【正文】 正是因?yàn)橛辛四銈兊膸椭抛屛也粌H學(xué)到了本次課題所涉及的新知識(shí)，更讓我得到了知識(shí)以外的東西，就是團(tuán)結(jié)和友誼。各個(gè)部分的分布如圖 45所示： 單元號(hào)設(shè)置開(kāi)關(guān) 單元號(hào)的設(shè)置確定了 CPU 單元專用 I/O 單元區(qū)的那些字分給 MC 單元。 交流伺服系統(tǒng)由交流伺服電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器組成，它已經(jīng)成為無(wú)刷直流伺服系統(tǒng)的代替品?？刂葡到y(tǒng)使被控機(jī)械實(shí)現(xiàn)精確的位置控制、速度控制、加速度控制 、轉(zhuǎn)矩或力的控制，以及這些被空機(jī)械量的精確綜合控制。同時(shí)考慮滑動(dòng)絲杠的原因也是利用了滑動(dòng)絲杠的反向自鎖的特性，從而 實(shí)現(xiàn)了斷電保護(hù)。 （ 3）過(guò)載能力不同 不僅電機(jī)一般不具有過(guò)載能力，交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力而步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆](méi)有這種過(guò)載能力，為了克服啟動(dòng)時(shí)較大的慣性力矩，往往要選取具有較大靜轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，而機(jī) 器人正常工作時(shí)又不需要這麼大的轉(zhuǎn)矩，所以便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。同時(shí)選擇單頭的滑動(dòng)絲杠具有很好的自鎖性能，從而在系統(tǒng)突然斷電的情況下，不致使此自由度方向上發(fā)生運(yùn)動(dòng)，從而保證了結(jié)構(gòu)的安全 。 （ 6） 對(duì)環(huán)境的影響 無(wú)。 （ 6）在工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用范圍 適用于重載、低速驅(qū)動(dòng)，電液伺服系統(tǒng)適用于 噴涂機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人和托運(yùn)機(jī)器人。 手指是直接與工件接觸的部件。 2 總體設(shè)計(jì)方案的確定 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述 一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有下列互相作用的部分組成：機(jī)械手、環(huán)境、任務(wù)。 中型機(jī)器人――負(fù)荷為１００－１０００Ｎ。所以這種機(jī)器人結(jié)構(gòu)最適用于空間機(jī)器人、核工業(yè)機(jī)器人等 。度大、精度高的數(shù)控機(jī)床相比，機(jī)器人在工作精度上大為遜色。 工業(yè)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 目前， 工業(yè)機(jī)器人有很大一部分應(yīng)用于制造業(yè)的物流搬運(yùn)中，極大的促進(jìn)物流自動(dòng)化，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，搬運(yùn)機(jī)器人的各方面的性能都得到了很大的改善和提高。 目 錄 摘要 1 緒論 …………… …………………………………………………… 1 工業(yè)機(jī)器人研究的目的和意義 ………………………………… 1 工業(yè)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) …………………… .. 工業(yè)機(jī)器人的分類 本課題研究的主要內(nèi)容 2 總體方案的確定 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述 基本設(shè)計(jì)參數(shù) 工作空間的分析 驅(qū)動(dòng)方 式 傳動(dòng)方式確定 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) 手爪驅(qū)動(dòng)氣缸設(shè)計(jì)計(jì)算 進(jìn)給絲杠的設(shè)計(jì)計(jì)算 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型計(jì)算 手臂強(qiáng)度校核 4 搬運(yùn)機(jī)器人的控制系統(tǒng) 機(jī)器人控制系統(tǒng)分類 控制系統(tǒng)方案分析 機(jī)器人的控制系統(tǒng)方案確定 PLC 及運(yùn)動(dòng)控制單元選型 5 結(jié)論與展望 致謝 1 緒論 工業(yè)機(jī)器人研究的目的和意義 工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。在工業(yè)機(jī)器人逐漸得到推廣和普及工程中，下面三個(gè)方面的技術(shù)進(jìn)步起著非常重要的作用。越來(lái)越多的搬運(yùn)機(jī)器人是采用混合驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)的，這樣能夠更好的發(fā)揮各驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)，避免缺點(diǎn)并在它的控制精度方面和搬運(yùn)效率方面有了很大的提高。另外，在有限空間及有障礙的復(fù)雜環(huán)境中作業(yè)的機(jī)器人 。搬運(yùn)機(jī)器人可安裝同的末端執(zhí)行器以完成各種不同形狀和狀態(tài)的工件搬運(yùn)工作，大大減輕了人類繁重的體力勞動(dòng)。 按機(jī)器人具有的運(yùn)動(dòng)自由度數(shù)分類 機(jī)器人的自由度數(shù)的定義是：操作機(jī)各運(yùn)動(dòng)部件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目之和。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(fù)壓式和電磁式兩種。圖 為初步設(shè)計(jì)的機(jī)械手機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 （只畫出了一半，另一半關(guān)于中心線對(duì)稱）。 （ 4） 結(jié)構(gòu)性能及體積 結(jié)構(gòu)適當(dāng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可標(biāo)準(zhǔn)化、模擬化，以實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)。 傳動(dòng)方案的確定 傳動(dòng)方案分析 ： 1 方案一： 第一、二、自由度均采用伺服電機(jī)加減 速器的結(jié)構(gòu)形式。小臂的驅(qū)動(dòng)電機(jī)考慮到它的重量會(huì)對(duì)大臂造成較大的附加彎矩則把小臂的驅(qū)動(dòng)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(guò)同步齒形帶相連接，保證了小臂回轉(zhuǎn)的精度。 通過(guò)對(duì)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(shì)， 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(tái)的物料搬運(yùn)工作?？紤]到實(shí)際的影響因素，可以估計(jì)出絲杠的真實(shí)負(fù)載約為 F=230N。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)梯 形圖語(yǔ)言程序和調(diào)試程序比設(shè)計(jì)和調(diào)試?yán)^電器控制系統(tǒng)所花的時(shí)間要少得多。 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 。 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(lái)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。 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(lái)對(duì)我的培養(yǎng)。 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(wú)論從選題、開(kāi)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(guò)程中都給予了我悉心指導(dǎo)。通過(guò)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。 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(kāi)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(lái)實(shí)現(xiàn)，大量開(kāi)關(guān)動(dòng)作可以用無(wú)觸電的電子電路來(lái)完成，因此壽命長(zhǎng)，可靠性大大的提高。 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(jiǎn)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。 （ 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(lái)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)。 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)。手抓結(jié)構(gòu) 采用較為簡(jiǎn)單的氣動(dòng)控制直線運(yùn)動(dòng)的手爪。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)： （ 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。 ２ .３．３ 驅(qū)動(dòng)方式 該機(jī)器人一共具有四個(gè)獨(dú)立的傳動(dòng)關(guān)節(jié)，連同末端機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)，一共需要五個(gè)動(dòng)力源。 基座上面是接線盒子，所有電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和反饋信號(hào)都從中出入。 （ 2）根據(jù)工件的負(fù)載情況，工作空間以及各個(gè)運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)形式對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人進(jìn)行整體方案的設(shè)計(jì)： （ 1）對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人的手爪、小臂、大臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制各部分的結(jié)構(gòu)草圖。通常我們