基于ABB工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)場應(yīng)用編程設(shè)計和實(shí)現(xiàn) 開題報告

開題報告畢業(yè)設(shè)計（設(shè)計）題目一、選題簡介、意義隨著工業(yè)4.0的提出，我國作為制造業(yè)大國，正在由“中國制造”逐步向“中國智造”轉(zhuǎn)型，工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略中扮演著不可或缺的角色。本文研究的主要內(nèi)容是以工業(yè)機(jī)器人ABB為平臺，對其進(jìn)行二次開發(fā)，集成了六維力傳感器和體感傳感器LeapMotion，并最終開發(fā)出了具有遠(yuǎn)程控制功能的網(wǎng)絡(luò)集成控制系統(tǒng)。目前，機(jī)器人已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、軍事、家政等各個領(lǐng)域。其中，作為現(xiàn)代社會物質(zhì)生產(chǎn)基礎(chǔ)的工業(yè)領(lǐng)域?qū)C(jī)器人的需求尤為突出，這種需求不僅體現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人本體構(gòu)型上，更體現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人自動化控制系統(tǒng)中。工業(yè)機(jī)器人自動化控制系統(tǒng)的核心是其編程控制系統(tǒng)，針對工業(yè)機(jī)器人編程控制系統(tǒng)具有的完全自主開發(fā)周期過長、通過商業(yè)系統(tǒng)二次開發(fā)無法掌握核心技術(shù)等問題。文中的工業(yè)機(jī)器人編程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計為建立在商業(yè)通用控制平臺上的中層控制系統(tǒng)與建立在中層控制系統(tǒng)上的用戶編程系統(tǒng)兩個層次。中層控制系統(tǒng)作為工業(yè)機(jī)器人編程控制系統(tǒng)的核心，主要進(jìn)行用戶程序的解釋執(zhí)行和運(yùn)動過程的軌跡規(guī)劃，其中，軌跡規(guī)劃部分是應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人相關(guān)理論和核心技術(shù)的關(guān)鍵部分。而用戶編程系統(tǒng)作為工業(yè)機(jī)器人編程控制系統(tǒng)的交互接口，主要進(jìn)行用戶文件的操作、作業(yè)程序的編寫以及運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。詳細(xì)分析了ABBIRB1410型機(jī)器人的軟硬件構(gòu)成。對RAPID程序的編程方式進(jìn)行了分析，以及完成了客戶端RAPID程序的編寫。利用PCSDK對ABB進(jìn)行了二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了對ABB機(jī)器人的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制。二、課題綜述（課題研究，主要研究的內(nèi)容，要解決的問題，預(yù)期目標(biāo)，研究步驟、方法及措施等）課題研究：主要研究的內(nèi)容：采用ABBIRB1410型機(jī)器人作為集成控制系統(tǒng)的開發(fā)平臺。IRB1410型機(jī)器人系統(tǒng)主要由FlexPendent手持示教器、一個六自由度機(jī)械臂、IRC5控制器三部分組成，用戶編程系統(tǒng)核心的用戶編程語言和編程語言解釋器或編譯器可以根據(jù)需要來進(jìn)行自主設(shè)計和開發(fā)。而在主開發(fā)用戶編程語言集合的過程中，開發(fā)人員則可以根據(jù)自身特點(diǎn)、實(shí)際需要以及用戶要求，在實(shí)現(xiàn)最基本的工業(yè)機(jī)器人用戶編程指令，例如，運(yùn)動控制指令和IO控制指令的同時，增加相應(yīng)功能的用戶編程指令來實(shí)現(xiàn)個性化定制的用戶編程語言，以便用戶編程系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多樣化，從而提高用戶編程系統(tǒng)的靈活性，使其能夠適應(yīng)復(fù)雜多變的市場需求。以ABB為基礎(chǔ)，以運(yùn)動控制為核心設(shè)計開發(fā)工業(yè)機(jī)器人編程控制系統(tǒng)，通過采用系統(tǒng)化思維、模塊化設(shè)計以及先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)和編程理念，探索實(shí)現(xiàn)高效合理的控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和簡明易用的用戶編程系統(tǒng)。要解決的問題：掌握傳感器系統(tǒng)開發(fā)ABB工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)構(gòu)成以及開發(fā)；制定合適用戶的編程指令如何把ABB和機(jī)器人結(jié)合在一起預(yù)期目標(biāo)：完成SMTP模塊采集數(shù)據(jù)和cc1101模塊編程；研究出適合ABB的工業(yè)機(jī)器人研究步驟、方法及措施：了解的研究背景和研究現(xiàn)狀；了解的構(gòu)造、特性與應(yīng)用；通過具體原件確定合理的系統(tǒng)設(shè)計方案與實(shí)現(xiàn)原理；對ABB機(jī)器人各部分的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)做好充足的了解；對整個系統(tǒng)進(jìn)行測試；遇到難以解決的問題，及時請教老師和同學(xué)，一起研究解決。設(shè)計（設(shè)計）體系、結(jié)構(gòu)（大綱）第一章緒論 1第二章手部結(jié)構(gòu)設(shè)計 22.1手抓的結(jié)構(gòu)選定 22.2液壓缸的選定 32.2.1液壓缸內(nèi)徑的確定 32.2.2液壓缸外徑的確定 32.2.4液壓缸活塞桿的確定及校核 42.2.5活塞的最大行程 42.2.6鋼筒底部厚度的確定 42.2.7缸蓋螺釘?shù)挠嬎?52.2.8鋼筒頭部法蘭厚度的確定 62.2.9液壓缸其它元件的確定 7第三章擺動缸的選定 83.1聯(lián)接部分的設(shè)計 83.2連接部分材料的選定與連接方法 9第四章手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計 104.1手臂的結(jié)構(gòu)初定 104.2小臂受力分析 104.3小臂液壓缸的確定 114.3.1小臂液壓缸的受力分析 114.3.2液壓缸內(nèi)徑的確定 114.3.3液壓缸外徑的確定 114.3.4鋼筒壁厚校核 124.3.5液壓缸活塞桿的確定及校核 134.3.6活塞的最大行程 134.3.7鋼筒底部厚度的確定 134.3.8缸蓋螺釘?shù)挠嬎?144.3.9鋼筒頭部法蘭厚度的確定 154.3.10液壓缸其它元件的確定 164.4小臂套筒的設(shè)計 174.4.1材料的選定 174.4.2內(nèi)套的設(shè)計 174.4.3外套的設(shè)計 17第五章支小臂液壓缸的確定 185.1支小臂液壓缸的擺動角度確定 185.2支小臂缸的受力分析 185.3液壓缸的確定 195.3.1液壓缸內(nèi)徑的確定 195.3.2液壓缸的外徑及壁厚的確定 195.3.3液壓缸活塞桿的確定及校核 205.3.4活塞的最大行程 215.3.5鋼筒底部厚度的確定 215.3.6缸蓋螺釘?shù)挠嬎?225.3.7缸蓋頭部法蘭厚度的確定 235.3.8缸筒與端部焊接 245.3.9液壓缸的其他元件的確定 24第六章大臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計 266.1大臂材料的選定 266.2大臂受力受力分析 266.3支大臂液壓缸的確定 276.3.1液壓缸內(nèi)徑的確定 276.3.2液壓缸的外徑及壁厚的確定 286.3.3缸筒壁厚的校核 286.3.4液壓缸活塞桿的確定及校核 296.3.5活塞桿的最大允許行程 296.3.6鋼筒底部厚度的確定 306.3.7缸蓋螺釘?shù)挠嬎?306.3.8缸蓋頭部法蘭厚度的確定 326.3.9缸筒與端部焊接 326.3.10液壓缸的其他元件的確定 33第七章底座的設(shè)計 347.1底座材料及尺寸選定 347.2底板螺栓的確定 347.2.1受翻轉(zhuǎn)力矩的螺栓組連接 347.2.2缸蓋螺釘?shù)挠嬎?35第八章液壓系統(tǒng)傳動方案的確定 368.1各液壓缸的換向回路 368.2調(diào)速方案 36第九章計算和選擇液壓元件 379.1