【正文】 料、沖壓機自動化生產(chǎn)線、自動裝配流水線、碼垛搬運、集裝箱等的自動搬運。5 采用模塊化組合式機器人結構： 提高機器人快速維修性能，根據(jù)優(yōu)化設計，制造出多種不同尺寸和規(guī)格的手臂和連接器模塊，用少量的可組合成多種機器人配置。例如：在核電站工作的機器人也要求其具有高靈活度的機器人手臂。1 工業(yè)機器人機械系統(tǒng)性能的提高 進一步提高工業(yè)機器人的運動精度。在搬運機械手的控制方面出現(xiàn)了多種控制方式。機器人控制性能的提高，也進一步促進了工業(yè)機器人本身性能的提高并擴大了工業(yè)機器人的應用范圍。１ 驅(qū)動方式的改變２０世紀７０年代后期，日本安川電動機公司研制出了第一臺全自動的工業(yè)機器人而此前的工業(yè)機器人基本上采用液壓驅(qū)動方式。本文將設計一臺圓柱坐標型的工業(yè)機器人，用于給沖壓設備運送物料。首先，本文將設計機器人的大臂、小臂、底座和機械手的結構，然后選擇合適的傳動方式、驅(qū)動方式，搭建機器人的結構平臺：在此基礎上，本文將設計該機器人的控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集卡和伺服放大器的選擇、反饋方式和反饋元件的選擇、以及控制元件的設計，重點加強控制軟件的可靠性和機器人運行過程的安全性，最終實現(xiàn)的目標包括：關節(jié)的伺服控制和制動問題、實時監(jiān)測機器人的各個關節(jié)的運動情況、機器人的示教編程和在線修改程序、設置參考點和回參考點。但與采用液壓驅(qū)動的機器人相比，采用伺服電動機驅(qū)動機器人在響應速度、精度、靈活性等方面都有很大的提高。近年來，隨著信息技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)展已經(jīng)出現(xiàn)了多臺機器人通過網(wǎng)絡共享信息并在此基礎上進行協(xié)調(diào)控制的技術趨勢。如、有原始的電控機械手，較先進的基于工控機控制的，基于ＰＣ控制的，進一步的嵌入式ＰＣ控制技術，還采用PLC可編程控制的。機器人是一種多關節(jié)開鏈結構，因此機器人手臂的剛度一般都不高，另外由于構件的尺寸誤差和傳動間隙的存在，以及機器人手臂末端誤差的放大作用，是當前機器人的定位與運動還不能達到很高的精度。為了提高工業(yè)機器人手臂的靈活度，主要采用具有冗雜自由度的機器人手臂和在機器人手臂機構上采用膨脹膠關節(jié)及雙向彎曲手臂。這種機器人能進行快速維修，可以實現(xiàn)自動恢復。部分發(fā)達國家已制定出人工搬運的最大限度，超過限度的必須由搬運機器人來完成。人是采用以上方式組合的組合式機器人。 按機器人具有的運動自由度數(shù)分類機器人的自由度數(shù)的定義是：操作機各運動部件獨立運動數(shù)目之和。（4）對個結構的質(zhì)量進行粗估完成對手爪的夾緊氣缸、小臂、大臂、絲杠的驅(qū)動電機以及腰部、腕部的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機的計算選型。夾持式是執(zhí)行手：夾持方式由外夾式和內(nèi)撐式之分；吸附式得分為空氣負壓式和電磁式兩種。2 大臂大臂長度230mm,具體尺寸如圖所示：3 小臂小臂長度180mm,具體尺寸如圖所示： 機械手的設計 工業(yè)機器人的手又稱為末端執(zhí)行器，它使機器人直接用于抓取和握緊（吸附）專用工具（如噴槍、扳手、焊具、噴頭等）進行操作的部件。（只畫出了一半，另一半關于中心線對稱）。這三種方法各有所長，：　液壓驅(qū)動：（1）輸出功率 很大，壓力范圍為50140Pa，利用液體不可縮性，控制精度較高。（4） 結構性能及體積結構適當，執(zhí)行機構可標準化、模擬化，以實現(xiàn)直接驅(qū)動。（3） 響應速度很高。 傳動方案的確定 傳動方案分析：1 方案一： 第一、二、自由度均采用伺服電機加減速器的結構形式。電機和小臂的關節(jié)軸是同一方向的。小臂的驅(qū)動電機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)動電機安裝在大臂的回轉(zhuǎn)軸的軸線方向，電機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。交流伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。通過對上面的方案的比較，綜合分析后我認為方案二有更多的優(yōu)勢，而且結構合理，能夠比較好的完成本次的輸送線出貨臺的物料搬運工作。小臂回轉(zhuǎn)關節(jié)采用了電機減速器后直接驅(qū)動小臂關節(jié)軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動小臂的旋轉(zhuǎn)?？紤]到實際的影響因素，可以估計出絲杠的真實負載約為F=230N。４．２．２ 控制系統(tǒng)特點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)使用了大量的機械觸電，連線復雜，各觸點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，許多繼電器的觸點和繁雜的連線可以用程序來實現(xiàn)，大量開關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，通過電動機轉(zhuǎn)換成扭矩，然后帶動負載；檢測元件測量負載位置（角度、直線位移）、速度、加速度等參數(shù)，輸入控制器實現(xiàn)指令信息值與實際位置的值比較，然后通過閉環(huán)控制是實際位置值和指令信息值保持一致。通過這些控制端口PLC可以對焊接機器人進行上述的控制，同時也提供了搬運機器人所處的運行模式。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老師李燕老師，老師平日里工作繁多，但在本次設計中無論從選題、開題還是從外出實習到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計及制圖等過程中都給予了我悉心指導。 知識是人類進步的階梯，而傳授知識的各位老師則是我們登上階梯的領路人，沒有各位老師的辛勤教育，便不會有我們今天的累累果實。 最后還要感謝我的母?！嵵葺p工業(yè)學院輕工職業(yè)學院三年來對我的培養(yǎng)。感謝你們在此此間對我的關懷和幫助，這份幫助使我在這段日子里可以專心于設計，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 結論與展望 搬運機器人在工業(yè)機器人的領域中扮演著非常重要的角色，本次設計的主要目的是圍繞實驗室的建設，設計與實地環(huán)境相符的搬運機器人來實現(xiàn)輸送線出貨臺上的工件到AGV小車上的搬運，從而實現(xiàn)工件的傳送和運輸這一環(huán)節(jié)的自動化操作。PLC就能獲知機器人的搬運基本狀態(tài)。 PLC是要對搬運機器人的執(zhí)行機構進行控制，控制機器人對工件的抓取。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。對于復雜的控制系統(tǒng)，設計梯形圖語言程序和調(diào)試程序比設計和調(diào)試繼電器控制系統(tǒng)所花的時間要少得多。其構成框圖如圖３所示。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．對所選的絲杠進行驗算：　?。?）升降機構 此處機械手的升降機構是采用電機加一級齒輪減速，傳遞動力給滑動絲杠，利用滑動絲杠的大的降速比來完成夾持工件的機械手上下移動，這樣可把電機輸出的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化成絲杠螺母的上下移動，并且整體結構較為簡單。3 搬運機器人的結構設計 驅(qū)動和傳動系統(tǒng)的總體結