三自由度圆柱坐标型工业机器人设计(含CAD零件图装配图)

三自由度圆柱坐标型工业机器人设计(含CAD零件图装配图)(论文说明书12000字,外文翻译,CAD图纸9张)
The  design  for  three  degrees  of  freedom  cylindrical   industrial  robot
中文摘要
在工业上，自动控制系统有着广泛的应用，如工业自动化机床控制，计算机系统，机器人等。而工业机器人是相对较新的电子设备，它正开始改变现代化工业面貌。本设计为三自由度圆柱坐标型工业机器人，其工作方向为两个直线方向和一个旋转方向。在控制器的作用下，它执行将工件从一条流水线拿到另一条流水线这一简单的动作,本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。
关键词：三自由度，圆柱坐标，工业机器人
Abstract
    Industrially, automatic control systems are found in numerous applications, such as automation machine tool control, computer systems and robotics. Industrial robots are relatively new electromechanical devices that are beginning to change the appearance of modern industry. This scheme introduced a  cylindrical  robot  for  three  degree of  freedom. It is  composed of  two  linear axes  and  one  rotary  axis   current   control  only  allows  these  devices move  from  one   assembly  line  to   other  assembly  line  in  space,  perform   relatively  simple  taskes.  This  paper  is more  comprehensive  introduction  and  summing-up  for  the  for  the  whole design  work.
Key words ：three degrees of freedom, cylindrical, Industrial robot

2.2工业机器人的设计分析
2.2.1 设计要求
综合运用所学知识,搜集有关资料独立完成三自由度圆柱坐标型工业机器人操作机和驱动单元的设计工作。
原始数据：自动线上有Ａ，Ｂ两条输送带之间距离为1.5m，需设计工业机器人将一零件从A带送到B带。
零件尺寸：内孔   ￠100，壁厚   10，高  100。
零件材料：45钢。
2.2.2 总体方案拟定
   在工业机器人的诸多功能中，抓取和移动是最主要的功能。这两项功能实现的技术基础是精巧的机械结构设计和良好的伺服控制驱动。本次设计就是在这一思维下展开的。根据设计内容和需求确定圆柱坐标型工业机器人，利用步进电机驱动和谐波齿轮传动来实现机器人的旋转运动；利用另一台步进电机驱动滚珠丝杠旋转，从而使与滚珠丝杠螺母副固连在一起的手臂实现上下运动；考虑到本设计中的机器人工作范围不大，故利用液压缸驱动实现手臂的伸缩运动；末端夹持器则采用内撑连杆杠杆式夹持器，用小型液压缸驱动夹紧。
 
图2-3  机器人外形图
2.2.3　工业机器人主要技术性能参数
工业机器人的技术参数是说明其规格和性能的具体指标。主要技术参数有如
下：
A、    抓取重量：
抓取重量是用来表明机器人负荷能力的技术参数，这是一项主要参数。这项参数与机器人的运动速度有关，一般是指在正常速度下所抓取的重量。
B、    抓取工件的极限尺寸：
抓取工件的极限尺寸是用来表明机器人抓取功能的技术参数，它是设计手部的基础。
C、    坐标形式和自由度：
说明机器人机身、手部、腕部等共有的自由度数及它们组成的坐标系特征。
D、    运动行程范围：
指执行机构直线移动距离或回转角度的范围，即各运动自由度的运
动量。根据运动行程范围和坐标形式就可确定机器人的工作范围。
E、    运动速度：
是反映机器人性能的重要参数。通常所指的运动速度是机器人的最大运动速度。它与抓取重量、定位精度等参数密切有关，互相影响。目前，国内外机器人的最大直线移动速度为1000mm/s左右，一般为200～400mm/s；回转速度最大为180º/s，一般为50º/s。
F、    定位精度和重复定位精度：
定位精度和重复定位精度是衡量机器人工作质量的一项重要指标。
G、    编程方式和存储容量。
 

目　录
目录 ……………………………………………………………………………………………  1                              
中文摘要 ………………………………………………………………………………………  2
Abstract ………………………………………………………………………………………  2
第1章 绪论  ……‥…………………………………………………………………………  3
第2章 工业机器人的总体设计  ……………………………………………………………  3
2.1 工业机器人的组成及各部分关系概述   ……………………………………………  3
2.2 工业机器人的设计分析  ……………………………………………………………… 4
2.2.1 设计要求 …………………………………………………………………………  5
2.2.2 总体方案拟定  …………………………………………………………………… 5
2.2.3 工业机器人的主要技术参数   …………………………………………………  5
第3章 工业机器人的机械系统设计  ………………………………………………………  6
3.1 工业机器人的运动系统分析   ………………………………………………………  6
3.1.1 机器人的运动概述  ……………………………………………………………… 6
3.1.2 机器人的运动过程分析   ………………………………………………………  7
3.2 工业机器人的执行机构设计   ………………………………………………………  8
3.2.1 末端执行机构设计  ……………………………………………………………… 8
3.2.2 手臂机构设计   …………………………………………………………………  11
3.2.3 腰部和基座设计 …………………………………………………………………  12
3.3 工业机器人的机械传动装置设计   ‥………………………………………………  18
 3.3.1 滚珠丝杠的选择 …………………………………………………………………  18
 3.3.2 谐波齿轮的选择 …………………………………………………………………  19
 3.3.3 联轴器的选择   …………………………………………………………………  20
第4章 工业机器人的计算机控制系统概述  ………………………………………………  20
4.1 工业机器人控制系统的特点及对控制功能的基本要求   ‥………………………  21
4.2 计算机控制系统的设计方案   ………………………………………………………  22
4.3 硬件电路的组成     …………………………………………………………………  22
第5章 工业机器人运行时应采取的安全措施  ……………………………………………  22
  5.1 安全要求     …………………………………………………………………………  22
  5.2 实施方法   ……………………………………………………………………………  23
鸣谢     ………………………………………………………………………………………  23
参考文献     …………………………………………………………………………………  24