【正文】 感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿。值得一提的是，李世國老師宅心仁厚，閑靜少言，不慕榮利，有學(xué)者風(fēng)范！對學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他的身上，我們可以感受到一個學(xué)者的嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實，這些都讓我們獲益菲淺，并且將終生受用無窮。圓柱坐標(biāo)機器人也會憑借著結(jié)構(gòu)簡單、完成任務(wù)多樣、操作方便、運動靈活等諸多優(yōu)點從其他類型的機器人當(dāng)中脫穎而出的。這是工業(yè)機器人及周邊設(shè)備停止運轉(zhuǎn)，并且將工業(yè)機器人鎖定示教模式3. 在距操作者的地方設(shè)置緊急停止開關(guān)，按下此開關(guān)，工業(yè)機器人的相關(guān)設(shè)備立即停止運轉(zhuǎn)4. 在人機結(jié)合部設(shè)置傳感器。在工業(yè)機器人的生產(chǎn)廠家，有嚴(yán)格的管理規(guī)定和技術(shù)保障體系。 計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計方案控制系統(tǒng)采用二級計算機控制方式，選用 IBMPC，80C51 系列 CPU。而對達(dá)到目標(biāo)點的運動軌跡（包括移動的路徑和運動的姿態(tài)）則不作任何規(guī)定，這種控制方式易于實現(xiàn)，但不易達(dá)到較高的定位精度，適用于上下料、搬運、點焊和在電路板上安插元件等只要求在目標(biāo)點保持末端執(zhí)行器準(zhǔn)確的位姿的作業(yè)中。這種多變量的控制系統(tǒng)，一般要用計算機來實現(xiàn)。傳動比小于 35 時不能采用諧波傳動。4083tan?? 諧波齒輪的選擇諧波齒輪的特點，與一般齒輪傳動相比，有如下特點：傳動比大。39。 = 40 mm , a39。cmfKJ ????＝＋＝圖 [14]222，從 90BF001 運行矩頻特性圖中，可知，快進(jìn)力矩 ＝KJM對應(yīng)的允許快進(jìn)頻率 ，所以,所用的電機都滿足快mc???＝ KJyf?速進(jìn)給運行矩頻特性要求。在一段時間內(nèi)，按一定的升速規(guī)律升速。所以，?mq???.步進(jìn)電機空載啟動是指電機在沒有外加工作負(fù)載下的啟動。）電壓V最大靜轉(zhuǎn)矩/N該種設(shè)計采用了環(huán)形軸承的機器人支承結(jié)構(gòu)。LAB Q采用緩沖和限位裝置提高定位精度。所以該液壓缸能夠滿足要求。該種夾持器多用于圓柱實心零件的夾持。設(shè)計時要注意的問題（1）末端執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)有足夠的夾緊力，為使手指牢靠的夾緊工件，除考慮夾持工件的重力外，還應(yīng)考慮工件在傳送過程中的動載荷。本設(shè)計的工業(yè)機器人具有四轉(zhuǎn)動副和移動副兩種運動副，具有手臂伸降，旋轉(zhuǎn)，前后往復(fù)三自由度。/s，一般為 50186。抓取工件的極限尺寸：抓取工件的極限尺寸是用來表明機器人抓取功能的技術(shù)參數(shù)，它是設(shè)計手部的基礎(chǔ)。零件材料：45 鋼。（4） 機身：是支承手臂的部件，其作用是帶動臂部自轉(zhuǎn)、升降或俯仰運動。臂部升降范圍達(dá)到 0~500mm，臂部伸縮范圍達(dá)到0~200mm完成對工件從一條生產(chǎn)線搬運到另外一條生產(chǎn)線的要求，具體動作為在一條生產(chǎn)線上抓起工件，然后旋轉(zhuǎn) 180176。人類社會的發(fā)展已經(jīng)離不開機器人技術(shù)，而機器人技術(shù)的進(jìn)步必然對推動科技發(fā)展產(chǎn)生不可忽視的作用。參考國外的定義，結(jié)合我國的習(xí)慣用語，對工業(yè)機器人作如下定義：工業(yè)機器人是一種機體獨立，動作自由度較多，程序可靈活變更，能任意定位，自動化程度高的自動操作機械。工業(yè)機器人市場競爭越來越激烈，中國制造業(yè)面臨著與國際接軌、參與國際分工的巨大挑戰(zhàn)，加快工業(yè)機器人技術(shù)的研究開發(fā)與生產(chǎn)是我們抓住這個歷史機遇的主要途徑。 目前，工業(yè)機器人的應(yīng)用領(lǐng)域主要有弧焊、點焊、裝配、搬用、噴漆、檢測、碼垛、研磨拋光和激光加工等復(fù)雜作業(yè)。這種機器人還處于研制階段，尚未大量投入工業(yè)應(yīng)用。工業(yè)機器人的發(fā)展，由簡單到復(fù)雜，由初級到高級逐步完善，它的發(fā)展過程可為三代：第一代工業(yè)機器人就是目前工業(yè)中大量使用的示教再現(xiàn)型工業(yè)機器人，它主要由手部、臂部、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。 1970 年在美國召開了第一屆國際工業(yè)機器人學(xué)術(shù)會議。工業(yè)機器人已成為柔性制造系統(tǒng)(FMS)、工廠自動化(FA)、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)的自動工具。1970 年以后，機器人的研究得到迅速廣泛的普及。 　 　 1954 年 美 國 戴 沃 爾 最 早 提 出 了 工 業(yè) 機 器 人 的 概 念 ， 并 申 請 了 專 利 。該機器人具有剛性好，位置精度高、運行平穩(wěn)的特點。本文是對整個設(shè)計工作較全面的介紹和總結(jié)。 該 專 利 的 要點 是 借 助 伺 服 技 術(shù) 控 制 機 器 人 的 關(guān) 節(jié) ， 利 用 人 手 對 機 器 人 進(jìn) 行 動 作 示 教 ， 機 器 人 能實 現(xiàn) 動 作 的 記 錄 和 再 現(xiàn) 。1973 年，辛辛那提米拉克隆公司的理查德豪恩制造了第一臺由小型計算機控制的工業(yè)機器人，它是液壓驅(qū)動的，能提升的有效負(fù)載達(dá) 45 公斤。 進(jìn)入 20 世紀(jì)以后，機器人的研究與開發(fā)得到了更多人的關(guān)心與支持，一些實用化的機器人相繼問世，1927 年美國西屋公司工程師溫茲利制造了第一個機器人“電報箱” ，并在紐約舉行的世界博覽會上展出。1970 年以后，機器人的研究得到迅速廣泛的普及。它的控制方式比較簡單，應(yīng)用在線編程，即通過示教存貯信息，工作時讀出這些信息，向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令，執(zhí)行機構(gòu)按指令再現(xiàn)示教的操作。 我國工業(yè)機器人的起步我國工業(yè)機器人是從二十世紀(jì)八十年代開始起步，經(jīng)過二十多年的努力，已經(jīng)形成了一些具有競爭力的工業(yè)機器人研究機構(gòu)和企業(yè)。在我國，工業(yè)機器人的最初應(yīng)用是在汽車和工程機械行業(yè)，主要用于汽車及工程機械的噴涂及焊接。因此我國工業(yè)機器人行業(yè)要認(rèn)識到以下幾點情況：第一，工業(yè)機器人技術(shù)是我國由制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變的主要手段和途徑，政府要對國產(chǎn)工業(yè)機器人有更多的政策與經(jīng)濟(jì)支持，參考國外先進(jìn)經(jīng)驗，加大技術(shù)投入與改造；第二，在國家的科技發(fā)展計劃中，應(yīng)該繼續(xù)對智能機器人研究開發(fā)與應(yīng)用給予大力支持，形成產(chǎn)品和自動化制造裝備同步協(xié)調(diào)的新局面；第三，部分國產(chǎn)工業(yè)機器人已經(jīng)與國外相當(dāng)，企業(yè)采購工業(yè)機器人時不要盲目進(jìn)口，應(yīng)該立足國產(chǎn)，經(jīng)綜合評估，然后作出安排。主要用于加工自動線和柔性制造系統(tǒng)中傳遞和裝卸工件或夾具。當(dāng)前和今后的機器人技術(shù)正逐漸向著具有行走能力、對環(huán)境的自主性強、具有多種感覺能力的方向發(fā)展。到另一條生產(chǎn)線上放下工件。圖 22 各部分關(guān)系圖驅(qū)動系統(tǒng)：為執(zhí)行系統(tǒng)各部件提供動力，并驅(qū)動其動力的裝置。 總體方案擬定在工業(yè)機器人的諸多功能中，抓取和移動是最主要的功能。坐標(biāo)形式和自由度：說明機器人機身、手部、腕部等共有的自由度數(shù)及它們組成的坐標(biāo)系特征。/s。圖 32 工作空間圖機器人的工作空間和機械結(jié)構(gòu)類型（1）工作空間：工作空間是指機器人正常運行時，手部參考點能在空間活動的最大范圍，是機器人的主要技術(shù)參數(shù)，工作空間圖如圖 32。（2）末端執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)有一定的開閉范圍。圖 34 末端執(zhí)行器液壓油缸的選擇和夾緊力的校驗（1）初選油缸型號考慮到所要夾持的是很小的薄壁零件，最大工作載荷很小，故初選液壓缸型號為YHG1C63/3645LF2HL1Q，它的主要技術(shù)參數(shù)如表 32。手爪的強度校驗 手爪的結(jié)構(gòu)形式如圖 37：圖 37 手爪結(jié)構(gòu)圖 這種結(jié)構(gòu)是在手爪外側(cè)用螺釘固定彈簧板兩端固定。本設(shè)計中手臂由滾珠絲杠驅(qū)動實現(xiàn)上下運動，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，還設(shè)計有兩根導(dǎo)柱導(dǎo)向，以防止手臂在滾珠絲杠上轉(zhuǎn)動，確保手臂隨機座一起轉(zhuǎn)動。LBC=0Σ MA=0 R2它由電動機 2 直接驅(qū)動一杯形柔輪諧波減速器。m最高空載啟動頻率/Hz 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量/10 5Kgcm2分配方式 質(zhì)量Kg90BYG5033 0．6 60 7 1600 四相八拍 （1）傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量計算傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量是一種慣性負(fù)載,在電機選用時必須加以考慮。步進(jìn)電機所需空載啟動力矩可按下式計算： 公式 [14]（230）0MKfaKq??式中： 為空載啟動力矩（N?cm） ； 為空載啟動時運動部件由靜止升速到最大快KqMka進(jìn)速度，折算到電機軸上的加速力矩（N?cm） ； 為空載時折算到電機軸上的摩擦力Kf矩（N?cm） ，有關(guān) 的各項力矩值計算如下：Kq1）加速力矩公式 [14]（232）和（233）360102maxa 2maxpbKvntnJM????????式中： 為傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量； 為電機最大角加速度； 為與運動部件最大?J?maxn快進(jìn)速度對應(yīng)的電機最大轉(zhuǎn)速；t 為運動部件從靜止啟動加速到最大快進(jìn)速度所需的時間， 為運動部件最大快進(jìn)速度； 為初選步進(jìn)電機的步距角； 為脈沖當(dāng)量。啟動結(jié)束時，步進(jìn)電機達(dá)到了最高運行速度。綜上所述，所選用的步進(jìn)電機 90BYG503 符合要求，可以使用。C 0D=8 mm , =4 mm , d = 39mm，滾珠直徑 d0=滾道半徑:R= . ???偏心距： e== dR20 ).64.(7.)(. ????絲杠內(nèi)徑： meDd )(201 ???????≤27 mm , =24000 N , =1880 N39。40= 1321 N一級諧波齒輪減速比可以在 50～500 之間，在只傳遞運動的裝置中可達(dá) 1000。由于諧波減速傳動裝置明顯的優(yōu)點，已廣泛用于機器人和其它機電一體化機械設(shè)備中。因此，機器人控制系統(tǒng)也是一個計算機控制系統(tǒng)。2）連續(xù)軌跡控制方式（CP 控制） 這種控制方式要求末端執(zhí)行器嚴(yán)格按規(guī)定的軌跡和速度在一定精度要求內(nèi)運動，以完成作業(yè)要求，這種必須保證機器人各關(guān)節(jié)連續(xù)、同步地實現(xiàn)相應(yīng)的運動。第一級機擔(dān)負(fù)管理，示教編程，控制再現(xiàn)，軌跡正逆運算，機器人語言的編輯和編譯，通過串行通訊方式傳送給二級機做位置給定。 在機器人應(yīng)用工程中，要參照相關(guān)規(guī)程，規(guī)范以及工業(yè)機器人的說明資料，注意落實安全措施，杜絕機器人傷人以及其他事故。當(dāng)操作者在此處上，下料或裝卡找工作時，控制系統(tǒng)要有相應(yīng)的安全對策5. 在生產(chǎn)設(shè)備旁邊的顯著位置用大型指示燈表示生產(chǎn)系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)，如運轉(zhuǎn)，調(diào)試，停止等6. 設(shè)置工業(yè)機器人的作業(yè)原點，并在生產(chǎn)系統(tǒng)的操作盤上設(shè)置相應(yīng)的指示燈，使操作者容易判斷工業(yè)機器人本體的位置狀況7. 示教作業(yè)時降低工業(yè)機器人的運轉(zhuǎn)速度，并且要有另一個人專門監(jiān)護(hù)，一旦發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停機 實施方法在工業(yè)機器人應(yīng)用工程中，不僅要注意對人員的危險性，而且還要考慮包括工業(yè)機器人在內(nèi)的設(shè)備的安全性。本次課題也是在這種背景下提出來的，本次設(shè)計主要完成以下任務(wù)：本次設(shè)計對機器人的工作任務(wù)進(jìn)行分析、研究，從而找到解決問題的方法，進(jìn)而來解決問題。畢竟“