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摘要：隨著社會不斷進步及科學(xué)不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)也在變革，智能化及自動化的生產(chǎn)方式成為工業(yè)國家的主要生產(chǎn)方式。 機械手，也叫自動手，能模仿人手和臂一些動作，按固定程序進行抓、搬及操作工具。由手部、運動機構(gòu)及控制系統(tǒng)這三部分組成。手部用來抓持工件，結(jié)構(gòu)形式因被抓持物件的尺寸、形狀、材料、重量及要求變化，有吸附型、夾持型、托持型等。手部和運動機構(gòu)能通過各種轉(zhuǎn)動、移動或復(fù)合運動完成需要動作，被抓工件的位置可以改變。自由度為運動機構(gòu)伸縮、升降、旋轉(zhuǎn)等運動方式。專用機械手一般有2-3個自由度。通過對每個自由度的電機控制以完成指定動作為控制系統(tǒng)。接收傳感器反饋到的信息從而形成閉環(huán)控制。一般通過單片機進行編程。 由于電子計算機的廣泛應(yīng)用，機器人已成為一種新興技術(shù)，促進了機械手的發(fā)展，使其更好地實現(xiàn)機械自動化。隨著工廠自動化裝備的發(fā)展，機器人在各領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。此次設(shè)計的小型機械手有4個自由度，2個回轉(zhuǎn)，1個上下移動，1個夾持旋轉(zhuǎn)180°。 本設(shè)計首先對機械手進行結(jié)構(gòu)運動分析，包括其移動、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的設(shè)計，傳動部分的設(shè)計，底座、同步帶輪的設(shè)計等，計算并校核主要部件的剛度、強度，最后用PLC進行控制。
關(guān)鍵詞：機械臂；自由度；步進電機；同步帶；PLC
目錄 摘要 ABSTRACT
第一章 工業(yè)機器人手臂升降機構(gòu)總體方案設(shè)計-1 1.1總體方案分析-1 1.1.1設(shè)計任務(wù)-1 1.1.2方案選擇-1 1.2總體結(jié)構(gòu)分析-1 1.2.1結(jié)構(gòu)特點分析-1 1.2.2工作原理分析-2 第二章 工業(yè)機器人手臂升降機構(gòu)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計-3 2.1機械手手部設(shè)計-3 2.1.1設(shè)計時要注意的問題-3 2.1.2手指夾緊力的計算-3 2.1.3氣缸的設(shè)計-3 2.2移動關(guān)節(jié)的設(shè)計-4 2.2.1驅(qū)動方式的比較-4 2.2.2氣缸的設(shè)計-4 2.3小臂的設(shè)計-5 2.3.1設(shè)計時注意的問題-5 2.3.2小臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計-5 2.3.3軸的設(shè)計計算-6 2.3.4軸承的選擇-7 2.3.5軸承摩擦力矩的計算-7 2.3.6伺服系統(tǒng)的選擇-8 2.3.7傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計-8 2.4大臂的設(shè)計-12 2.4.1結(jié)構(gòu)的設(shè)計-12 2.4.2軸的設(shè)計計算-12 2.4.3軸承的選擇-13 2.4.4軸承摩擦力矩的計算-14 2.5立柱的設(shè)計-14 2.5.1設(shè)計時注意的問題-14 第三章 直線導(dǎo)軌的選擇-16 3.1直線導(dǎo)軌特點-16 3.2直線導(dǎo)軌主要參數(shù)-16 3.3直線導(dǎo)軌的壽命-17 第四章 工業(yè)機器人手臂升降機構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計-18 4.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟-18 4.2PLC類型的選擇及I/O點的確定-18 4.2.1PLC類型的選擇-18 4.2.2I/O點的確定-18 4.3PLC程序的編程-19 4.3.1編寫PLC程序-19 4.3.2制作N-S流程圖-19 4.3.3編寫PLC程序時需要注意的問題-20 結(jié)束語-21 致謝-22 參考文獻-23 |
