【正文】 動異步電機，直流電機步進或伺服電機輸出力矩輸出力矩較大輸出力可較大輸出力矩較小氣體壓力小，輸出力矩小，如需輸出力矩較大，結(jié)構(gòu)尺寸過大液體壓力高，可以獲得較大的輸出力控制性能速度可高，速度和加速度均由機構(gòu)控制，定位精度高，可與主機嚴格同步控制性能較差，慣性大，步易精確定位控制性能好，可精確定位，但控制系統(tǒng)復雜可高速，氣體壓縮性大，阻力效果差，沖擊較嚴重，精確定位較困難，低速步易控制油液壓縮性小，壓力流量均容易控制，可無級調(diào)速，反應靈敏，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制應用范圍適用于自由度少的專用機械手，高速低速均能適用適用于抓取重量大和速度低的專用機械手可用于程序復雜和運動軌跡要求嚴格的小型通用機械手中小型專用通用機械手都有中小型專用通用機械手都有，特別時重型機械手多用由上表可知步進電機應用于驅(qū)動工業(yè)機器人有著許多無可替代的優(yōu)點，如控制性能好，可精確定位，體積較小可用于程序復雜和運動軌跡要求嚴格的小型通用機械手等，下面就對步進電機的型號進行選取。它的有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下表： 表35電機型號相數(shù)步距角/（176。m(Kgfm分配方式質(zhì)量/Kg90BF0014 0．9 80 20008000四相八拍4．5A、傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量計算傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量是一種慣性負載,在電機選用時必須加以考慮。最后，要計算整個傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量，即傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量。對于鋼材，材料密度為,把數(shù)據(jù)代入上式得： （3）、滾珠絲杠轉(zhuǎn)動慣量的折算查《機電綜合設(shè)計指導》表42 P119，㎏?cm2，絲杠長度L＝420mm，所以滾珠絲杠轉(zhuǎn)動慣量：==㎏?cm2； （4）、手臂轉(zhuǎn)動慣量的折算工作臺是移動部件，其移動質(zhì)量折算到滾珠絲杠軸上的轉(zhuǎn)動慣量可按下式進行計算： 見《機電綜合設(shè)計指導》公式（26）P8式中，為絲杠導程（cm）；為工作臺質(zhì)量（kg）。步進電機的名義啟動轉(zhuǎn)矩與最大靜轉(zhuǎn)矩的關(guān)系為： 見《機電綜合設(shè)計指導》公式（229）P32查《機電綜合設(shè)計指導》表212 P35得＝。步進電機所需空載啟動力矩可按下式計算： 見《機電綜合設(shè)計指導》公式（230）P32式中：為空載啟動力矩（N?cm）；為空載啟動時運動部件由靜止升速到最大快進速度，折算到電機軸上的加速力矩（N?cm）；為空載時折算到電機軸上的摩擦力矩（N?cm）； 有關(guān)的各項力矩值計算如下：（1）加速力矩 見《機電綜合設(shè)計指導》公式（232）和（233）P32式中：為傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量；為電機最大角加速度；為與運動部件最大快進速度對應的電機最大轉(zhuǎn)速；t為運動部件從靜止啟動加速到最大快進速度所需的時間，為運動部件最大快進速度；為初選步進電機的步距角；為脈沖當量。（3）、附加摩擦力矩 見《機電綜合設(shè)計指導》公式（235）P35式中：為滾珠絲杠預緊力；為滾珠絲杠未預緊時的傳動效率，現(xiàn)取＝。C、啟動矩頻特性校核步進電機啟動有突跳啟動和升速啟動。升速啟動是步進電機從靜止狀態(tài)開始逐漸升速，在零時刻，啟動頻率為零。啟動結(jié)束時，步進電機達到了最高運行速度。查《機電綜合設(shè)計指導》表211 P34，步進電機150BF002啟動頻率，所以所選電機不會丟步。算得。算得：。綜上所述，所選用的步進電機90BF001符合要求，可以使用。 b、絲杠下部裝有圓錐滾子軸承，型號為30204， 它的有關(guān)參數(shù)如下：軸承代號 基本額定 極限轉(zhuǎn)速 r/min動載荷Ca /KN靜載荷C0a /KN 脂潤滑油潤滑 30204800010000 工業(yè)機器人的機械傳動裝置的選擇 滾珠絲杠的選擇估算：等效載荷 Fm = 1000 N , 絲桿有效行程420 mm , 等效轉(zhuǎn)速 nm = 1500 r/min , 要求使用壽命Lh = 15000 h 左右，工作溫度低于100℃，可靠度95%，精度為3級精度。 = 40 mm , =8 mm , =4 mm , d = 39mm，滾珠直徑d0= 滾道半徑 R= 偏心距 e==絲杠內(nèi)徑 ≤27 mm , =24000 N , =1880 N 螺旋導程角 γ = arctan = arctan = 3186。 C、剛度驗算 按最不利情況考慮，即在螺距(導程)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 ND、計算效率 η= = = = 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：a、 傳動比大。采用多級或復波式傳動時，傳動比可以更大。故承載能力大。d、 效率高（減速傳動下，～），結(jié)構(gòu)簡單，零件少，重量輕。e、 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。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。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。通過選擇所用錐環(huán)的對數(shù)，可傳遞不同大小的轉(zhuǎn)矩。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)。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 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)。因此，機器人控制系統(tǒng)也是一個計算機控制系統(tǒng)。在作業(yè)中機器人的工作任務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)。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。 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。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)相應的運動。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。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)。C、對外部環(huán)境的檢測和感覺功能。第一級機擔負管理，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。 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。 二級機接口電路將計算機輸出數(shù)字量轉(zhuǎn)換成相應的模擬量，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)。電路的組成如下：i. 主從CPU都采用8031芯片；ii. 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；iii. 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MAX232一片；iv. 從CPU擴展可編程多功能接口芯片8155六片；D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832六片；運算放大器μA741六片；PWM功率放大器六片；光電編碼器六片；v. 地址鎖存器、譯碼器各兩片；vi. 鍵盤電路，顯示電路；vii. 光電編碼電路，功率放大電路；viii. 報警電路，暫停、急停電路，復位電路； 第五章 工業(yè)機器人運行時應采取的安全措施 有些國家已經(jīng)頒布了關(guān)于機器人的安全法規(guī)和相應的規(guī)程,國際標準化協(xié)會也有業(yè)機器人安全規(guī)范(ISO/TC184/SC2/WG3DP10218)。 在機器人應用工程中，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。但又給人另一種危險，即機器人傷人事故。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，采取相應可靠的對策。工業(yè)機器人的動作范圍不能超越護欄。只有拔下開關(guān)的插頭，才能打開對應的門。c、 在距操作者的地方設(shè)置緊急停止開關(guān)。d、 在人機結(jié)合部設(shè)置傳感器。e、 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)的當前狀態(tài)。f、 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)。 實施方法在工業(yè)機器人應用工程中，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。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。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)。為了確保工業(yè)機器人應用工程中的安全，必須實施確保安全要求的具體措施。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習,努力的提高自己的水平。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致的，有的是設(shè)計經(jīng)驗方面不足導致的。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。參考文獻[1] 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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 country39。s 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 robot, it is through a puter, to control over one of a mechanical degrees of freedom Through teaching and information stored procedures, working hours to read out information, and then issued a directive so the robot can repeat according to the people at that time said the results show this kind of movement again, For example, the car spot welding robots, only to put this spot welding process, after teaching, and it is always a repeat of a work It has the external environment