【導讀】備，隨著科學與技術的發(fā)展，工業(yè)機器人的應用領域也在不斷擴大?？焖俚陌l(fā)展的工業(yè)水平不相適應。軟件環(huán)境下,建立了機械手臂的三維實體建模、虛擬裝配、動態(tài)模擬和干涉檢查,本設計的工業(yè)機器人采用交流伺服電機及帶傳動的工作。時也簡化了生產工藝，降低了生產成本。

　　

【正文】 圖 裝配電機 4 37 五軸機器人主體結構設計及運動仿真 電機 4裝配完成后進行 對控制機器人前臂、后臂控制的帶輪調取。如圖 圖 調取帶輪 進行帶輪的裝配。如圖 圖 裝配帶輪 38 五軸機器人主體結構設計及運動仿真 帶輪裝配完成后調取機器人前臂。如圖 圖 調取零件 進行機器人前臂的裝配和控制機器人手腕的電機的裝配以及控制機器人前臂 的帶輪的裝配。如圖 圖 裝配電機和帶輪 39 五軸機器人主體結構設計及運動仿真 對已經裝配好的機器人手腕部分進行裝配。如圖 圖 裝配機器人手腕 整體結構安裝完成后，對機器人前臂和后臂上的帶輪進行傳送帶安裝。如圖 圖 裝配傳送帶 40 五軸機器人主體結構設計及運動 仿真 傳送帶裝配完成后，將機器人前臂和后臂的端蓋裝配上。如圖 圖 裝配端蓋 進行機器人夾持部分的裝配。如圖 圖 裝配夾持部件 41 五軸機器人主體結構設計及運動仿真 經過以上對機器人各個部分的裝配，整個機器人的結構就裝配完成了。接下來 就是對機器人運動仿真部分的工作了。 通過軟件所提供的功能，添加運動機構， 在所需要的運動關節(jié)上添加電機，如 圖 ；在右側設置電機變量，如圖 電機設置；電機的轉動時 間由下面的設置時間進度條設置，如圖 ；設計成功后電機運動 仿真的按鈕 ，機器人通過開始設置的限制角度進行運動，運動動畫根據 分布設置進行運動，最終完成仿真運動。 圖 添加關節(jié)電機 42 五軸機器人主體結構設計及運動仿真 電機設置 43 五軸機器人主體結構設計及運動仿真 第五章 市場前景 市場分析 近幾年來，機器人及機械手的開發(fā)研制取得了顯著的進展，并朝著商用化的道 路迅速邁進。據國際機器人聯盟（ IFR）的市場調查資料顯示，去年全球機器人的 銷售規(guī)模為 萬臺，到 20xx 年，銷量規(guī)模將 上升到 16 萬臺，以年均 25％的速 度遞增。 隨著中國國民經濟的 發(fā)展、工業(yè)自動化水平的提升，中國機器人市場潛力日益 增大，到 20xx 年，中國機器人市場容量將達十幾萬臺（套）。汽車制造、工程機械 及電機、電子等行業(yè)的企業(yè)是中國今后對機器人需求最大的部門，其中所需機器人 的品種以點焊、弧焊、噴漆、裝配、搬運、沖壓等為主。另外，在工業(yè)機器人的需 求上，中國將同國際市場需求趨勢基本一致，即以機器人化的生產系統(tǒng)取代單臺機 器人。 據悉，中國目前工業(yè)機器人擁有量約為 3500 臺，其中國產的占五分之一，其 余則是從日本、美國、瑞典、俄羅斯等 40 多個國家引進的?；谶@種原因，中國 對機器人的市場需求越來越大。 “九五 ”期間（ 1996 年至 20xx 年）中國工業(yè)機器 人的需求量就以每年 30％以上的速度增長。 中國加入世貿組織后，客觀上也迫使國內企業(yè)加快技術發(fā)展步伐，以提高企業(yè) 自動化水平，增強國際競爭力。專家預測，中國機器人 20xx 年擁有量將增至 7600 臺，到 20xx 年擁有量將達到 17300 臺，其市場容量將更大。使用機械手夾持機構 夾持焊槍，并采用自動控制系統(tǒng)，可以保證產品質量穩(wěn)定，次品減少，產品一致性 好，并且可以改善工作條件和環(huán)境，將工人從原來的繁重體力勞動中、惡劣的工作 環(huán) 境中解脫出來。另外，采用機械手可以提高生產節(jié)拍，生產運轉時間增加。由于 機器人運動速度快，可以大大提高空程運行速度，減少空程時間，使生產節(jié)拍得以 提高，所以工業(yè)用機械手的市場應用前景非常光明。 現代企業(yè)越來越注重安全高效生產，尤其在 “以人為本 ”的今天，機械人的應 用也將受到越來越多企業(yè)的關注和接受，我們相信，我們的機械人產品具有廣闊的 市場前景和良好的經濟、社會效益。 44 五軸機器人主體結構設計及運動仿真 第六章 總結與展望 隨著工業(yè)機器人發(fā)展的深度和廣度 ， 以及機器人智能水平的提高，工業(yè)機 器人已在眾多領域得到了應用。自從 20 世紀 60 年代初人類創(chuàng)造了第一臺工業(yè)機器 人以后，工業(yè)機器人就顯示出它極大的生命力，在短短 50 年的時間中，工業(yè)機器 人技術得到了迅速的發(fā)展。目前，工業(yè)機器人已廣泛應用于汽車及汽車零部件制造 業(yè)、機械加工行業(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)等領域中。在工業(yè)生產中，弧焊機器人、點焊機器人、分配機器人、裝配機器人、 噴漆機器人及搬運機器人等工業(yè)機器人都已被大量采用。其標準化、模塊化、網絡 化和智能化的程度越來 越高，功能也越來越強，正在向著成套技術和裝備的方向發(fā) 展。本文利用 solidworks軟件對五軸機器人進行了三維建模，并對機器人的裝配和 模擬運動進行了仿真研究。主要完成了以下幾個任務： （ 1）五軸機器人的外形設計 （ 2）五軸機器人關節(jié)臂的設計 （ 3）電機選型及運動仿真 在機器人的研究過程中實驗和仿真是了解它的有效途徑。本文通過五軸機器人 的理論研究，將機器人的運動過程表現出來，研究人員能直觀的了解機器人的功能， 為實際檢測工作提供了理論基礎。 本設計中五軸機器人的設計有優(yōu)點也有缺點，優(yōu)點 是本設計的結構、傳動、裝 配簡單，成本較低。適合用于小型加工臺和小規(guī)模小批量零件的生產加工工作。今 后進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 方面， ,可以選擇精度更高的滾珠絲杠傳動，在電機控制方面選用 plc控制系統(tǒng)，使 機械動作精度更高。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 吸盤內形成負壓或產生電磁力 )吸附物件，對于輕小片狀零件、光滑薄板材料、導 磁性的零件和帶孔的盤類零件都有著很好的抓舉能力，對機器人的抓舉工作有更好 的幫助。 45 五軸機器人主體結構設計及運動仿真 參考文獻 ［ 1］潘麗霞 .論工業(yè)機器人的發(fā)展與應用 [J].山西科技 ,20xx,25(3):2223. ［ 2］畢勝 .國內外工業(yè)機器人的發(fā)展現狀 [J].機械工程師， 20xx， (7):57. ［ 3］姚志良 .我國工業(yè)機器人發(fā)展的幾點思考 [J].機器人技術與應用， 20xx,(3):2829. ［ 4］金茂菁，曲忠萍，張桂華 .世紀之交國內外工業(yè)機器人發(fā)展現狀及趨勢 [J].國內外機電一體 化技術， 20xx,4(2):1215. ［ 5］中國工業(yè)機器人發(fā)展訪談 [J].機器 人技術與應用， 20xx,(5):16. ［ 6］工業(yè)機器人發(fā)展現狀淺談 [J].北京 :自動化博覽， 20xx,24(2):5455. ［ 7］馬秀峰 . 機器人機構學 [M ] . 北京 : 機械工業(yè)出版社 ,1989. ［ 8］楊紅梅等 . 在機械加工中多關節(jié)機器人手臂與工件干涉問題的研究 [J] .遼寧工學院學報 , 1998, ( 5) .： 5863. ［ 9］李守軍，陳穎．西門子 CP340 模塊在天津城市供水過程中的應用［ J］．水電自動化與大 壩監(jiān)測， 20xx， 30（ 2）： 75－ 77． ［ 10］ 孫海維． SIMATIC 可編程控制器及應用［ M］．北京：機械工業(yè)出版社， 20xx． ［ 11］ 滿永奎．通用變頻器及其應用［ M］，北京：機械工業(yè)出版社， 1995． ［ 12］喻偉闖． 基于 PLC 的三自由度機械手控制系統(tǒng)設計與實現［ J］ ． 現代電子技術， 20xx （ 11）： 155－ 157． ［ 13］姜曉勇， 倪敬， 張蕓， 等． 多自由度火車車輪生產機械手設計［ J］ ． 機電工程， 20xx （ 12）： 89－ 91． ［ 14］呂景泉． 自動化生產線安裝與調試［ M］ ． 北京： 中國鐵道出版社， 20xx． ［ 15］張同蘇．亞龍培訓指導書［ Z］ ． 亞龍科技集團有限公司， 20xx． ［ 16］霍偉 . 機器人動力學與控制 [M ]. 高等教育出版社 , 20xx ［ 17］姜哲 , 金奕江等譯 . 人工智能一種現代方法 (第二版 ) [M]. 人民郵電出版社 , 20xx ［ 18］侯國柱 , 孔慶忠 . 一關節(jié)型機械臂運動學分析及雅可比矩陣求解 [J]. 寧夏工程技術 , 20xx, 47 五軸機器人主體結構設計及運動仿真 6 ( 1): 14 ~ 17 ［ 19］ Lu GM, Sun L N, Zhang B. K inema tics analys is of the DOF rehabilitant mechanical arm[ J]. Journal of Harbin Institute of Technology ( New Series), 20xx, 38( 5): 698~ 701 ［ 20］ Xie J, Qiang W Y. Inverse kinematics problem for DOF space manipulator based on the they of screws [ A ]. Proceedings of the 20xx IEEE International Conference on Robotics and Biao mime tics [ C], Sanya. 20xx: 1659~ 1663 ［ 21］ Bilge G, et al. Mechanical and electrical design of a four wheel drive, four wheel steer mobile manipulator with PA210 arm[ J ].Institute of Electrical and Electronics Engineers Computer Society, 20xx, 2: 1777~ 1782 ［ 22］ Danevit J, Harte berg R S. A kinematic notation for lower pair chains based on matrices [ J]. A SM E Journal of App lied Mechanics, 1995, 22: 215~ 221 48畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確