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三自由度工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(已修改)

2024-11-21 18:00 本頁面
 

【正文】 三自由度工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計 引言 在加速科技進步中,機械制造業(yè)的發(fā)展起著關(guān)鍵的作用,其任務(wù)是在工業(yè)生產(chǎn)中迅速將工藝裝備的獨立單元變?yōu)樽詣踊C合體(自動化工段,生產(chǎn)線和自動化車間),將來甚至實現(xiàn)自動化工廠。這種自動化生產(chǎn)最重要的特點是具有柔性,它能預(yù)料到,在節(jié)省勞力(或無人)情況下,根據(jù)工藝條件調(diào)整裝配,以適應(yīng)多種產(chǎn)品生產(chǎn)。 由于這里不能上傳完整的畢業(yè)設(shè)計(完整的應(yīng)包括畢業(yè)設(shè)計說明書、相關(guān)圖紙 CAD/PROE、中英文文獻及翻譯等),此文檔也稍微刪除了一部分內(nèi)容(目錄及某些關(guān)鍵內(nèi)容)如需要其他資料的朋友,請加叩 扣 :2215891151 當代柔性自動化生產(chǎn)的建立和廣泛應(yīng)用,取決于作為科技進步的催化劑的機床制造、機器人技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、儀器制造等技術(shù)的加速發(fā)展。工業(yè)機器人是多品種的經(jīng)常更換產(chǎn)品的生產(chǎn)過程自動化的通用手段。在機械制造中,工業(yè)機器人既有效地用于柔性生產(chǎn)系統(tǒng)組成工藝裝備的基本工序中,也有效地用于輔助操作中。工業(yè)機器人與傳統(tǒng)自動化手段不同之處,首先在于它在各種生產(chǎn)功能上的通用性和重新調(diào)整的柔性。在柔性生產(chǎn)系統(tǒng)中,工業(yè)機器人廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床、鍛壓機床、鑄造機械和倉儲設(shè)備上,以完成傳送裝備和其它操 作。工業(yè)機器人和基本工藝裝備、輔助手段以及控制裝置一起形成各種不同形式的機器人技術(shù)綜合體 — 柔性生產(chǎn)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)模塊。 隨著工業(yè)技術(shù)和經(jīng)濟的驚人發(fā)展,標志著多品種中、小批量生產(chǎn)最新水平的 FMS(柔性制造系統(tǒng)), FA(工廠自動化)技術(shù)更加引人注目;作為 FMS、 FA 技術(shù)重要組成之一的工業(yè)機器人技術(shù)也將得到迅速發(fā)展。應(yīng)用工業(yè)機器人是提高生產(chǎn)過程自動化,改善勞動環(huán)境條件,提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率手段之一。 本次設(shè)計是根據(jù)對工業(yè)六自由度機器人的總體結(jié)構(gòu)及傳動系統(tǒng)的分析和探討,進行三自由度工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計。關(guān)鍵在于三軸 (臂)的傳動系統(tǒng)的設(shè)計以及整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計,避免運動的干涉。 但在本次設(shè)計中出于公司的要求 ,我主要負責(zé)第一臂與底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ,在設(shè)計中 趙勇彪 老師給予了很大的指導(dǎo)和幫助,在此謹致謝意。 限于水平,本設(shè)計難免有缺點、錯誤,懇請各位老師批評指正。 第一章 概 述 工業(yè)機器人的含義及技術(shù)概述 到目前為止,世界各國對“工業(yè)機器人”還沒有做出統(tǒng)一的明確定義。通常所說的“工業(yè)機器人”是一種能模擬人的手、臂的部分動作,按照 預(yù)定的程序、軌跡及其它要求,實現(xiàn)抓取、搬運工件或操縱工具的自動化裝置。而它與“機械手”有一些區(qū)別:“工業(yè)機器人”多數(shù)指程序可變的獨立的抓取、搬運工件、操縱工具的裝置;“機械手”多數(shù)是指附屬于主機、程序固定的自動抓取、操作裝置。如自動線、自動機的上、下料,加工中心的自動換刀的自動化裝置。 工業(yè)機器人由操作機 (機械本體 )、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成,是一種仿人操作、自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)社備。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,改善勞動條件和產(chǎn)品的快速 更新?lián)Q代起著十分重要的作用。工業(yè)機器人技術(shù)是綜合了計算機、控制論、機構(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),是當代研究十分活躍,應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機器人應(yīng)用情況,是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標志。機器人并不是在簡單意義上的代替人工的勞動,而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置,既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力,又有機器長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力,從某種意義上說它也是機器的進化過程產(chǎn)物,它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備,也是先進制造技 術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備。 工業(yè)機器人的組成 工業(yè)機器人一般由執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)組成。如圖 11 所示。 目前,具有人工智能系統(tǒng)的工業(yè)機器人即智能機器人還處于研究實驗階段。而應(yīng)用于生產(chǎn)實際的多數(shù)是那些具有執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的工業(yè)機器人。 1.執(zhí)行系統(tǒng) 執(zhí)行系統(tǒng)是工業(yè)機器人完成握取工件(或工具)實現(xiàn)所需的各種運動的機械部件,包括:手部、腕部、臂部,還有機身和行走機構(gòu)。 2.驅(qū)動系統(tǒng) 驅(qū)動系統(tǒng)是向執(zhí)行系統(tǒng)各部件提供動力的裝置。采用的動力源不同,驅(qū)動系統(tǒng)的傳動方 式也不同。驅(qū)動系統(tǒng)的傳動方式有四種:液壓式、氣壓式、電氣式、機械式。 3.控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是工業(yè)機器人或機械手的指揮系統(tǒng),它控制驅(qū)動系統(tǒng),讓執(zhí)行機構(gòu)按照規(guī)定的要求進行工作、并檢測其正確與否。一般常見的為電氣與電子回路控制,計算機控制系統(tǒng)也不斷增多。就其控制方式,可分為分散控制與集中控制兩種類型。若以控制的運動軌跡來分,有兩種:點位控制和連續(xù)軌跡控制。 工業(yè)機器人的現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢 工業(yè)機器人是一種對生產(chǎn)條件和生產(chǎn)環(huán)境適應(yīng)性和靈活性很強的柔性自動化設(shè)備,它對穩(wěn)定提高產(chǎn)品品質(zhì)、提高生產(chǎn)效率和改善勞動條 件起著十分重要的作用。工業(yè)機器人技術(shù)的發(fā)展必將對社會經(jīng)濟和生產(chǎn)力發(fā)展產(chǎn)生更加深遠的影響。所以,國內(nèi)外工業(yè)機器人的發(fā)展十分迅速。 國外機器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢: 1.工業(yè)機器人的性能不斷提高(高速度、
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