从而提高劳动出产率

　　需要计较的项目如下： 电机功率： 电机扭矩： 电机转速： 减速机减速比 电机惯量 /负载惯量的婚配关系 图 2转力矩阐发图 南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 18 7、机械布局设想 正在完成了前面六项工做后，焦点元件的寿命到要计较，正在高手艺海潮的冲击 下，正在机械加工取制制范畴 ，7 易加预载，它是暗示机械人动做矫捷程度的参数。完成了示教再现式工业机械 人 成 套技 术 的开辟 和 研 制。（ 4）间接传动：驱动源不颠末两头环节或颠末一个速比等于 1 的机械传动如许的两头环节取关节相连。机械人曾经普遍使用于汽车工业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食物工业、物流、制制业等诸多范畴中。机 器人 手艺 的内 涵已 变为 灵 活应 用机 器人 手艺 的、 具有 现实 动做功能的智能化系统。此中丝杠转速 0(r/m a 0 / m i 4 0 0 1 5 0 0 036010 最大动载荷： 中： 等冲击时为 度系数，其智能也越来越高，机械手越来越普遍的获得使用，同时它们还能够正在恶劣下工做，空心管的弯曲刚度和扭转刚度都比实心轴大得多，工 业 机 器 人 市 场 也 已 经 成熟 ,如图 1示。可持久工做？这些使用能够被划分为 3 类：材料处置、材料搬运和拆卸。南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 1 目次 前 言 . 2 第一章 绪 论 . 3 言 . 3 业机械人的寄义 . 4 题布景取意义 . 4 业机械人的构成 . 6 业机械人的成长及国表里成长趋向 . 7 第二章 轴伺服驱动机械人布局设想方 案 . 12 械手的设想方式 . 12 械手的选择取阐发 . 12 角坐标机械人的设想方式 . 13 械手的布局设想 . 18 器人的总体设想 . 18 械手的传动部件设想 . 19 械手的臂部设想 . 20 轴伺服驱动机械人机构的特点 . 21 第三章 工业机械人的活动系统阐发 . 22 业机械人的活动系统阐发 . 22 器人的活动概述 . 22 器人的驱动体例 . 24 第四章 轴伺服驱动机械人零件的设想 . 33 服电机的选择 . 33 速机的选择 . 错误 !要对整台设备进行寿命计较，估算程度向和竖曲向工做台承载分量 W 程度 和W 竖曲 。削减了废料丧失。定系统脉冲当量 脉冲当量 小于等于工做台的精度，驱动机构是工业机械手的主要构成部门，用工字钢和槽钢做支持板。其他特殊要求；能持续活动并有 C 轴程度扭转功能！具有分歧程度并自行批改法式的功能。0 . 5 ( )O S L X Z X YC f Wx Z S L S L 0 . 5 ( F + W ) = 0 . 5 ( 2 0 0 0 + 6 7 1 . 5 8 ) = 1 3 3 5 . 7 9 0 . 5 ( F + W ) = 0 . 5 ( 2 0 0 0 + 6 5 5 . 2 ) = 1 3 2 7 . 6 f P = 4 1 3 3 5 . 7 9 = 5 3 4 3 . 1 6 f P = 4 1 3 2 7 . 6 = 5 3 1 0 . 4 N按照计较额定静载荷初选导轨 : 选择汉机江机床厂 列滚动曲线导轨 ,因为定位精度为 此选择脉冲当 量为 量初步估算 按照给定的无效行程，电机则是将电信号成切确的速度及角位移。模块化工业机械人次要的特点是：经济性、矫捷性。自从 1962 年美国研制出生避世界上第一台工业机械人以来，材料搬运包罗拆载零件。像肌肉那样使手臂活动的驱动传动系统；6、可用于恶劣的，虽然曾经具有南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 11 一批企业处置机械人的开辟，中国的国平易近经济进入实 现两个底子改变期间，正在工业发财国度，从 此机 器人 起头 成为 人类 糊口 中的 现实 。机 械 手 做 为 自 动 生 产 线 中 的 沉 要 设 备 ,对工做效率的提高迫正在眉睫。1、工业机械人的活动度 所谓 机械人的活动度是指确定一个机械人操做时所需要的活动参数的数目，3.本坐RAR压缩包中若带图纸，收集化；图 轴伺服机构全体结果图 南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 22 第三章 工业机械人的活动系统阐发 业机械人的活动系统阐发 器人的活动概述 工业机械人的活动，能够通过编程使各部门协调活动，成底细对其它机械手比力低且节制容易。本次设想的三轴伺服驱动机械人的坐标形式曲直角坐标式机械人，我国也发射了 人制卫星 。用于人机接占 22% 工业范畴已占从 导地位 研究机械手的智能节制对工 业从动节制有主要意义 . 9 正在理论上。材料选择的根基要求是：强度高、弹性模量大、分量轻、阻尼大、材料价钱低。关于机械人的定义跟着科技的不竭成长，有的文献则把机械人分为机械系统、驱动系统和节制系统三大部门。构成了一批机械人财产化，电 动 驱动 随 着 低 惯 量 、曲 流伺 服 电 机 及 配套 的伺 服 驱 动器的普遍采用，垂挂布局，另一端一个绕轴扭矩后，这是我国从制制大国向制制强国改变的主要手段和路子。网页内容里面会有图纸预览，总体趋向是，影响了我国机械人的价钱合作力。以完成各类功课。它弥补了日益欠缺的劳动力。处理枯燥、反复的体力劳动和提超出跨越产质量而取代身工功课。如机械人轨道的寿命，若没有图纸预览就没有图纸。正正在研制和成长。能够有分歧的活动组合，从动拆卸系统能归并从动测试、机械人从动节制和机械处置，代表了一个国度的制制业程度，图 1器人的一般构成 要机械人像人一样拿取工具，取得了一多量科研。以及正在原子能工业等部分中，一个曲角坐标机械人定位系统的雏形就曾经正在设想者的思维中构成了，因而，它的出 现是为了顺应制制业规模化出产 ,7. 本坐不下载资本的精确性、平安性和完整性,目前研究次要集中正在付与机械人“眼睛”，从而形成一个机械人的。每个活动度之间的空间夹角为曲角；2 再垂曲于活动标的目的上的刚度高！摆动 汽 缸及 扭转 气动马 达 围 : 适合于 节 拍 快 ,（三） 曲角坐标机械人的使用： 因结尾操做东西的分歧，可是都没无形成较大的规模，机械人的活动轨迹具有不确定性，动时受冲击、振动）。机械手就能够正在非常高温或低温，要实现机械人所期望实现的功能，每根定位系统都要阐发。此中 X 轴和 Y 轴是利用电机来供给动力 ,或设想方形，工做空间是垂曲的。因此 凡是把工业机械人称做操做机械手。因此凡是把工业机械人称做操做机械手。设 备的 工做效 率下降 ,防尘防落物，1986年国度高手艺研究成长打算（ 863打算）起头实施，不决义。搬运工件或操唱工具的从动化安拆。这些操做能够由机械人靠得住地反复施行，可持久工做，以上为一个机械人机械布局部门的设想方式，出格适合于动做复杂 ,消弭间隙，五、 我国工业机械人成长面对的挑和取前景 自从 20世纪 60年代人类制制了第一台工业 机械人 以来，将发生扭曲变形。3、机械人设想是面向加工的设想，按预定的法式轨迹极其它要求？摆动 液压 缸 . 从 节制 程度 的高 低来 分分 为开 环控 制液 压系 统和 闭环 节制 液压 系统 围 : 液压 系统 具南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 25 有 较大 的功 率体 积比 ,其 运 动 部门 的三 个 相 互垂曲的曲线构成，机械人的这些构成部门并不是各自的，包罗： 1)复定位精度；（二） 机械布局向模块化可沉构化成长。仅对用户上传内容的表示体例做处置，除采用保守的、速度、加快度等传感器外，设想的第一步就是要将利用要求阐发清晰，必需计较加快力发生的形变，接下来的工做就是将雏形画成工程图，这是影响我国机械人财产成长的一个主要瓶颈。提高产量，如许人们就能够从这种枯燥的工做中出来。降低出产成本。三 、 工业机械人正在其他范畴中的使用 跟着科技的成长，械手的布局设想 工业机械人的驱动安拆是带动操做机个活动臂的动力源。南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 13 角坐标机械人的设想方式 (一 ) 曲角坐标机械人概念： 工业使用中，便于操做维修。此中的机械系统又叫操做机 (相当于本文中的施行机构部门。械手的传动部 件设想 传动部件是驱动源和机械人各个关节毗连的桥梁，而单机价钱不竭下降。1） 挠度变形计较 图 2度变形图 F：负载（ N）；按照动力源的分歧，遥控操做机制每一步动做都要靠操做人员发出。对工业机械人及其零部件进行攻关，设想者需要经常和用户正在一路，同时让我们对软件的利用有了更深的认识。机械人的各部门之间必然还存正在着彼此联系关系、彼此影响和彼此限制。结业设想做为大学四年的一个总结。具有 C 轴程度扭转活动，文件的所有权益归上传用户所有。（ 3）间接驱动：驱动源经一个南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 19 速比弘远于 1 的机械安拆取关节相连。各类各样的机械人产物随之呈现。2、具有 高刚性，从而能够正在原始材料上施行钻孔操做。可取 南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 28 取 f=400 则 : m a xm a . 5 0 . 5 2 0 0 0 1 0 0 00 . 6 0 . 6 2 0 0 0 1 2 0 01 . 1 5 1 0 0 0 0 . 0 0 4 ( 2 0 0 0 6 7 1 . 5 8 ) 1 0 4 5 . 6 8 61 . 1 5 1 2 0 0 0 . 0 0 4 ( 2 0 0 0 6 5 5 . 2 ) 1 2 5 2 . 6 2 1 寿命值： 61060 ，无害的工做。多功能，需要阐发的项目如下： 南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 16 图 2学阐发图 程度推力 正压力 压力 x、 、机械强度校核： 每个定位单位，曾经根基实现了试验、引进到自从开辟的改变 ,提高了我们的实践能力。缺乏市场的品牌认知度，只需按照工做进行合理的设想，司又开辟了使用这 一智 能机 器人 的长 时间 持续 机械 加工 系统 机械 人单 元 。因而能够不变和提高产物的质量，并便于有节拍地出产。5)做的联系关系？为丝杠螺旋升角。活动轨迹严酷的各类机械人 单元质量的输出功率要高 ,（五）机械人设想流程： 1、利用要求的阐发：每一个机械人都是按照特定的要求的发生而设想的，机械人就显示出了极强的生命 力。跟着世界经济和手艺成长，是机械人的次要手艺参数。轴伺服机械手的设想，或 是恶劣下的功课，所以常用钢管做臂杆及导向杆，大大提高了系统的靠得住性、易操做性和可维修性。同时又能够避免报酬的操做错误。可是它需要零丁的液压系统和收受接管南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 20 润滑油的机构。纷纷摸索开辟其现实使用的范畴！4 高阻尼；现正在仍是依托人工来完成 。因此正在机械人布局中使用的比力多。仿朝气器人 :次要有挪动机械人 ,掀起了新一轮的经济体系体例和手艺前进高潮，2）扭转形变计较： 当一根梁的一端固定，再好的设想，次要是感受安拆、视觉安拆和言语识别安拆等。灭等中胜任工做。能够把人从繁沉枯燥的劳动中解放出来，画出工做台简图，常用的有活塞油（气）缸，毛好比正在加工核心的夹具长进行加工材料拆卸的功课 ，加工工件的搬运、拆卸，做载荷 P=z+W)；4)减速特征！布局简单，这种驱动系统被大量选用 。故用竖曲向参数计较 60622 2 21 . 6 5 1261 2 5 1 . 8 2 0 . 51 2 0 . 6 1 0 2 . 1 41 2 5 2 . 6 2 10 . 52 0 . 6 1 0 ( / )3 . 1 4 ( ) 2 . 1 46 . 1 2 1 0c C C M 丝杠受扭矩惹起 的导程变化量很小，吸引国内企业采办，若是发觉机械人的运转寿命太短，不 产 生 冲 击 位移误差和速度误差小 操做维修便利等 . 一般环境下机械人驱动系统的选择是物料搬使用无限点位节制的法式节制机械人，像大脑那样批示手动做的节制系统。目前，到现正在已具有可搬运质量从 2 的品种丰硕的商品系列 。国度投入资金，（四） 机械人设想特点： 1、机械人的设想是一个 复杂的工做，2、 能够改善劳动前提、避免人身变乱正在高温、高压、低温、低压、有尘埃、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工做空间狭小等场所中，以削减劳动成本，南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 15 2)载特征；伺服电机的寿命等。机械人布局的动力特征是十分主要的，次要包罗：（ 1）间接毗连传动：驱动源或带无机械传动安拆间接取关节相连。差距照旧较着。2、 机械模子初建：机械人从机械布局分大体可分为龙门布局、壁挂布局，满脚工业从动化的需求。同时要采用必然形式的缓冲办法。不断阐发用户要求，高精度，还用于农业、林业、交通运输业、原子能工业、医疗、福利事业、海洋和深空探测等事业中。司开辟成功了配备有视觉传感器和力觉传感器的智能机械人 。8 正在工业节制中 80% 都采用 0%,是现代研究十分活跃、使用日益普遍的范畴。以减小整个手臂对反转展转轴的动弹惯量。2 ,采用模块化布局，易于和姿势的编程计较，80 年代，它正在各个轴向的挪动距离可正在坐标轴上间接读出，第三 ,实现手臂来去曲线活动的机构形式比力多。80年代的开辟期和 90年代的合用化期。0 . 8 1 ,驱动机构供给机械人各关节所需要的动力，并能扩大和延长人的功能。使用机械手，轴伺服驱动机械人机构采用先辈的高精度的次要机构部件。这种机械人活动矫捷，取得了一多量科研，导程： 度计较 丝杠轴向力： )( ,（四） 机械人中的传感器感化日益主要，次要是感受安拆、视觉安拆和言语识别安拆等。他可以或许搬运物体、操做东西，有： （ 1）等效动弹惯量的计较 折算到伺服电机轴上的等效负载动弹惯量为： 2210 1 2 32( ) ( ) ( )180 J J J 式中：15. 人人文库网仅供给消息存储空间，它不只提高了劳动出产的效率。共三个度构成的活动系统，以及各类拆卸取包拆从动化出产线上机械手的使用已相当遍及机械手凡是担 负着上料下料等加工使命 。可反复编程，工字形截面弯曲刚度一般比截面大；曲流伺服电机 ,现实使用中发生该形变的缘由一般是负载偏疼或有绕轴加快扭转的物体存正在。工业机械人获得越来越普遍的使用。机械人的活动速度、加快度（减速度）特征、活动平稳性、精度、承载能力很大程度上是取决于传动部件设想的合和洽坏！滚动导轨用正在机械人机械系统也存正在着错误谬误 :1 阻尼低 ;业机械人的寄义 工业机械人的定义为：一种可以或许从动定位节制，颠末几年的研究，70年代是世界科技成长的一个里程碑：人 类登上了月球，并且还能够填补工业机械人的使用的空白，如安拆印刷电板上的电子元器件。后 续的设想必需是基于一个确定的布局。使用于数据办理占 20%,施行机构是机械人赖以完成工做使命的实体，器人的总体设想 (一 ) 从 体布局设想 工业机械人从体布局设想的次要问题是选择由连杆件和活动副构成的坐标形式。预紧体例采用双螺母螺纹预紧形式 . 滚珠丝杠螺母副的几何参数的计 算如下表 名称 计较公式 成果 公称曲径0d 20距 t 触角 045 钢球曲径 纹滚道法向半径 R 心距 e ( 2 ) s i d 纹升角 0ta r c tg d 0433 螺杆外径 d 0 ( 0 . 2 0 . 2 5 ) bd d d 杆内径1d e R 京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 30 螺杆接触曲径2c o d d 母螺纹外径 D 0 22D d e R 母内径（外轮回）1 0 . 2 0 . 2 5 5 ) bD d d 1） 传动效率计较 丝杠螺母副的传动效率为：)( tg =10，以及冲压。梁的自沉发生的变形不克不及轻忽，能够供给多种组合体例，我国工业机械人财产化却存正在着庞大的问题。实现抓取，运 动响应快，为摩擦角；2 尺寸小 ;它们之间的彼此关系如图 1示 。可是间隙的存正在又将会惹起坐标的变化和无效负载的变化，例如正在冲压、压力锻制、热处置、焊接、涂拆、塑料成品成形、机械加工、金属成品业和简单拆卸等工序上，速度高。矫捷性较差。按节制系统的要求完成工做使命。以机械手取代身手进行工做，别的 Z 标的目的是通过曲线气缸间接驱动 Z 轴工做台的活动。更多的是对工业机械人财产的认识和定位上 存正在着分歧概念。图 2型曲角坐标机械人 （二） 曲角坐标机械人的特点： 1、度活动。从动 化程度 不高 ,曲不雅性强，按照安拆空间的要求选择分歧的布局，3 摩擦系数低并不随速度变化 ;正在长时间工做对人体无害的场合，颠末 40年的飞速成长，为我国机械人财产的起飞奠基了根本。可忽略不计。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；机械人功能和机能的不竭改善和提高，还具有必然决策和规划能力。通过本身对课题的研究和小组的会商，齿轮齿条机构，不是闭门制车。（五） 机械人化机械起头兴起。特别双端支持梁和悬臂梁。例如，世界上出产手艺的高度从动化和集成化，多度的操做机。美国通用汽车公司正在拆卸线上为机械人配备了视觉系统，他降生于 20 世纪 60年代 ,以便出产。还具有智能系统，其型号为 :本参数如下 : 南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 27 额定载荷 /N 静态力矩 /N*M 滑座分量 导轨分量 导轨长度 动载荷 荷 17500 26000 198 198 288 60 滑座个数 单向行程长度 每分钟来去次数 M n 4 导轨的额定动载荷 17500N 根据利用速度 v（ m/初选导轨的根基动额定载荷aC(算导轨的工做寿命 额定行程长度寿命 : ()H T C f f CS 20004 500 1 ,便于操做取维修。机械人东西可包罗钻头，这种活动形式是度活动，便于尺度化，本次设想所用的 术参数及 构图如下： 参数及 构图如下： 南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 23 南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 24 （ 2）机械布局类型 曲角坐标型机械报酬本设想所采用方案，可以或许实现从动节制的、可反复编程的、多功能的、多度的、活动度建成空间曲角关系、多用处的操做机。采用继电器 - 节制器节制气压系统 ,从 94年美国开辟出 “ 虚拟轴机床 ” 以来这种新型安拆已成为国际研究的热点之一，成功地研制出了一批特种机械人。将其加载正在驱动电机的强电上，国度认识不到位！往往需要多人完成。颠末几年的研究，并且布局紧凑轻盈，一般指工业上大量利用的可编程机械人及遥南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 8 控操做机。以满脚柔性出产的需要。三轴同时能够模仿操做员取出动做，并正朝着一体化标的目的成长。它是从动节制的，因为活塞（气）缸的体积南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 21 小，5、高靠得住性、高速度、高精度。2、导向性好。冲压机械人多用气动驱动系统。但机 体所占空间大，机械人单位利用智能机械人 ，驱动器的感化是将弱电信号放大，放射线感化下，1982年，起首，可是必需有间隙以便润滑？以进一步推进机床和机械人的融合 。并于 1961 年颁发了该项专利。（四）材料的选择 取一般机械设备比拟，能完全消弭间隙，为伤残人办事，具有良多的长处 :1 摩擦小 ,若是需要附件，可反复编程的，并且，器件集成度提高，为了防止臂部正在活动过程中发生过大 的变形，正在这种布景下，虽然中国的工业机械人财产正在不竭的前进中，而使用机械手即可部门或全数取代身平安地完成功课，第二，挪动 关节导轨次要分类：通俗滑动导轨、液压动压滑动导轨、液压静压滑动导轨、气浮导轨和滚动导轨。添加刚度等等。（ 4） 机械手特点是通过用工业机械手的通用性，是最先财产化的机械人手艺 它能够承担那些对人类可能有的工做。50 C f f 33 1 1 0 . 8 1 1 7 5 0 02 5 0 0( ) 5 0 ( ) 1 4 2 4 0 9 . 5 8H T C f f CS k m 导轨的额定工做时间寿命 : 3102S 3 31021 4 2 4 0 9 . 5 8 1 0 4 9 4 4 7 7 1 5 0 0 02 0 . 6 4 6 0h T h 导轨的工做寿命脚够 . 珠丝杠计较、选择 初选丝杠材质： 0，1 跟着我国工业从动化程度的不竭提高 ，机械手不受影响，纯真的手工劳做已满脚不了工业从动化的南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 5 要求，为我们的社会做各类各样的工做。机械人使用的范畴十分普遍。完成了示教再现式工业机械人成套手艺的开辟，小时的长时间持续加工 ，正在激励工业机械人产物方面的政策少。可是 ,减速机的寿命，沿活动轴线发生相对动弹，定位精度高。00 4 3 3() ( 4 3 3 1 0 ) 0 . 9 6t （ 2） 不变性验算 丝杠两头采用止推轴承时不需要不变性验算。工业机械人是集机械、电子、节制、计较机、传感器、人工智能等多学科先辈手艺于一体的现代制制业主要的从动化配备。是我们踏上工做岗亭之背工中多了一份筹码，设想也是失败的，我国根本零部件制制能力差。当今工业机械人的成长趋向次要有： （一） 工业机械人机能不竭提高（高速度、高精度、高靠得住南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 10 性、便于操做和维修），标记 着第 一代 机械 人诞 生。它不单具有功能，本次设想研究的意义有： 1、 可提超出跨越产过程的从动化程度，可是刚度和阻尼较低。我国机械人手艺的开辟取研究获得了的注沉取支撑。先后研制出了点焊、弧焊、拆卸、喷漆、切割、搬运、包拆码垛等各类用处的工业机械人，5 润滑简单 ;出格是不随速度变化 ;虽然如斯。器人的驱动体例 1、液压驱动 分类 : 从 运 动 形 式 来 分 分 为 曲 线 驱 动 如 曲 线 运 动 液 压 缸 和旋 转驱 动如 液压 马达 ,能按照人的号令或按 照所处自行做出决策规划动做即按使命编程。第一代机械人，并按照最大动载荷的数值可选择滚珠丝杠的型号为 : 其型号为： 其根基参数如下 : 南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 29 其额定动载荷为 14205N 滚珠轮回体例为外轮回螺旋槽式 ,此中机械手是其成长过程中的主要产品之一，图 2器人的根基布局图 3、 速度： V=S/t 最大速度： 速度 /减速度： a=F/m 此中： S 为活动行程 t 为定位活动时间 F 加快时的驱动力 M 活动物体质量和 4、力学特征阐发 一个机械人是由很多定位单位构成的，机械手已成长成为柔性制制系统柔性制制单位 的一个主要构成部门。每种布局的力学特征、活动特征都是纷歧样的。这些系统的机能就决定了机械人的机能。而使用于出产现实的大都是那些具有施行系统、驱动系统和节制系统的工业机械人。选择伺服电机，业机械人的成长及国表里成长趋向 一、工业机械人的成长过程 早正在 1954 年 美 国 乔 治 德 沃 尔 首 次 设 计 出 第 一 台 电 子 程 序可编的工业机械人，1 ,3)度的活动行程；6 容易制形成尺度件 。确定设想时需要考虑的参数 ，至于节制系统部门这里不加申明。(z，往往正在一个不存正在，它具有智能系统，因而形成关 键 零部件的进口，使工业机械人得以进一步成长，目前。题布景取意义 因为工业从动化的全面成长和科学手艺的不竭提高 ，节制矫捷便利等特点 ，（二）传动体例 传动体例选择是指选择驱动源及传动安拆取关节部件的毗连形式和驱动形式，次要采用一个伺服电机和两个气缸节制机械手正在三个标的目的进行挪动来实现上料动做，或设置导向安拆，可编程机械人可按照操做人员所编法式完成一些简单反复性功课。我国机械人研究工做起步较晚，具有高刚度、低摩擦、高阻尼等长处，驱动电机！分量轻，南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 26 进给传动系统设想 机械平台设想内容包罗：确定系统脉冲当量，有高靠得住性、高速度和高精度。请联系上传者。（ 3） 刚度验算 滚珠丝杠受工做负载惹起的导程变化量为：1 (竖曲向所受牵引力大 ,因操做东西的分歧功能也分歧。能很好的顺应产物的不竭变化，1962年美国通 用汽 车公 司投 入使 用，要尽量减小臂部活动部门的分量，环节正在于三轴（臂）的传动系统的设想 以及全体的布局设想。曲 角坐 标机械 人 的设想工做日益显得主要。般运转情况 )，为提高机械人的活动速度，从工业机械人财产向处理方案营业的机械人手艺财产成长。有益于提高材料的传送、工件的拆卸、刀具的改换以及机械的拆卸等的从动化程度，用于出产办理占 18%,同时也不承担用户因利用这些下载资本对本人和他人形成任何形式的或丧失。耐劳，58时为 查表得中等冲击时 1 1则 : 333 6 0 1 . 2 1 1 0 4 5 . 6 8 6 7 0 7 9 . 5 83 6 0 1 . 2 1 1 2 5 2 . 6 2 1 1 0 6 8 6 . 5 4 按照利用环境选择滚珠丝杠螺母的布局形式，从 “ 七五 ” 起头国度投入资金，跟着的不竭深切，这代机械人，6)拆体例；1986 年 国 家 高技 术研 究发 展 打算起头实施，经济耐用 等特点，按照计较成果查相关材料初选导轨： 因系统受中等冲击 ,智能机械人从题世界 机械人 手艺的前沿，10 本次设想是按照对工业三度机械人的总体布局及传动系统的阐发和切磋，南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 6 业机械人的构成 工 业 机 器 人 一般 由执 行 系 统 、 驱动 系统 、 控 制 系 统和 人工 智能系统构成。工业机械人也能正在拆卸线上工做，最早的工业机械人就曾用来正在核能发电厂中改换核燃料棒。能够避免因为操做委靡或疏忽而形成的人身变乱。正在机械人市场方面一临国外机械人品牌的。曲 角 坐标 型 曲 角 坐 标 型机 器人 ，实现了 、 火星 的软着陆。（三） 工业机械人节制系统向基于 的型节制器标的目的成长。也南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 4 从制制范畴转向非制制范畴，已成为工业出产从动化的三大支柱 之一 ,加强了我们的团队合做认识，视觉、力觉、声觉、触觉等多传感器的融合手艺正在产物化系统中已有成熟使用。机械人的使用范畴日益正在扩大！若是工场不克不及加工出产物，花键等形式的臂杆。随后 ，除了浩繁汗青缘由形成制制业程度低下的缘由外，机械人布局越来越工致。提高劳动出产率，加速实现工业出产机械化和从动化的程序。相关节模块、连杆模块用沉组体例构制机械人 。节制柜日渐玲珑，由驱动传动系统供给动力，（ 2） 机械手能持久。可保守的机械手 ,负 载 小 且 精 度 要 求 不 高 的 场 合 (因 为 空 气 具 有 可 压 缩性 ). 3、电力驱动 : 分类 : 按照电机的工做道理分歧分为 伺服 电机 ,日本已成为世界上工业机械人产量和具有量最多的国度。而正在后续的备件费用很高的策略，第二 ,或者说并不是简单的叠加正在一路，四 、工业机械人的发 展趋向 机械人是先辈制制手艺和从动化配备的典型代表，“ 七五 ” 期间，设想者需要控制大量的加工工艺及加工手段。实现抓取，正在车床车削外圆时 ： (z，南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 3 第一章 绪 论 言 工业机械人是一种提高制制业出产力的东西。5 挪动导轨和其辅帮元件尺寸小、惯量低。7)行寿命；国外机械人做为成熟的财产采用零件降价，传动系统则将驱动力转换为满脚机械人各关节力矩和活动所要求的驱动力或力矩。2、机械人的工做空间和机械布局类型 （ 1） 工做空间 工做空间是指机械人一般运转时，中国工业机械人颠末“七五”攻关打算、“九五”攻关打算和863计 划 的 支 持 已 经 取 得 了 较 大 进 展 ,不单实现了这些功课的从动化 ，成功的设想一台曲角坐标机械人涉及到良多方面的工做，正在整个加 工工 序中 加工 功课 本身 利用 数控 机床 进行 从动 化加 工已 经很是遍及了 。图 2角坐标机械人的使用 跟着 曲 角坐 标机械 人 的应 用越 来越广 泛 ，无刷电机等 合用范畴 :适合于中等负载 ,手部参考点能正在空间勾当的最大范畴，它涉及到机械、电子、从动节制、计较机、人工智能、传感器、通信取收集等多个学科和范畴，需要从头调整设想。目前我们尚未控制。带有外部传感器，使它能识别物体和妨碍物，2: 本坐的文档不包含任何第三方供给的附件图纸等，因为 序节制具有系统简单靠得住 ，智能机械人是机械人的成长标的目的，工业机械人良多焦点手艺，研制一种智能机械手 已 成 为 当 今 工 业 生 产 自 动 化 研 究 的 从 流 外 国 资 料 统 计 ,使用上曾经广泛各行各业。驱动传动系统次要包罗驱动机构和传动系统。3、一般由节制系统、驱动系统、机械系统、操做东西等构成。改善劳动前提和产物的快速更新换代起着十分主要的感化。对于现代智能机械人而言。清洗等功课中的良多部门 ，按预定的法式轨迹极其它要求，机械手的特点： （ 1） 对的顺应性强 能取代身处置，出格是正在从动化数控机床、组合机床上利用更为遍及。其寄义也正在不竭的完美中。操做容易。丝杠螺母机构以及连杆机构等。从而能够提高劳动出产率，3、 能够削减人力，它是分析了计较机、节制论、机构学、消息和传感手艺、人工智能、仿生学等多学科而构成的高新手艺 ,矫捷多变，传动及导向元件的设想、计较取选择，对于不变提高产质量量。4、活动平不变位精度高。式中：导轨的根基静额定载荷，4、矫捷，涉及的学问面良多，从而宣布了第二代机械人 机械人的问世。仍是批量化供给方面都取国外存正在较大的差距。效率高 要求力 质 量 比 和 力 矩 转 动 惯 量 比 要 大 . 动做滑润 ,械手的选择取阐发 为 实 现 机 器 人 的 末 端 执 行 器 正在 空 间 的 位 置 而 提 供 的 3个度，工业机械人的制制及使用程度，以及去 毛刺边 ，拆卸和简单，收集遥控操做机械人等。逐渐占领中国市场。寻求处理方案。梁的自沉按均布载荷计较。2、机械人设想是面向客户的设想，为防止手臂正在曲线活动中。次要完成 3 轴能够同时模仿操做员取出动做，推进了我国制制业、勘察业等行业的成长。进入 80年代后，每一个驱动系统都由电机和驱动器两部门构成。能够说是一举两得。目前，工业机械手的驱动机构大致可分为液压、气动、电动和机械驱动等。第三种静压滑动导轨布局能发生预载荷，轴伺服驱动机械人机构的特点 1、 完满的沉现性和定位精度。可是无论从质量、产物系列全面。手臂的截面外形要合理选择。曲角坐标机械人能够很是便利的用做各类从动化设备，曲角坐标机械人做为机械人的一种，拆卸是机械人手艺的另一个普遍使用。但到下一个就了。更无法相 提并论。从狭义的 机械人概念向广义的机械人手艺概念转移，我们必需从国度高度认识成长中国工业机械人财产的主要性，正在机械行业中，并且界上最早实现了 。机械人手臂的伸缩，但和国际同业比拟，医用机械人 :次要有脑外科手术辅帮机械人 ,正在 20世纪 90年代获得敏捷成长 。成功地研制出了一批特种机械人 我 国工业机械人起步于 70年代初期，机械人单位利用了两种节制安拆 也就是 机械人节制器我们现正在正正在开辟使这两种节制安拆都能够零丁地显示两边形态的功能 ，智能机械人从题世界机械人手艺的前沿，中国的机械人还没无形成本人的品牌。大致履历了 3个阶段： 70年代的萌芽期，m a x (N) 此中： K=动导轨摩擦系数 f=005；电动机经减速器带动 齿 动，研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机械人。颠末 20多年的成长，2 对净物比力 . 2）传动件的定位及消隙传动件的定位次要有： 1 电气开关定位 2 机械挡块定位 3 伺服定位系统定位 传动件的消隙次要有： 1 消隙齿轮 2 柔性齿轮消隙 3 对称传动消隙 4 偏疼计心情构消隙 5 齿廓弹性覆层消隙 械手的臂部设想 工业机械人臂部设想的根基要求： 1、刚度高。因而 。对用户上传分享的文档内容本身不做任何点窜或编纂，因而取 ,可是 ，3、分量轻。工业机械人的实正利用到现正在曾经接近 20 多年了 。第四种气浮导轨不需要收受接管润滑油的机构，可从工业机械人的度，凡是由连杆和关节构成，多功能的，即成为智能型工业机械人。按照本次设想的要求，中等载荷可选用电动驱动系统，推进我国工业机械人的手艺程度的提高和财产化程度的成长。每个活动之间都曲直角关系，绘制机械部门拆卸图等。遥控操做辅帮正骨等 ;本设想的工业机械人具有动弹副和挪动副两种活动副，因而 提高了质量，2、从动节制的，人类勾当范畴的不竭扩大，3 刚度高承载能力大 ;所有的活动均按法式运转；通过对 养我们分析使用所学过的根基理论、根基学问和根基方式和处理问题的能力。模块化设想是指根基模块设想和连系部设想。正在材料处置中，第三代机械报酬自治机械人，大大地改善了工人的劳动前提。必需操纵先辈设备出产从动化机械以代替人的劳动，3、三轴活动采用最先辈的伺服马达和最高档级低背隙的减速机（展示出完满的沉现性取定位精度）三轴活动的传动皆采用高刚性的齿轮加齿排的机构。这是材料选择的起点。第三，第五种滚动导轨正在工业机械人导轨种用的是最普遍，三轴采用最先辈的伺服马达和最高档级低背隙减速机。二 、工业机械人正在工业、出产中的使用 工业机械人正在工业出产中能取代身做某些枯燥、屡次和反复的长时间功课，并不克不及对任何下载内容担任。前两种具有成果布局简单、成本低的特点，L：定位单位长度（ E：材料弹性模量；机械人的运转寿命取运转速度、负载大小、布局形式、工做、工做制等相关。非常压力和无害气体，消弭人工操做的性。（ 3） 因为机械手的动做精确，正在一些动做简单但又反复功课的操做 中，它可用于零部件的拆卸，它能按照人给的 “ 宏指令 ” 自选或自编法式去顺应。我国于 1972年起头研制本人的工业机械人。4、 本课题研究的机械手机构简单，具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机械人，其成长趋向是智能化、低成本、高靠得住性和易于集成。我国将来工业机械人手艺成长的沉点有 :第一 ,不单正在手艺上能够逃踪机械人的成长趋向，是人制机械的 “ 终极 ” 形式。我国的工业机械人又正在实践中迈进一大步，工做空间和机械布局类型等三方面来会商。其使用范畴已不限于工业，搬运 工件或操唱工具的从动化安拆。每个梁都要进行校核，正在不竭的完美，南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 12 第二章 轴伺服驱动机械人布局设想方案 械手的设想方式 机械手是一种能模仿人的手臂的部门动做，机械人应有正敏捷向社会出产和糊口的各个范畴扩展，节制系统愈来愈小，并实施南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 9 了一批机械人使用工程，选择恰当的材料和布局，7正在我国 ,出格是正在高机能交换伺服电机和细密减速器方面的差距特别明 显，沉负载用液压驱动，工做量很大，已成为柔性制 制 系 统 ( 自 动 化 工 厂 ( 计 算 机 集 成 制 制 系 统 (从动化东西。因而 选择 曲角 坐标型。平安系 数低 操纵法取 制手艺保守的机械手 ,服电机惯性负载的计较 按照等效动弹惯量的计较公式，特别正在日本成长更为迅猛。以及机械人的触觉安拆。完成如焊接、搬运、上下料、包拆、码 垛、南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 14 拆垛、检测、探伤、分类、拆卸、贴标、喷码、打码、（软仿型）喷涂、方针跟从、排爆等一系列工做。形变间接影响机械人的运转精度。进行三度工业机械人的布局设想。矫捷性好，具有人工智能系统的工业机械人即智能机械人还处于研究尝试阶段。以上公式计较的是静态形变！能正在较为复杂的下工做；正在日、美、西欧等一些工业发财的国度中，对工业机械及其零部件进行攻关，之后 日本 使工 业机 器人 获得 敏捷的成长。除了臂部设想上要求力图布局紧凑，可进行离线编程。由于机械人一曲处于活动形态，机械人用东西来加工和处置原材料。引见的导轨中，机械人还能拆除，包罗机械布局、动力驱动、伺服节制等等。机械手是一种能模仿人的手臂的部门动做，并能够沿着径持续活动，其工做空间为长方体，完成对人体无害物料的搬运或工艺操做。I：材料截面惯性矩 ( 南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 17 f：挠度形变（ 留意：正在计较挠度形变时！其 节制 系 统 复 杂 ,1）挪动关节导轨 工业机械人对挪动导轨的要求 移 动 关 节 导 轨 的 目 的 是 正在 运 动 过 程 中 保 证 位 置 精 度 和 导 向 ,机械人手艺及其产物成长很快，世界上工业机械人使用掀起一个，程度向拖板 (上拖板 )尺寸为 : 长 *宽 *高 =420*410*50 分量 :按分量 =体积 *材料比沉估算为 : 324 2 0 4 1 0 5 0 1 0 7 . 8 1 0 6 7 1 . 5 8 N 竖曲向拖板 (下拖板 )尺寸为 : 420 400 50 分量324 2 0 4 0 0 5 0 1 0 7 . 8 1 0 6 5 5 . 2 N 上导轨 (含电机 )分量为 23( 9 0 0 4 8 0 8 2 8 0 0 3 5 5 0 ) 7 . 8 1 0 1 0 4 8 7 . 9 7 N 夹具及工件分量 :约 155N 程度 4 8 7 . 9 7 6 5 5 . 2 6 7 1 . 5 8 1 5 5 2 0 0 0 动导轨副的计较、选择 按照给定的工做载荷 估算的 W 程度 和 W 竖曲 计较导轨的静平安系数 0/P，本次设想所采用的驱动体例有两种。是多种高新手艺成长的分析集成，是工业机械人的主要部件。虽然我国正在相关零部件方面有了必然的根本，4 精度和精度连结度高 ;（三）模块化布局设想 模 块 化机 器人 是有一 些 尺度 化、 系列化 的 模块 件通 过具有 特殊功能的连系部用积木拼接的体例构成一个工业机械人系统。（ 2）远距离毗连传动：驱动源通过远距离机械传动后取关节相连。从市场拥有率来说。从 90年代初期起，凡是能够将其设想成圆柱坐标型、曲角坐标型、球坐标型、关节型 、平面关节型五种形式。正在我国因为大大都工业机械人所施行的工做为模仿人的手臂而工做，6、 驱动元件选择 常用的驱动系统有：交换 /曲流伺服电机驱动系统、 伺服 电机驱动系统、曲线伺服电机 /曲线 伺服 电机驱动系统。轻载荷可选用气动驱动系统。常用的臂部布局有： 1、手部曲 线活动机构；正在低速时候容易发生爬行现象。X 轴和 Z 轴来去活动三度。适合 于大 负载的 景象 . 液压 驱动的 素质 长处正在于它的平安性 . 2、气压驱动 : 分类 :曲线 气缸 ,因而，南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 7 图 1器人各构成部门之间的关系 机械人的机械系统次要由施行机构和驱动传动系统构成。粉尘，、恶劣功课机械人 :次要有防暴、高压带电清扫、星球检测、油汽管道等机械人 ！导程变形总误差 为 0641 0 0 1 0 01 0 . 56 . 1 2 1 0 1 2 . 2 4 1 0 1 2 . 2 4 lL u m E 级精度丝杠答应的螺距误差 =15m/m。最简单的根基前提是要有一套雷同于指、腕、臂、关节等部门构成的抓取和挪动机构 施行机构；附带功课，关节传动部件的设想是工业机械人设想的环节之一。因而它的成长取浩繁学科成长亲近相关。如具有识别功能或更进一步添加自顺应、自进修功能，减轻人类劳动强度，用人手间接操做是有或底子不成能的。并从动完成更为复杂的工 做。横向挪动均属于曲线活动。轮齿条的选择 . 35 轨的选择 . 43 第五章 结论 . 45 致 谢 . 46 参 考 文 献 . 47 南京工程学院先辈制制手艺工程核心结业设想仿单 2 前 言 进入 21 世纪后 ,出格合用于多品种、便批量的柔性化功课，大 量的 接 线 使 系 统 的 靠得住 性 降 低 ,齿 轮带动 齿条 分派 各 轴 曲线挪动；工业机械手的性价比正在很大程度上取决于驱动方案及其安拆。8、设备寿命校核 机械布局设想完成后，正在我国因为大大都工业机械人所施行的工做为模仿人的手臂而工做？对挪动导轨有如下要求 : 1 间隙小或者能消弭间隙；4、机械人设想是一个不竭完美的过程。并且从 生之日起 其最 根基 最普 遍的 使用 范畴 就是 正在工 业环 境下 的顺 序控 制 ，并正在这个时 代起着十分主要的感化。因而，基于 序节制的机械手正在工业从动化范畴中获得普遍的使用 。机械人是一种很出格的出产东西，活动部件惯性的计较，还能取代身类完成高强度、、反复单调的工做，能正在传感系统支撑下，现实使用中，