機(jī)械手論文本科機(jī)械、機(jī)電畢業(yè)論文免費(fèi)下載

1、機(jī)械手論文本科機(jī)械、機(jī)電畢業(yè)論文免費(fèi)下載    機(jī)械手論文本科機(jī)械、機(jī)電畢業(yè)論文免費(fèi)下載    本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）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(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)四自由度的工業(yè)機(jī)器人，用于給沖壓

2、設(shè)備運(yùn)送物料。首先， 本文將設(shè)計(jì)機(jī)器人的底座、大臂、小臂和機(jī)械手的結(jié)構(gòu)，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)器人的控 制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集卡和伺服放大器的選擇、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)問題、實(shí)時(shí)監(jiān)測機(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： 關(guān)鍵詞：機(jī)器人，示教編程，伺服，制動(dòng)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）ABSTRACTIn the modern large-scale

3、 manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance the production efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by

4、 enterprises. The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jops of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and

5、 take high work strength, and most of these robots work in playback way. In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used to carry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then c

6、hoose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software.

7、Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running. The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring the movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting ref

8、erence point and returning to reference point.KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目 錄第 1 章 緒論 1.1 機(jī)器人概述 1.2 機(jī)器人的歷史、現(xiàn)狀 1.3 機(jī)器人的發(fā)展趨勢 第 2 章 機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹及機(jī)械手的設(shè)計(jì)3 2.1 自由度及關(guān)節(jié) 4 2.2 基座及連桿 4 3 4 4 42.2.1 基座 7 2.2.2 大臂 7 2.2.3 小臂 7 2.3 機(jī)械手的設(shè)計(jì)4 2.4 驅(qū)動(dòng)方式4 2.5 傳動(dòng)方式4 2.6 制動(dòng)器4 第 3 章 控制系統(tǒng)硬件4 3.1

9、 控制系統(tǒng)模式的選擇4 3.2 控制系統(tǒng)的搭建 4 3.2.1 工控機(jī)4 3.2.2 數(shù)據(jù)采集卡4 3.2.3 伺服放大器4 3.2.4 端子板 4 3.2.5 電位器及其標(biāo)定 4 3.2.6 電源 4 第 4 章 控制系統(tǒng)軟件 4 4.1 預(yù)期的功能 4 4.2 實(shí)現(xiàn)方法4 4.2.1 實(shí)時(shí)顯示各個(gè)關(guān)節(jié)角及運(yùn)動(dòng)范圍控制 4本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4.2.2 直流電機(jī)的伺服控制4 4.2.3 電機(jī)的自鎖4 4.2.4 示教編程及在線修改程序4 4.2.5 設(shè)置參考點(diǎn)及回參考點(diǎn)4 第 5 章 總結(jié) 4 5.1 所完成的工作 4 5.2 設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) 4 5.3 誤差分析 4 5.4 可以繼續(xù)探索的方向

10、 4 致 謝 4 參考文獻(xiàn) 4本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 1 章 緒論1.1 機(jī)器人概述在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題?；さ冗B續(xù) 性生產(chǎn)過程的自動(dòng)化已基本得到解決。但在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不 連續(xù)的。專用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效辦法；程控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工 中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法。 但除切削 加工本身外，還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。 機(jī)器人的出現(xiàn)并得到應(yīng)用，為這些作業(yè)的機(jī)械化奠定了良好的基礎(chǔ)。 “工業(yè)機(jī)器人” （Industrial Robot） ：多數(shù)是指程序可變（編）的獨(dú)立的自 動(dòng)抓

11、取、搬運(yùn)工件、操作工具的裝置（國內(nèi)稱作工業(yè)機(jī)器人或通用機(jī)器人） 。 機(jī)器人是一種具有人體上肢的部分功能，工作程序固定的自動(dòng)化裝置。機(jī)器 人具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、維修容易的優(yōu)勢，但功能較少，適應(yīng)性較差。目前 我國常把具有上述特點(diǎn)的機(jī)器人稱為專用機(jī)器人， 而把工業(yè)機(jī)械人稱為通用機(jī)器 人。 簡而言之，機(jī)器人就是用機(jī)器代替人手，把工件由某個(gè)地方移向指定的工作 位置，或按照工作要求以操縱工件進(jìn)行加工。 機(jī)器人一般分為三類。第一類是不需要人工操作的通用機(jī)器人，也即本文所 研究的對象。它是一種獨(dú)立的、不附屬于某一主機(jī)的裝置，可以根據(jù)任務(wù)的需要 編制程序，以完成各項(xiàng)規(guī)定操作。它是除具備普通機(jī)械的物理性能之外

12、，還具備 通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械。第二類是需要人工操作的，稱為操作機(jī) （Manipulator） 它起源于原子、 。 軍事工業(yè)， 先是通過操作機(jī)來完成特定的作業(yè)， 后來發(fā)展到用無線電訊號(hào)操作機(jī)器人來進(jìn)行探測月球等。 工業(yè)中采用的鍛造操作 機(jī)也屬于這一范疇。 第三類是專業(yè)機(jī)器人， 主要附屬于自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上， 用以解決機(jī)床上下料和工件傳送。這種機(jī)器人在國外通常被稱之為“Mechanical Hand” ，它是為主機(jī)服務(wù)的，由主機(jī)驅(qū)動(dòng)。除少數(shù)外，工作程序一般是固定的， 因此是專用的。 機(jī)器人按照結(jié)構(gòu)形式的不同又可分為多種類型， 其中關(guān)節(jié)型機(jī)器人以其結(jié)構(gòu) 緊湊，所占空間體積小，相對工作空

13、間最大，甚至能繞過基座周圍的一些障礙物 等這樣一些特點(diǎn)，成為機(jī)器人中使用最多的一種結(jié)構(gòu)形式，世界一些著名機(jī)器人 的本體部分都采用這種機(jī)構(gòu)形式的機(jī)器人。 要機(jī)器人像人一樣拿取東西，最簡單的基本條件是要有一套類似于指、腕、 臂、關(guān)節(jié)等部分組成的抓取和移動(dòng)機(jī)構(gòu)?執(zhí)行機(jī)構(gòu)；像肌肉那樣使手臂運(yùn)動(dòng)的 驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)；像大腦那樣指揮手動(dòng)作的控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的性能就決定了 機(jī)器人的性能。一般而言，機(jī)器人通常就是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)和控制 系統(tǒng)這三部分組成，如圖 1-1 所示。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖 1-1 機(jī)器人的一般組成對于現(xiàn)代智能機(jī)器人而言，還具有智能系統(tǒng)，主要是感覺裝置、視覺裝置和 語言識(shí)別裝置等

14、。目前研究主要集中在賦予機(jī)器人“眼睛” ，使它能識(shí)別物體和 躲避障礙物， 以及機(jī)器人的觸覺裝置。 機(jī)器人的這些組成部分并不是各自獨(dú)立的， 或者說并不是簡單的疊加在一起，從而構(gòu)成一個(gè)機(jī)器人的。要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人所期望 實(shí)現(xiàn)的功能， 機(jī)器人的各部分之間必然還存在著相互關(guān)聯(lián)、 相互影響和相互制約。 它們之間的相互關(guān)系如圖 1-2 所示。圖 1-2 機(jī)器人各組成部分之間的關(guān)系機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)組成。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)是機(jī)器 人賴以完成工作任務(wù)的實(shí)體，通常由連桿和關(guān)節(jié)組成，由驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng) 力，按控制系統(tǒng)的要求完成工作任務(wù)。驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng) 系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供機(jī)器人各關(guān)

15、節(jié)所需要的動(dòng)力，傳動(dòng)系統(tǒng)則將驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換為滿 足機(jī)器人各關(guān)節(jié)力矩和運(yùn)動(dòng)所要求的驅(qū)動(dòng)力或力矩。 有的文獻(xiàn)則把機(jī)器人分為機(jī) 械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分。其中的機(jī)械系統(tǒng)又叫操作機(jī) (Manipulator)，相當(dāng)于本文中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分。1.2 機(jī)器人的歷史、現(xiàn)狀機(jī)器人首先是從美國開始研制的。1958 年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái) 機(jī)器人。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是機(jī)體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機(jī)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的。 日本是工業(yè)機(jī)器人發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家。自 1969 年從美國引進(jìn)兩種 典型機(jī)器人后，大力從事機(jī)器人的研究。 目前工業(yè)機(jī)器人大部分還屬于第一代，主

16、要依靠人工進(jìn)行控制；控制方式則 為開環(huán)式，沒有識(shí)別能力；改進(jìn)的方向主要是降低成本和提高精度。 第二代機(jī)器人正在加緊研制。它設(shè)有微型電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺、 觸覺能力， 甚至聽、 想的能力。 研究安裝各種傳感器， 把感覺到的信息進(jìn)行反饋， 使機(jī)器人具有感覺機(jī)能。 第三代機(jī)器人（機(jī)器人）則能獨(dú)立地完成工作過程中的任務(wù)。它與電子計(jì)算 機(jī) 和 電 視 設(shè) 備 保 持 聯(lián) 系 ， 并 逐 步 發(fā) 展 成 為 柔 性 制 造 系 統(tǒng) FMS(Flexible Manufacturing System) 和柔性制造單元 FMC(Flexible Manufacturing Cell) 中的重要一環(huán)。 隨著工業(yè)機(jī)器人研究制造和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大， 國際性學(xué)術(shù)交流活動(dòng)十分活 躍，歐美各國和其他國家學(xué)術(shù)交流活動(dòng)開展很多。國際工業(yè)機(jī)器人會(huì)議 ISIR 決 定每年召開一次會(huì)議，討論和研究機(jī)器人的發(fā)展及應(yīng)用問題。 目前，工業(yè)機(jī)器人主要用于裝卸、搬運(yùn)、焊接、鑄鍛和熱處理等方面，無論 數(shù)量、品種和性能方面還不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。使用工