【正文】 正是因為有了你們的幫助，才讓我不僅學(xué)到了本次課題所涉及的新知識，更讓我得到了知識以外的東西，就是團結(jié)和友誼。各個部分的分布如圖 45所示： 單元號設(shè)置開關(guān) 單元號的設(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)由交流伺服電動機和伺服電動機驅(qū)動器組成，它已經(jīng)成為無刷直流伺服系統(tǒng)的代替品?？刂葡到y(tǒng)使被控機械實現(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，以及這些被空機械量的精確綜合控制。同時考慮滑動絲杠的原因也是利用了滑動絲杠的反向自鎖的特性，從而 實現(xiàn)了斷電保護。 （ 3）過載能力不同 不僅電機一般不具有過載能力，交流伺服電機具有較強的過載能力而步進電機因為沒有這種過載能力，為了克服啟動時較大的慣性力矩，往往要選取具有較大靜轉(zhuǎn)矩的電機，而機 器人正常工作時又不需要這麼大的轉(zhuǎn)矩，所以便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象。同時選擇單頭的滑動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)生運動，從而保證了結(jié)構(gòu)的安全 。 （ 6） 對環(huán)境的影響 無。 （ 6）在工業(yè)機器人中應(yīng)用范圍 適用于重載、低速驅(qū)動，電液伺服系統(tǒng)適用于 噴涂機器人、點焊機器人和托運機器人。 手指是直接與工件接觸的部件。 2 總體設(shè)計方案的確定 結(jié)構(gòu)設(shè)計概述 一個機器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有下列互相作用的部分組成：機械手、環(huán)境、任務(wù)。 中型機器人――負(fù)荷為１００－１０００Ｎ。所以這種機器人結(jié)構(gòu)最適用于空間機器人、核工業(yè)機器人等 。度大、精度高的數(shù)控機床相比，機器人在工作精度上大為遜色。 工業(yè)機器人在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 目前， 工業(yè)機器人有很大一部分應(yīng)用于制造業(yè)的物流搬運中，極大的促進物流自動化，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，搬運機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)機器人研究的目的和意義 ………………………………… 1 工業(yè)機器人在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 …………………… .. 工業(yè)機器人的分類 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)計概述 基本設(shè)計參數(shù) 工作空間的分析 驅(qū)動方 式 傳動方式確定 3 搬運機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計 驅(qū)動和傳動系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 手爪驅(qū)動氣缸設(shè)計計算 進給絲杠的設(shè)計計算 驅(qū)動電機的選型計算 手臂強度校核 4 搬運機器人的控制系統(tǒng) 機器人控制系統(tǒng)分類 控制系統(tǒng)方案分析 機器人的控制系統(tǒng)方案確定 PLC 及運動控制單元選型 5 結(jié)論與展望 致謝 1 緒論 工業(yè)機器人研究的目的和意義 工業(yè)機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動化裝備。在工業(yè)機器人逐漸得到推廣和普及工程中，下面三個方面的技術(shù)進步起著非常重要的作用。越來越多的搬運機器人是采用混合驅(qū) 動系統(tǒng)的，這樣能夠更好的發(fā)揮各驅(qū)動方式的優(yōu)點，避免缺點并在它的控制精度方面和搬運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)的機器人 。搬運機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)的工件搬運工作，大大減輕了人類繁重的體力勞動。 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。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)計的機械手機構(gòu)簡圖 （只畫出了一半，另一半關(guān)于中心線對稱）。 （ 4） 結(jié)構(gòu)性能及體積 結(jié)構(gòu)適當(dāng)，執(zhí)行機構(gòu)可標(biāo)準(zhǔn)化、模擬化，以實現(xiàn)直接驅(qū)動。 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(jié)構(gòu)形式。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。 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工作?？紤]到實際的影響因素，可以估計出絲杠的真實負(fù)載約為 F=230N。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。 PLC 是要對搬運機器人的執(zhí)行機構(gòu)進行控制，控制機器人對工件的抓取 。 5 結(jié)論與展望 搬 運機器人在工業(yè)機器人的領(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驗室的建設(shè)，設(shè)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。 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)。 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)。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。 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(fù)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(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。 ４、機器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 機器人控制系統(tǒng)按其控制方式可分為兩類： １）集中控制方式：用一臺計算機實現(xiàn)全部控制功能，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但實時性差，難以擴展，其構(gòu)成框圖如圖所示 ： ２）主從控制方式：采用主、從兩級處 理器實現(xiàn)系統(tǒng)的全部控制功能。 （ 2）傳動裝置 傳動的主要方式是采用交流伺服電機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，以及電機軸承受的附加載荷，從而保護了減速器和電機。 伺服驅(qū)動與步進驅(qū)動的比較 （ 1）低頻特性不同 步進電機在低速是容易出現(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)。手抓結(jié)構(gòu) 采用較為簡單的氣動控制直線運動的手爪。 電機驅(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。 ２ .３．３ 驅(qū)動方式 該機器人一共具有四個獨立的傳動關(guān)節(jié)，連同末端機械手的運動，一共需要五個動力源。 基座上面是接線盒子，所有電機的驅(qū)動信號和反饋信號都從中出入。 （ 2）根據(jù)工件的負(fù)載情況，工作空間以及各個運動的實現(xiàn)形式對搬運機器人進行整體方案的設(shè)計： （ 1）對搬運機器人的手爪、小臂、大臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制各部分的結(jié)構(gòu)草圖。通常我們