tái)三自由度的工業(yè)機(jī)器人，用于給輸送產(chǎn)品。首先，本文將設(shè)計(jì)機(jī)器人的機(jī)械手爪、手臂、腰部和基座的設(shè)計(jì)，然后選擇合適的傳動(dòng)方式、驅(qū)動(dòng)方式，搭建機(jī)器人的結(jié)構(gòu)平臺(tái)；在此基礎(chǔ)上，本文將設(shè)計(jì)該機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)方式和電機(jī)的選擇、反饋方式和反饋元件的選擇、端子板電路的設(shè)計(jì)以及控制軟件的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)加強(qiáng)控制軟件的可靠性和機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程的安全性，最終實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)包括：關(guān)節(jié)的伺服控制和制動(dòng)問(wèn)題、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)情況、機(jī)器人的示教編程和在線修改程序、設(shè)置參考點(diǎn)和回參考點(diǎn)。關(guān)鍵詞：機(jī)器人，示教編程，伺服，制動(dòng)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(jì)（論文）第2頁(yè)目錄1緒論（1）1.1工業(yè)機(jī)器人簡(jiǎn)介（1）1.2工業(yè)機(jī)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(jī)器人的總體設(shè)計(jì)（5）2.1工業(yè)機(jī)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(dòng)系統(tǒng)（5）2.1.3控制系統(tǒng)（6）2.1.4檢測(cè)系統(tǒng)（6）2.2工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)分析（6）2.2.1設(shè)計(jì)要求（6）2.2.2工業(yè)機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)（7）2.3機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)概述（7）2.3.1工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度（8）2.3.2機(jī)器人的工作空間和機(jī)械結(jié)構(gòu)類(lèi)型（8）2.3.3機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過(guò)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(jī)器人機(jī)械子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（11）3.1機(jī)械手手爪的設(shè)計(jì)（11）3.1.1設(shè)計(jì)時(shí)要注意的問(wèn)題（11）3.1.2總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（11）3.1.3氣缸的選擇和夾緊力的校驗(yàn)（12）3.1.4彈性爪的強(qiáng)度校驗(yàn)（13）3.2手臂機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（14）3.2.1手臂的設(shè)計(jì)要求（14）西安文理學(xué)院本科設(shè)計(jì)（論文）第3頁(yè)3.2.2手臂機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（14）3.2.3伸縮氣缸的選擇（15）3.2.4活塞桿的強(qiáng)度校核（15）3.3腰部和基座設(shè)計(jì)（17）3.3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（17）3.3.2升降氣缸的選擇（18）3.3.3步進(jìn)電機(jī)的選擇（18）3.3.4連軸器的選擇（21）3.3.5軸