【文章內(nèi)容簡介】 9mm 滾珠直徑 d0 3969mm 滾道半徑 R 偏心距 e 絲杠內(nèi)徑 ≤ 27 mm 24000 N 1880 N 螺旋導(dǎo)程角 γ arctan arctan 3o38′ 螺桿不長無需驗算穩(wěn)定性 C 剛度驗算 按最不利情況考慮即在螺距 導(dǎo)程 內(nèi)受軸向力引起的彈性變形與受轉(zhuǎn)矩引起彈性變形方向一致此時變形量為最大計算公式為 式中 T1 tan γ 1000tan 1321 Nmm 磨擦系數(shù) f 0025 當(dāng)量磨擦角 剪切彈性模量 G 833 Nmm2 所以 00387 μm 其中危險截面 3576E 206 每米螺桿長度上的螺矩的彈性變形 66 m p 15m 因為滾球絲桿精度要求為 3 級精度由表 158 查得 p 15m 所以其剛度滿足要求 D 計算效率 η 0960 96 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 1000 采用多級或復(fù)波式傳動時傳動比可以更大 這種傳動同時嚙合的齒數(shù)多可達總齒數(shù)的 30～ 40 故承載能力大 運動誤差小無沖擊齒的磨損小傳動精度高傳動平穩(wěn) 效率高減速傳動下一般可達 07～ 09 結(jié)構(gòu)簡單零件少重量輕在承載能力和傳動比相同的條件下比一般齒輪減速器的體積和重量約減少 12～ 13 缺點是起動力矩大柔輪易疲勞損壞故柔輪的材料和熱處理條件要求高傳動比小于 35 時不能采用諧波傳動 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 本設(shè)計中的諧波齒輪采用帶杯形柔輪的諧波傳動組合件它是由三個基本構(gòu)件構(gòu)成的帶凸緣的環(huán)形剛輪杯形的柔輪和柔性軸承橢圓盤構(gòu)成的波發(fā)生器 型號 XB180100233 機型號 100 既柔輪的公稱內(nèi)徑為 80mm 減速比 100 三大件訂貨 精度等級最大空回小于 3 分角最大傳動誤差小于 3 分角 聯(lián)軸器的選擇 該機構(gòu)利用錐環(huán)對之間的磨擦實現(xiàn)與轂之間的無間隙連接傳遞轉(zhuǎn)矩且可任意調(diào)節(jié)兩面聯(lián)接件之間的角度位置通過選擇所用錐環(huán)的對數(shù)可傳遞不同 大小的轉(zhuǎn)矩圖 212 所示為采用錐環(huán)錐環(huán)夾緊環(huán)無鍵消隙聯(lián)軸器可使動力傳遞沒有反向間隙螺釘 5通過壓圈 3施加軸向力時由于錐環(huán)之間的楔緊作用內(nèi)外環(huán) 2分別產(chǎn)生徑向彈性變形消除軸 4與套筒 1之間的配合間隙并產(chǎn)生接觸壓力通過磨擦傳遞轉(zhuǎn)矩而且套筒 1 與軸 4 之間的角度位置可以任意調(diào)節(jié) 這種聯(lián)軸器定心性好承載能力高傳遞功率大轉(zhuǎn)速高使用壽命長具有過載保護能力能在受振動和沖擊載荷等惡劣環(huán)境下連續(xù)工作安裝使用和維護方便作用于系統(tǒng)中的載荷小噪聲低 1 套筒 2 內(nèi)外環(huán) 3 壓圈 4 軸 5 螺栓 圖 312 消隙聯(lián)軸器 第四章 工業(yè)機器人的計算機控制系統(tǒng)概述 41 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的特點及對控制功能的基本要求 工業(yè)機器人具有多個自由度每個自由度一般包括一個伺服機構(gòu)它們必須協(xié)調(diào)起來組成一個多變量控制系統(tǒng)這種多變量的控制系統(tǒng)一般要用計算機來實現(xiàn)因此機器人控制系統(tǒng)也是一個計算機控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的功能是控制機器人操作機的運動和操作以滿足作業(yè)的要求在作業(yè)中機器人的工作任務(wù)是要求操作機的末端執(zhí)行器按點位或軌跡運動并保持設(shè)定的姿態(tài)在運動中或在規(guī)定的某點位執(zhí)行作業(yè)規(guī)定的操作對工業(yè)機器人的控制功能大致有如下的基本要求和特 點 A 實現(xiàn)對位姿速度加速度等的控制功能 在機器人的各類作業(yè)中運動和控制方式主要有兩種 1點位控制方式 PTP控制 這種控制方式考慮到末端執(zhí)行器在運動過程中只在某些規(guī)定的點上進行操作因此只要求末端執(zhí)行器在目標點處保證準確的位姿以滿足作業(yè)質(zhì)量要求而對達到目標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點保持末端執(zhí)行器準確的位姿的作業(yè)中 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)的運動這種連續(xù)軌跡運動可看成是若干密集軌跡曲線若設(shè)定的點足夠密就能用點位控制的方法實現(xiàn)所需精度的連續(xù)軌跡運動 B 存儲和示教功能 要使機器人具有完成預(yù)定作業(yè)的功能須先將要完成的作業(yè)示教給機器人這個操作過程稱為示教將示教內(nèi)容記錄下來稱為存儲使工業(yè)機器人按照存儲的示教內(nèi)容進行動作稱為再現(xiàn)所以工業(yè)機器人的動作是通過示教存儲再現(xiàn)的過程實現(xiàn)的 C 對外部環(huán)境的檢測和感覺功能 42 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 IBMPC80C51 系列 CPU 第一級機擔(dān)負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第二級機負責(zé)位置伺服控制軟件的計算位置檢測等工作根據(jù)插補算出的各關(guān)節(jié)位置增量做位置給定 一級機與示教盒通訊采用串行 RS232 接口既接收示教盒信息完成示教動作又向示教盒發(fā)送信息顯示示教情況還可以連接軟驅(qū) CRT 終端 二級機接口電路將計算機輸出數(shù)字量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量驅(qū)動伺服控制系統(tǒng)選用速度單元伺服電機及光電編碼盤等伺服調(diào)速系統(tǒng) 41 機器人控制系統(tǒng)框圖 43 硬件電路的組成 圖 31是采用 MCS51系列單片機組成的控制系統(tǒng)硬件電路原理圖電路的組成如下 主從 CPU 都采用 8031 芯片 主從 CPU 各擴展程序存儲器 27256 一片擴展數(shù)據(jù)存儲器 62256 一片 主 CPU 擴展可編程串行通信接口芯片 8251A 一片可編程多功能接口芯片8155 一片電平轉(zhuǎn)換芯片 232 一片 從 CPU擴展可編程多功能接口芯片 8155六片 DA轉(zhuǎn)換器 DAC0832六片運算放大器μ A741 六片 PWM 功率放大器六片光電編碼器六片 地址鎖存器譯碼器各兩片 鍵盤電路顯示電路 光電編碼電路功率放大電路 報 警電路暫停急停電路復(fù)位電路 第五章 工業(yè)機器人運行時應(yīng)采取的安全措施 有些國家已經(jīng)頒布了關(guān)于機器人的安全法規(guī)和相應(yīng)的規(guī)程國際標準化協(xié)會也有業(yè)機器人安全規(guī)范 ISOTC184SC2WG3DP10218 在工業(yè)機器人的生產(chǎn)廠家有嚴格的管理規(guī)定和詳盡的技術(shù)保障體系 在機器人應(yīng)用工程中要參照有關(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發(fā)生機器人傷人或其它事故 51 安全要求 工業(yè)機器人能代替人在危險有害的環(huán)境中作業(yè)但又給人另一種危險即機 器人傷人事故這是工業(yè)機器人安全管理的最為重要的一 條原則此外除了通用的工業(yè)安全規(guī)程外還要注意工業(yè)機器人的特殊性采取相應(yīng)可靠的對策 對工業(yè)機器人應(yīng)用工程的安全要求有如下幾條 必須為工業(yè)機器人和周邊設(shè)備安裝安全護欄以防止人靠近而造成傷害工業(yè)機器人的動作范圍不能超越護欄 在護欄出入口的門上必須設(shè)置插拔式電接點點開關(guān)其插座有導(dǎo)線與控制系統(tǒng)的電路連接只有拔下開關(guān)的插頭才能打開對應(yīng)的門這時工業(yè)機器人及周邊設(shè)備停止運轉(zhuǎn)并且將工業(yè)機器人鎖定在示教模式 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)機器人和有關(guān)的設(shè)備立即停止運轉(zhuǎn) 在人機結(jié)合部設(shè)置傳感器當(dāng)操作者在此處上 下料或裝卡工作時控制系統(tǒng)要有相應(yīng)的安全對策 在生產(chǎn)設(shè)備旁邊的顯著位置用大型指示燈箱表示生產(chǎn)系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)如運轉(zhuǎn)調(diào)試停止等 設(shè)置工業(yè)機器人的作業(yè)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態(tài) 示教作業(yè)時應(yīng)降低工業(yè)機器人的運動速度并且要另有一人專門監(jiān)護一但發(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)備的安全性為此生產(chǎn)廠家在工業(yè)機器人及控制系統(tǒng)的軟硬件方面應(yīng)盡可能地增加有關(guān)功能以確保安全例如用軟極限的功能可 設(shè)定工業(yè)機器人操作機本體的實際動作小于標稱最大動作范圍當(dāng)控制點運動到軟極限位置時工業(yè)機器人自動停止并報警不會超越設(shè)定的區(qū)間因此可以將工業(yè)機器人本體的動作限制在實際作業(yè)的領(lǐng)域內(nèi)又如對于弧焊的應(yīng)用生產(chǎn)廠家可提供一種帶有碰撞傳感器的焊槍把持器及焊槍后示教作業(yè)及再現(xiàn)運動時一但焊槍撞上工件或其他物體時工業(yè)機器人將立即停機為了確保工業(yè)機器人應(yīng)用工程中的安全必須實施確保安全要求的具體措施 鳴謝 在這次畢業(yè)設(shè)計中我有很多收獲首先把我?guī)啄陙硭鶎W(xué)的知識做了一次系統(tǒng)的復(fù)習(xí)更深一步了解了所學(xué)的知識培養(yǎng)了我綜合運用所學(xué)知識獨立分析問 題和解決問題的能力也使我學(xué)會怎樣更好的利用圖書館網(wǎng)絡(luò)查找資料和運用資料還使我學(xué)會如何與同學(xué)共同討論問題這對我以后的工作有很大的幫助今后我會在工作中不斷的學(xué)習(xí)努力的提高自己的水平經(jīng)過本次設(shè)計我切實體會到作為一個優(yōu)秀的設(shè)計人員的艱難性在設(shè)計過程中我經(jīng)常遇到各種各樣的問題有的是知識方面的不足導(dǎo)致的有的是設(shè)計經(jīng)驗方面不足導(dǎo)致的這些問題有時使得我束手無措不過在指導(dǎo)老師幫助和自己的努力下終于使得我順利完成了設(shè)計 雖然我的設(shè)計存在很多不足的地方但在這兩個多月的時間里我學(xué)到了很多有用的知識也積累了一定的設(shè)計經(jīng)驗這些對于我即 將要走向社會工作崗位將起到很關(guān)鍵的作用 在此衷心感謝學(xué)校學(xué)院各位老師 4 年來給我的教育和培養(yǎng)特別要感謝李作全老師在我的畢業(yè)設(shè)計期間給予的諸多指導(dǎo) 參考文獻 [1] 吳宗澤羅圣國機械設(shè)計課程設(shè)計手冊第二版 [M]北京高等教育出版社1999 [2]廖念釗莫雨松李碩根楊興駿互換性與技術(shù)測量第四版 [M]北京中國計量出版社 2021 [3]陳錦昌劉就女劉林計算機工程制圖 [M]廣州華南理工大學(xué)出版社 1999 [4]馮辛安黃玉美杜君文機械制造裝備設(shè)計 [M]北京機械工業(yè)出版社 2021 [5]周伯英工業(yè)機器人設(shè)計 [M]北京機械工 業(yè)出版社 1995 [6]濮良貴紀名剛機械設(shè)計 [M]北京高等教育出版社 1995 [7]龔振幫機器人機械設(shè)計 [M]北京電子工業(yè)出版社 1995 [8] 何立民單片機高級教程應(yīng)用與設(shè)計北京北京航空航天大學(xué)出版社 2021外文翻譯 外文原文資料 Robots First I explain the background robots robot technology development It should be said it is a mon scientific and technological development of a prehensive results for the socioeconomic development of a significant impact on a science and technology It attributed the development of all countries in the Second World War to strengthen the economic input on strengthening the countrys economic development But they also demand the development of the productive forces the inevitable result of human development itself is the inevitable result then with the development of humanity people constantly discuss the natural process in understanding and reconstructing the natural process people need to be able to liberate a slave So this is the slave people to be able to replace the plex and engaged in heavy manual labor People do not realize right up to the worlds understanding and transformation of this technology as well as people in the development process of an objective need Robots are three stages of development in other words we are accustomed to regarding robots are divided into three categories is a firstgeneration robots also known as teachtype ro