【導(dǎo)讀】備，隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大?？焖俚陌l(fā)展的工業(yè)水平不相適應(yīng)。軟件環(huán)境下,建立了機(jī)械手臂的三維實(shí)體建模、虛擬裝配、動(dòng)態(tài)模擬和干涉檢查,本設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)器人采用交流伺服電機(jī)及帶傳動(dòng)的工作。時(shí)也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，降低了生產(chǎn)成本。

　　

【正文】 36296518 原創(chuàng)通過(guò)答辯 五軸機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 打開裝配好的機(jī)器人立柱和機(jī)器人底座進(jìn)行整體裝配。如圖 圖 底座與立柱的裝配 裝配完成后，打開機(jī)器人后臂零件圖進(jìn)行下一步裝配。如圖 圖 調(diào)取 后臂 35 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文 36296518 原創(chuàng)通過(guò)答辯 五軸機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 機(jī)器人后臂裝配完成。如圖 圖 裝配后臂 進(jìn)行機(jī)器人后臂上帶輪的裝配。如圖 圖 裝配帶輪 36 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文 36296518 原創(chuàng)通過(guò)答辯 五軸機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 進(jìn)行對(duì)機(jī)器人前臂控制的電機(jī) 3 的裝配。如圖 圖 裝配電機(jī) 3 電機(jī) 3裝配完成后進(jìn)行對(duì)機(jī)器人后臂控制的電機(jī) 4 裝配。如圖 圖 裝配電機(jī) 4 37 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文 36296518 原創(chuàng)通過(guò)答辯 五軸機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 電機(jī) 4裝 配完成后進(jìn)行對(duì)控制機(jī)器人前臂、后臂控制的帶輪調(diào)取。如圖 圖 調(diào)取帶輪 進(jìn)行帶輪的裝配。如圖 圖 裝配帶輪 38 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文 36296518 原創(chuàng)通過(guò)答辯 五軸機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 帶輪裝配完成后調(diào)取機(jī)器人前臂。如圖 圖 調(diào)取零件 進(jìn)行 機(jī)器人前 臂的裝配 和控制機(jī) 器人手腕 的電機(jī) 的裝配以 及控制機(jī) 器人前臂 的帶輪的裝配。如圖 圖 裝配電機(jī)和帶輪 39 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文 36296518 原創(chuàng)通過(guò)答辯 五軸機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 對(duì)已經(jīng)裝配好 的機(jī)器人手腕部分進(jìn)行裝配。如圖 圖 裝配機(jī)器人手腕 整體 結(jié)構(gòu)安裝 完成后， 對(duì)機(jī)器人 前臂和后 臂上的 帶輪進(jìn)行 傳送帶安 裝。如圖 圖 裝配傳送帶 40 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文 36296518 原創(chuàng)通過(guò)答辯 五軸機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 傳送帶裝配完成后，將機(jī)器人前臂和后臂的端蓋裝配上。如圖 圖 裝配端蓋 進(jìn)行機(jī)器人夾持部分的裝配。如圖 圖 裝配夾持部件 41 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文 36296518 原創(chuàng)通過(guò)答辯 五軸機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿 真 經(jīng)過(guò)以上對(duì)機(jī)器人各個(gè)部分的裝配，整個(gè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)就裝配完成了。接下來(lái) 就是對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真部分的工作了。 通過(guò)軟件所提供的功能，添加運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在所需要的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)上添加電機(jī)，如 圖 添 加關(guān)節(jié)電機(jī)；在右側(cè)設(shè)置電機(jī)變量，如圖 8 電機(jī)設(shè)置；電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 間由下面的設(shè)置時(shí)間進(jìn)度條設(shè)置，如圖 運(yùn)動(dòng)時(shí)間設(shè)置圖；設(shè)計(jì)成功后電機(jī)運(yùn)動(dòng) 仿真的按鈕 ，機(jī)器人通過(guò)開始設(shè)置的限制角度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫根據(jù) 分布設(shè)置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，最終完成仿真運(yùn)動(dòng)。 圖 添加關(guān)節(jié)電機(jī) 42 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文 36296518 原創(chuàng)通過(guò)答辯 五軸機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 電機(jī)設(shè)置 43 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文 36296518 原創(chuàng)通過(guò)答辯 五軸機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 第五章 市場(chǎng)前景 市場(chǎng)分析 近幾年來(lái)，機(jī)器人及機(jī)械手的開發(fā)研制取得了顯著的進(jìn)展，并朝著商用化的道 路迅速邁進(jìn) 。據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)盟（ IFR）的市場(chǎng)調(diào) 查資料顯示，去年全球機(jī)器人的 銷售規(guī)模為 萬(wàn)臺(tái)，到 2020 年，銷量規(guī)模將 上升到 16 萬(wàn)臺(tái)，以年均 25％的速 度遞增。 隨著中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、工業(yè)自動(dòng)化水平的提升，中國(guó)機(jī) 器人市場(chǎng)潛力日益 增大，到 2020 年，中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)容量將達(dá)十幾萬(wàn)臺(tái)（套）。汽車制造、工程機(jī)械 及電機(jī)、電子等行業(yè)的企業(yè)是中國(guó)今后對(duì)機(jī)器人需求最大的部門，其中所需機(jī)器人 的品種以點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、裝配、搬運(yùn)、沖壓等為主。另外，在工業(yè)機(jī)器人的需 求上，中國(guó)將同國(guó)際市場(chǎng)需求趨勢(shì)基本一致，即以機(jī)器人化的生產(chǎn)系統(tǒng)取代單臺(tái)機(jī) 器人。 據(jù)悉，中國(guó) 目前工業(yè)機(jī)器人擁有量約為 3500 臺(tái)，其中國(guó)產(chǎn)的占五分之一，其 余則是從日 本、美國(guó)、瑞典、俄羅斯等 40 多個(gè)國(guó) 家引進(jìn)的。基于這種原因，中國(guó) 對(duì)機(jī)器人的 市場(chǎng)需求越來(lái) 越大?！熬盼濉逼陂g（ 1996 年至 2020 年）中國(guó)工業(yè)機(jī)器 人的需求量就以每年 30％以上的速度增長(zhǎng)。 中國(guó)加入世貿(mào)組織后，客觀上也迫使國(guó)內(nèi)企業(yè)加快技術(shù)發(fā)展步伐，以提高企業(yè) 自動(dòng)化水平， 增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。專家預(yù)測(cè)，中國(guó)機(jī)器人 2 005 年擁有量將增至 7600 臺(tái)，到 201 0 年擁有量將達(dá)到 17300 臺(tái)，其市場(chǎng)容量將更大。使用機(jī)械手夾持機(jī)構(gòu) 夾持焊槍，并采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，次品減少，產(chǎn)品一致性 好，并且可以改善工作條件和環(huán)境，將工人從原來(lái)的繁重體力勞動(dòng)中、惡劣的工作 環(huán)境中解脫出來(lái) 。另外，采用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)節(jié)拍，生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間增加。由于 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度快，可以大大提高空程運(yùn)行速度，減少空程時(shí)間，使生產(chǎn)節(jié)拍得以 提高，所以工業(yè)用機(jī)械手的市場(chǎng)應(yīng)用前景非常光明。 現(xiàn)代企業(yè)越來(lái)越注重安全高效生產(chǎn)，尤其在“以人為本”的今天，機(jī)械人的應(yīng) 用也將受到越來(lái)越多企業(yè)的關(guān)注和接受，我們相信，我們的機(jī)械人產(chǎn)品具有廣闊的 市場(chǎng)前景和良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。 44 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文 36296518 原創(chuàng)通過(guò)答辯 五軸機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 第六章 總結(jié)與展望 總結(jié) 隨著工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的深度和廣度， 以及機(jī)器人智能水平的 提高，工業(yè)機(jī) 器人已在眾多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。自從 20 世紀(jì) 60 年代初人類創(chuàng)造了第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器 人以后，工 業(yè)機(jī)器人就顯示出它極大的生命力，在短 短 50 年的時(shí)間中，工業(yè)機(jī)器 人技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。目前，工業(yè)機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于汽車及汽車零部件制造 業(yè)、機(jī)械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造 業(yè)等領(lǐng)域中。在工業(yè)生產(chǎn)中，弧焊機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、分配機(jī)器人、裝配機(jī)器人、 噴漆機(jī)器人及搬運(yùn)機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人都已被大量采用。其標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、網(wǎng)絡(luò) 化和智能化的程度越來(lái)越高，功能也越來(lái)越強(qiáng) ，正在向著成套技術(shù)和裝備的方向發(fā) 展。本文利用 solidworks 軟件對(duì)五軸機(jī)器人進(jìn)行了三維建模，并對(duì)機(jī)器人的裝配和 模擬運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了仿真研究。主要完成了以下幾個(gè)任務(wù)： （ 1）五軸機(jī)器人的外形設(shè)計(jì) （ 2）五軸機(jī)器人關(guān)節(jié)臂的設(shè)計(jì) （ 3）電機(jī)選型及運(yùn)動(dòng)仿真 在機(jī)器人的研究過(guò)程中實(shí)驗(yàn)和仿真是了解它的有效途徑。本文通過(guò)五軸機(jī)器人 的理論研究，將機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過(guò)程表現(xiàn)出來(lái)，研究人員能直觀的了解機(jī)器人的功能， 為實(shí)際檢測(cè)工作提供了理論基礎(chǔ)。 展望 本設(shè)計(jì)中五軸機(jī)器人的設(shè)計(jì)有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)是本設(shè)計(jì)的 結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)、裝 配簡(jiǎn)單，成本較低。適合用于小型加工臺(tái)和小規(guī)模小批量零件的生產(chǎn)加工工作。今 后進(jìn)一步的研究方向主要在提高精度方面，其研究空間也是很大的，例如，在傳動(dòng) 方面， ,可以選擇精度更高的滾珠絲杠傳動(dòng)，在電機(jī)控制方面選用 plc 控制系統(tǒng)，使 機(jī)械動(dòng)作精 度更高。在手抓方面可以改用吸附式手 抓，吸附式手抓是靠吸附力 (如 吸盤內(nèi)形成 負(fù)壓或產(chǎn)生電磁力 )吸附物件，對(duì)于輕 小片狀零件、光滑薄板材料、導(dǎo) 磁性的零件和帶孔的盤類零件都有著很好的抓舉能力，對(duì)機(jī)器人的抓舉工作有更好 的幫助。 45 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文 36296518 原創(chuàng)通過(guò)答辯 五軸機(jī)器人主體 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 參考文獻(xiàn) ［ 1］潘麗霞 .論工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展與應(yīng)用 [J].山西科技 ,2020,25(3):2223. ［ 2］畢勝 .國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀 [J].機(jī)械工程師， 2020， (7):57. ［ 3］姚志良 .我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的幾點(diǎn)思考 [J].機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用， 2020,(3):2829. ［ 4］金茂菁，曲忠萍，張桂華 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