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工業(yè)機(jī)器人畢業(yè)設(shè)計(jì)(文件)

2025-06-25 22:39 上一頁面

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【正文】 ( 5) 操作和維護(hù)方便; ( 6) 對(duì)環(huán)境無污染,噪聲要??; ( 7) 經(jīng)濟(jì)上合理,尤其要盡量減少占地面積 。小臂的傳動(dòng)方案與大臂的傳動(dòng)方案相同,這樣雖然結(jié)構(gòu)上較為簡單,但對(duì) 大臂產(chǎn)生了一定的不利影響并且對(duì)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算也會(huì)較為麻煩。手抓結(jié)構(gòu) 采用較為簡單的氣動(dòng)控制直線運(yùn)動(dòng)的手爪。第三個(gè)自由度為絲杠螺母的升降運(yùn)動(dòng),采用的傳動(dòng)方式是電機(jī)軸經(jīng)過一級(jí)齒輪減速,再驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)絲杠,利用滑動(dòng)絲杠的大減速比的特點(diǎn),達(dá)到控制上升的速度不至于過快。 方案三: 如圖 24所示,第一自由度采用步進(jìn)電機(jī)加減速裝置的傳動(dòng)模式。第三個(gè)自由度采用滾珠絲杠并配以電機(jī)加減速器驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)方案,這是利用了滾珠絲杠的傳動(dòng)精度高, 并且是把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng),而不需要中間環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)化,結(jié)構(gòu)簡單。 伺服驅(qū)動(dòng)與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)的比較 ( 1)低頻特性不同 步進(jìn)電機(jī)在低速是容易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象,振動(dòng)頻率與負(fù)載情況以及與驅(qū)動(dòng)器的性能有關(guān)。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出即使在額定轉(zhuǎn)速以內(nèi)都能輸出額定的 轉(zhuǎn)矩,在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。 綜上所述,交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī),所以在一些對(duì)位置和速度要求較高的場合,采用交流伺服系統(tǒng)的優(yōu)勢更為明顯。 3 搬運(yùn)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ( 1) 底座 如圖所示:電機(jī)和諧波減速器通過連軸套筒相連,諧波減速器的輸出軸和大臂的回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸直接相連。 ( 2)傳動(dòng)裝置 傳動(dòng)的主要方式是采用交流伺服電機(jī)加減速器的傳動(dòng)模式,大臂的軸承 選擇的是角接觸軸承,用此來承受較大的負(fù)載產(chǎn)生的彎矩,避免了減速器的輸出軸,以及電機(jī)軸承受的附加載荷,從而保護(hù)了減速器和電機(jī)。 ( 3)升降機(jī)構(gòu) 此處機(jī)械手的升降機(jī)構(gòu)是采用電機(jī)加一級(jí)齒輪減速,傳遞動(dòng)力給滑動(dòng)絲杠,利用滑動(dòng)絲杠的大的降速比來完成夾持工件的機(jī)械手上下移動(dòng),這樣可把電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成絲杠螺母的上下移動(dòng),并且整體結(jié)構(gòu)較為簡單。 氣動(dòng)氣缸設(shè)計(jì)計(jì)算 進(jìn)給絲杠的設(shè)計(jì) 當(dāng)機(jī)械手爪抓起工件時(shí),絲杠的負(fù)載就由以下幾個(gè)部分組成:工件、手爪、驅(qū)動(dòng)氣缸、手爪與氣缸的連接套筒、俯仰電機(jī)、減速器、絲杠套杯與 L型支架等組成。大徑 d1=39mm,中徑 d2=27mm,小徑 d3=23mm,螺距P=6mm.螺桿材料為45鋼,螺母材料 為ZCuSn5Pb5Zn5,高度H=600mm. 對(duì)所選的絲杠進(jìn)行驗(yàn)算: 4 搬運(yùn)機(jī)器人的控制系統(tǒng) 4. 1 機(jī)器人控制系統(tǒng)分類 程序控制系統(tǒng):給每一個(gè)自由度施加一定規(guī)律的控制作用,機(jī)器人就可實(shí)現(xiàn)要求的空間軌跡。 4、機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 機(jī)器人控制系統(tǒng)按其控制方式可分為兩類: 1)集中控制方式:用一臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)全部控制功能,結(jié)構(gòu)簡單,成本低,但實(shí)時(shí)性差,難以擴(kuò)展,其構(gòu)成框圖如圖所示 : 2)主從控制方式:采用主、從兩級(jí)處 理器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全部控制功能。 4.2 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 4.2.1 控制系統(tǒng)方案分析 控制系統(tǒng)通常是指在復(fù)雜的條件下,將預(yù)定的控制目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)槠谕臋C(jī)械運(yùn)動(dòng)。 4.2.2 控制系統(tǒng)特點(diǎn) 1、編程方法簡單 可編程控制器的梯形圖語言程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)方法。配以各種組件就可以靈活的組成各種規(guī)模和不同要求的控制系統(tǒng)。 4、可靠性高 繼電接觸器控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸電,連線復(fù)雜,各觸點(diǎn)在吸合和斷開時(shí)容易受到電弧的損傷,所以壽命多,工作可靠性差,而可編程控制器以軟件代替硬件,許多繼電器的觸點(diǎn)和繁雜的連線可以用程序來實(shí)現(xiàn),大量開關(guān)動(dòng)作可以用無觸電的電子電路來完成,因此壽命長,可靠性大大的提高。 4.3 機(jī)器人的控制系統(tǒng)方案確定 本次控制系統(tǒng)采用的方案是 PLC+交流伺服系統(tǒng)。完整的交流伺服驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)包括:伺服控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電動(dòng)機(jī)以及至少一個(gè)檢測元件,所有這些部件都在一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)中 運(yùn)行:驅(qū)動(dòng)器接收控制控制器的指令信息,然后將電流送給電動(dòng)機(jī),通過電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成扭矩,然后帶動(dòng)負(fù)載;檢測元件測量負(fù)載位置(角度、直線位移)、速度、加速度等參數(shù),輸入控制器實(shí)現(xiàn)指令信息值與實(shí)際位置的值比較,然后通過閉環(huán)控制是實(shí)際位置值和指令信息值保持一致。 PLC 接受機(jī)器人的各種工作狀態(tài) 信息等內(nèi)容。通過這些控制端口 PLC可以對(duì)焊接機(jī)器人進(jìn)行上述的控制,同時(shí)也提供了搬運(yùn)機(jī)器人所處的運(yùn)行模式。系統(tǒng)的配置圖如圖 44 所示: MC的控制面板主要有 LED 指示器、單元號(hào)設(shè)置開關(guān), X/Y 軸和 Z/U 軸連接器、 I/O連接器、示教盒連接器、 MPG 連接器等組成。 2)示教盒連接器 用于連接示教盒。 在手抓的設(shè)計(jì)中可以 把手爪設(shè)計(jì)稱可以替換的具有通用性的手爪,這樣可以在搬運(yùn)不同類型的工件時(shí)只需要更換機(jī)械手的手 指,從而拓展了機(jī)器人的應(yīng)用范圍。 在這里首先要感謝我的指 導(dǎo)老師李燕老師,老師平日里工作繁多,但在本次設(shè)計(jì)中無論從選題、開題還是從外出實(shí)習(xí)到查閱資料,設(shè)計(jì)草案的確定和修改,中期檢查,后期詳細(xì)設(shè)計(jì)及制圖等過程中都給予了我悉心指導(dǎo)。在大學(xué)生活即將結(jié)束的最后的日子里,我們?cè)僖淮悟?yàn)證了團(tuán)結(jié)就是力量這句真理,把一個(gè)龐大的,從來沒有上手的課題,圓滿的完成了。 知識(shí)是人類進(jìn)步的階梯,而傳授知識(shí)的各位老師則是我們登上階梯的領(lǐng)路人,沒有各位老師的辛勤教育,便不會(huì)有我們今天的累累果實(shí)。她教給我的不僅是進(jìn)入社會(huì)后生存的本領(lǐng),更重要的是艱苦樸實(shí),求實(shí)進(jìn)取的精神力量,遇到困難不懈不妥,多一份堅(jiān)持少一份浮躁,這將鼓勵(lì)我在人生的道路上 不斷前進(jìn)。 最后還要感謝我的母校 —— 鄭州輕工業(yè)學(xué)院輕工職業(yè)學(xué)院三年來對(duì)我的培養(yǎng)。雖然畢業(yè)在即 ,我們各自心中通過這次實(shí)習(xí)更加增進(jìn)了友誼,心中更加多了一份不舍,使我們更加珍惜這段晚來的友誼。感謝你們?cè)诖舜碎g對(duì)我的關(guān)懷和幫助,這份幫助使我在這段 日子里可以專心于設(shè)計(jì),使我真正體會(huì)到師生之間的友誼,這種感覺是那嘛的美好,再次感謝老師的鼓勵(lì)和幫助。作為以為專科的畢業(yè)生的畢業(yè)設(shè)計(jì),由于經(jīng)驗(yàn)缺乏,難免有許多考慮不周全的地方,很多時(shí)候會(huì)走一些彎路,如果沒有老師的指導(dǎo),以及一起設(shè)計(jì)的同學(xué)們的幫助,想要完成這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是不容易的。 5 結(jié)論與展望 搬 運(yùn)機(jī)器人在工業(yè)機(jī)器人的領(lǐng)域中扮演著非常重要的角色,本次設(shè)計(jì)的主要目的是圍繞實(shí)驗(yàn)室的建設(shè),設(shè)計(jì)與實(shí)地環(huán)境相符的搬運(yùn)機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)輸送線出貨臺(tái)上的工件到 AGV 小車上的搬運(yùn),從而實(shí)現(xiàn)工件的傳送和運(yùn)輸這一環(huán)節(jié)的自動(dòng)化操作。 CS1MC421占用50個(gè)字。 PLC就能獲知機(jī)器人的搬運(yùn)基本狀態(tài)。 在機(jī)器人控制系統(tǒng)中,提供了搬運(yùn)工作模式(運(yùn)行、示教等)設(shè)置。 PLC 是要對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制,控制機(jī)器人對(duì)工件的抓取 。近年來交流伺服 驅(qū)動(dòng)技術(shù)有了飛速發(fā)展,它不僅能克服了直流伺服電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上存在的電刷維護(hù)困難、造價(jià)高、壽命短、應(yīng)用環(huán)境受限制等缺點(diǎn),同時(shí)又發(fā)揮了交流伺服電動(dòng)機(jī)堅(jiān)固耐用、經(jīng)濟(jì)可靠及動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)。通??删幊炭刂破鞫加凶栽\斷、故障報(bào)警、故障顯示的功能,便于操作和維修人員檢查,可以較容易的通過更換模塊插件來迅速排除故障。一般無故障的時(shí)間數(shù)已經(jīng)達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上,可以應(yīng)用于有強(qiáng)干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)梯 形圖語言程序和調(diào)試程序
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