具有空间运动能力的产品输送机械手的机械结构设计论文[带图纸].doc

西安文理学院机械电子工程系本科毕业设计（论文）题目具有空间运动能力的产品输送机机械手的机械结构设计专业班级08级机电（2）班学号08102080216学生姓名张耐指导教师李润设计所在单位西安文理学院2012年5月工业机器人摘要在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。本文将设计一台三自由度的工业机器人，用于给输送产品。首先，本文将设计机器人的机械手爪、手臂、腰部和基座的设计，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的驱动控制系统，包括驱动方式和电机的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。关键词：机器人，示教编程，伺服，制动INDUSTRIALROBOTSAbstractInthemodernlarge-scalemanufacturingindustry,enterprisespaymoreattentionontheautomationdegreeoftheproductionprocessinordertoenhancetheproductionefficiency,andguaranteetheproductquality.Asanimportantpartoftheautomationproductionline,industrialrobotsaregraduallyapprovedandadoptedbyenterprises.Thetechniquelevelandtheapplicationdegreeofindustrialrobotsreflectthenationalleveloftheindustrialautomationtosomeextent,currently,industrialrobotsmainlyundertakethejopsofwelding,spraying,transportingandstowingetc.,whichareusuallydonerepeatedlyandtakehighworkstrength,andmostoftheserobotsworkinplaybackway.InthispaperIwilldesignanindustrialrobotwithfourdofs,whichisusedtocarrymaterialforapunch.FirstIwilldesignthestructureofthebase,thebigarm,thesmallarmandtheendmanipulatoroftherobot,thenchooseproperdrivemethodandtransmissionmethod,buildingthemechanicalstructureoftherobot.Onthisfoundation,Iwilldesignthecontrolsystemoftherobot,includingchoosingDAQcard,servocontrol,feedbackmethodanddesigningelectriccircuitoftheterminalcardandcontrolsoftware.Greatattentionwillbepaidonthereliabilityofthecontrolsoftwareandtherobotsafetyduringrunning.Theaimstorealizefinallyinclude:servocontrolandbrakeofthejoint,monitoringthemovementofeachjointinrealtime,playbackprogrammingandmodifyingtheprogramonline,settingreferencepointandreturningtoreferencepoint.KEYWORDS:robot,playback,servocontrol,brake西安文理学院本科设计（论文）第2页目录1绪论（1）1.1工业机器人简介（1）1.2工业机器人的发展（3）1.3课题的提出、意义及主要任务（4）2工业机器人的总体设计（5）2.1工业机器人的组成及各部分关系概述（5）2.1.1执行系统（5）2.1.2驱动系统（5）2.1.3控制系统（6）2.1.4检测系统（6）2.2工业机器人的设计分析（6）2.2.1设计要求（6）2.2.2工业机器人主要技术参数（7）2.3机器人的运动概述（7）2.3.1工业机器人的运动自由度（8）2.3.2机器人的工作空间和机械结构类型（8）2.3.3机器人的运动过程分析（9）2.4原理方案的拟定（9）2.4.1原理方案的选择（9）2.4.2原理方案的确定（10）3工业机器人机械子系统的设计（11）3.1机械手手爪的设计（11）3.1.1设计时要注意的问题（11）3.1.2总体结构设计（11）3.1.3气缸的选择和夹紧力的校验（12）3.1.4弹性爪的强度校验（13）3.2手臂机构的设计（14）3.2.1手臂的设计要求（14）西安文理学院本科设计（论文）第3页3.2.2手臂机械结构设计（14）3.2.3伸缩气缸的选择（15）3.2.4活塞杆的强度校核（15）3.3腰部和基座设计（17）3.3.1结构设计（17）3.3.2升降气缸的选择（18）3.3.3步进电机的选择（18）3.3.4连轴器的选择（21）3.3.5轴