【正文】 程的自動化程度，工業(yè)機(jī)器人作為自動化生產(chǎn)線上重要的成員，逐漸被企業(yè)所認(rèn)同并采用。與計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一樣，工業(yè)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。 ２ 信息處理速度的提高 機(jī)器人的動作通常是通過機(jī)器人的各個環(huán)節(jié)的驅(qū)動電動機(jī)的運(yùn)動而實(shí)現(xiàn) 的。在針對同樣的目標(biāo)任務(wù)，采取多種運(yùn)動方式相結(jié)合的方式來達(dá)到預(yù)定的目的。這一趨勢在機(jī)械工業(yè)方面得到了很大的應(yīng)用，其中采用了機(jī)器人等先進(jìn)的物料搬運(yùn)技術(shù)，促進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和生產(chǎn)水平提高。 2 誤差補(bǔ)償 通過實(shí)驗(yàn)檢測對機(jī)器人運(yùn)動誤差進(jìn)行實(shí)時修正，提高機(jī)器人手的靈活度和避障能力：當(dāng)前常用機(jī)器人手的靈活度的都不夠高，即手臂末端達(dá)到某一工作點(diǎn)時，手臂可能采取的姿態(tài)是有限的，有時要有很大的靈活度和很強(qiáng)的避障能力。 4 提高機(jī)器人手爪或手腕的操作能力、靈活性與快速反應(yīng)能力： 為了使機(jī)器人能像人一樣進(jìn)行各種復(fù)雜作業(yè)如裝配作業(yè)、維修作業(yè)及設(shè)備操作。最早的搬運(yùn)機(jī)器人出現(xiàn)在 1960 年的美國， Versatran 和 Unimate 兩種機(jī)器人首次用于搬運(yùn)作業(yè)。通常我們依據(jù)其具體的作業(yè)用途來稱呼它，如一條自動生產(chǎn)線上使用了相同結(jié)構(gòu)的數(shù)臺機(jī)器人，有的用于點(diǎn)焊就稱為 點(diǎn)焊機(jī)器人，有的用于搬運(yùn)工件就稱為搬運(yùn)機(jī)器人，以此類推，便有噴漆機(jī)器人、涂膠機(jī)器人、裝配機(jī)器人和測量機(jī)器人等有的作業(yè)具有一定范圍，如潛入水下作勘查、采礦和鋪４管道的機(jī)器人，就統(tǒng)稱為水下機(jī)器人，類似還有宇航機(jī)器人等。 超小 型機(jī)器人――負(fù)荷小于１Ｎ，工作空間為０ .１立方米。 （ 2）根據(jù)工件的負(fù)載情況，工作空間以及各個運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)形式對搬運(yùn)機(jī)器人進(jìn)行整體方案的設(shè)計： （ 1）對搬運(yùn)機(jī)器人的手爪、小臂、大臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制各部分的結(jié)構(gòu)草圖。機(jī)械手用于執(zhí)行指定的作業(yè)業(yè)務(wù)。 基座上面是接線盒子，所有電機(jī)的驅(qū)動信號和反饋信號都從中出入。根據(jù)手指開合的動作特點(diǎn)分為回轉(zhuǎn)型和平移形。 ２ .３．３ 驅(qū)動方式 該機(jī)器人一共具有四個獨(dú)立的傳動關(guān)節(jié)，連同末端機(jī)械手的運(yùn)動，一共需要五個動力源。 （ 2） 控制性能 不易控制，難以實(shí)現(xiàn)高速、高精度連續(xù)軌跡控制。 電機(jī)驅(qū)動： （ 1） 輸出功率 較大控制精度，功率較大， 能精確定位，反應(yīng)靈敏。 機(jī)器人驅(qū)動系統(tǒng)各有優(yōu)缺點(diǎn)，通常對機(jī)器人的驅(qū)動系統(tǒng)的要求有： （ 1） 驅(qū)動系統(tǒng)的質(zhì)量盡可能要輕，單位質(zhì)量的輸出功率要高，效率也要高； （ 2） 反應(yīng)速度要快，即要求力矩質(zhì)量比和力矩轉(zhuǎn)動慣量比要大，能夠進(jìn)行頻繁的起、制動，正反轉(zhuǎn)切換； （ 3） 驅(qū)動盡可能靈活， 位移偏 差 和速度偏差要?。? （ 4） 安全可靠； （ 5） 操作和維護(hù)方便； （ 6） 對環(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 。手抓結(jié)構(gòu) 采用較為簡單的氣動控制直線運(yùn)動的手爪。 方案三： 如圖 24所示，第一自由度采用步進(jìn)電機(jī)加減速裝置的傳動模式。 伺服驅(qū)動與步進(jìn)驅(qū)動的比較 （ 1）低頻特性不同 步進(jìn)電機(jī)在低速是容易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象，振動頻率與負(fù)載情況以及與驅(qū)動器的性能有關(guān)。 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。 （ 2）傳動裝置 傳動的主要方式是采用交流伺服電機(jī)加減速器的傳動模式，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)。 氣動氣缸設(shè)計計算 進(jìn)給絲杠的設(shè)計 當(dāng)機(jī)械手爪抓起工件時，絲杠的負(fù)載就由以下幾個部分組成：工件、手爪、驅(qū)動氣缸、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。 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：用一臺計算機(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、從兩級處 理器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全部控制功能。 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)計方法。 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。完整的交流伺服驅(qū) 動系統(tǒng)包括：伺服控制器、伺服驅(qū)動器、伺服電動機(jī)以及至少一個檢測元件，所有這些部件都在一個閉環(huán)控制系統(tǒng)中 運(yùn)行：驅(qū)動器接收控制控制器的指令信息，然后將電流送給電動機(jī)，通過電動機(jī)轉(zhuǎn)換成扭矩，然后帶動負(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。通過這些控制端口 PLC可以對焊接機(jī)器人進(jìn)行上述的控制，同時也提供了搬運(yùn)機(jī)器人所處的運(yùn)行模式。 ２）示教盒連接器 用于連接示教盒。 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)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計及制圖等過程中都給予了我悉心指導(dǎo)。 知識是人類進(jìn)步的階梯，而傳授知識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，便不會有我們今天的累累果實(shí)。 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)院三年來對我的培養(yǎng)。感謝你們在此此間對我的關(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，使我真正體會到師生之間的友誼，這種感覺是那嘛的美好，再次感謝老師的鼓勵和幫助。 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)計的主要目的是圍繞實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，設(shè)計與實(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)的自動化操作。 PLC就能獲知機(jī)器人的搬運(yùn)基本狀態(tài)。 PLC 是要對搬運(yùn)機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，控制機(jī)器人對工件的抓取 。通?？删幊炭刂破鞫加凶栽\斷、故障報警、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。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，設(shè)計梯 形圖語言程序和調(diào)試程序比設(shè)計和調(diào)試?yán)^電器控制系統(tǒng)所花的時間要少得多。其構(gòu)成框圖如圖３所示。考慮到實(shí)際的影響因素，可以估計出絲杠的真實(shí)負(fù)載約為 F=230N。小臂回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)采用了電機(jī)減速器后直接驅(qū)動小 臂關(guān)節(jié)軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動小臂的旋轉(zhuǎn)。 通過對上面的方案的比較，綜合分析后我認(rèn)為方案二有更多的優(yōu)勢， 而且結(jié)構(gòu)合理，能夠比較好的完成本次的輸送線出貨臺的物料搬運(yùn)工作。交流 伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。小臂的驅(qū)動電機(jī)考慮到它的重量會對大臂造成較大的附加彎矩則把小臂的驅(qū)動電機(jī)安裝在大臂的回轉(zhuǎn)軸的軸線方向，電機(jī)輸出軸與小臂的回轉(zhuǎn)軸之間通過同步齒形帶相連接，保證了小臂回轉(zhuǎn)的精度。電機(jī)和小臂的關(guān)節(jié)軸是同一方向的。 傳動方案的確定 傳動方案分析 ： 1 方案一：