生产线装配机器人手臂设计说明
六自由度机械手设计说明书
六自由度机械手设计说明书设计参数摘要随着现代科技和现代工业的发展，工业的自动化程度越来越高。
工业的自动化中机械手发挥了相当大的作用，小到机床的自动换刀机械手，大到整个的全自动无人值守工厂，无一不能看到机械手的身影。
机械手在工业中的应用可以确保运转周期的连贯，提高品质。
另外，由于机械手的控制精确，还可以提高零件的精度。
机械手在工业中的应用十分广泛，如：一、以提高生产过程中的自动化程度应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。
二、以改善劳动条件，避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。
在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。
三、可以减轻人力，并便于有节奏的生产应用机械手代替人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。
因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。
应用前景工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
机器人机械结构的说明书
机器人机械结构的说明书1. 引言本说明书旨在详细描述机器人的机械结构，以帮助用户了解并正确使用该机器人。
机器人的机械结构是其核心组成部分，决定了机器人的稳定性、运动灵活性和工作效率。
本文将介绍机器人的整体结构、关键零部件及其功能，以及装配和维护注意事项。
2. 机器人整体结构2.1 机器人外形特点本机器人采用全金属框架，稳定可靠。
其外形紧凑、简洁，并且具备良好的机械强度和刚性，确保机器人在复杂环境中的稳定运行。
2.2 关键组件及其功能2.2.1 机械臂机械臂是机器人的核心部件，由多个连杆和关节组成。
其主要功能是模拟人体手臂的运动，实现精准抓取和操作物体的能力。
机械臂采用精密滑轨设计，具备灵活、快速、稳定的运动特性。
2.2.2 轮式底盘轮式底盘是机器人的移动装置，由多个齿轮和电机驱动。
其主要功能是实现机器人的平稳移动和转向操作。
底盘设计合理，具备良好的防震性能和操控性，适应各类地面环境。
2.2.3 感应器件机器人配备多种感应器件，如接近传感器、力传感器和视觉传感器等。
这些感应器件可以实时获取环境信息，并将其传输给控制系统。
感应器件的准确性和稳定性对机器人的操作和安全性至关重要。
2.2.4 控制装置控制装置是机器人的大脑，用于接收和处理来自各个部件的信息，并根据预设程序控制机器人的运动。
控制装置采用先进的控制算法和可编程控制器，具备高效、可靠的控制性能。
3. 机器人的装配和调试机器人的装配和调试应由专业人员进行，确保各个部件的正确安装和互联。
在装配过程中，应注意零部件的顺序和紧固度，以及电气连接的正确性。
装配完成后，应进行全面的系统测试和调试，确保机器人的各项功能正常运行。
4. 机器人的维护与保养机器人的维护与保养是保证其长期稳定运行的重要环节。
用户应遵循以下原则进行：4.1 定期检查和紧固定期检查机器人的外观和各个零部件，确保其完好无损。
同时，对螺栓、紧固件等进行紧固，防止松动影响机器人的稳定性。
4.2 清洁和防尘机器人应保持清洁，并定期进行清扫和除尘工作。
机床上下料机械手设计 说明书(65页)
第1章绪论1.1 选题背景机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。
机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。
目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC 中一个重要组成部分。
把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。
当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。
而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。
因此，进行机械手的研究设计是非常有意义的。
1.2 设计目的本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合，完成一个特定功能、特殊要求的数控机床上下料机械手的设计，能够比较好地体现机械设计制造及其自动化专业毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践的有机结合。
目前，在国内很多工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成，劳动强度大、生产效率低。
为了提高生产加工的工作效率,降低成本,并使生产线发展成为柔性制造系统,适应现代自动化大生产,针对具体生产工艺,利用机器人技术，设计用一台装卸机械手代替人工工作，以提高劳动生产率。
三自由度机械手臂说明
2.2.2机械臂……………………………………………………………6
2.3机械手的设计……………………………………………………………6
2.4驱动方式…………………………………………………………………8
2.5传动方式…………………………………………………………………9
“工业机器人”（Industrial Robot）：多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置（国内称作工业机器人或通用机器人）。
机器人是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。机器人具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人，而把工业机械人称为通用机器人。
第1章绪论…………………………………………………………………………5
1.1机器人概述………………………………………………………………5
第2章机器人实验平台介绍及机械手的设计……………………………………6
2.1自由度及关节……………………………………………………………6
2.2基座及连杆………………………………………………………………6
SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
课程设计说明书
三自由度机械手臂设计
学院：农业工程与食品科学学院
专业：农业机械化及其自动化
学生姓名：赵国0911034036
学生姓名：李继飞0911034030
学生姓名：程小岩0912034039
指导教师：程卫东
2013年1月
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Байду номын сангаас现的方式。
(完整word版)机械手臂课设说明书.
)机械手臂课设说明书.目录1引言 (1)2 PLC的简介 (2)2。
1 PLC的产生 (2)2.2 PLC的定义和特点 (2)2。
2。
1 PLC的定义 (2)2.2.2 PLC的特点 (2)2。
3可编程控制器的主要性能指标 (3)2。
4 PLC系统的组成 (4)2。
4.1 PLC的硬件结构 (4)2.4。
2 PLC的软件 (4)2。
5 PLC的应用领域 (4)3方案设计 (6)3。
1 主程序设计 (6)3。
2 公用程序设计 (7)3.3 自动程序设计 (8)3.4 手动程序设计 (9)3.5 自动回原点程序设计 (9)4心得体会 (11)参考文献 (12)附录1 (13)附录2 (17)1引言机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。
近年来随着工业自动化的发展机械手逐渐成为一门新兴学科,并得到了较快的发展。
机械手广泛地应用与锻压、冲压、锻造、焊接、装配、机加、喷漆、热处理等各个行业。
特别是在笨重、高温、有毒、危险、放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中,机械手由于其显著的优点而受到特别重视。
总之，机械手是提高劳动生产率，改善劳动条件，减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个重要手段.国内外都十分重视它的应用和发展。
可编程序控制器（PLC)是专为在工业环境下应用而设计的实时工业控制装置。
随着微电子技术、自动控制技术和计算机通信技术的飞速发展，PLC在硬件配置、软件编程、通讯联网功能以及模拟量控制等方面均取得了长足的进步，已经成为工厂自动化的标准配置之一［1]。
由于自动化可以节省大量的人力、物力等，而PLC也具有其他控制方式所不具有的特殊优越性,如通用性好、实用性强、硬件配套齐全、编程方法简单易学，因此工业领域中广泛应用PLC。
机械手在美国、加拿大等国家应用较多，如用果实采摘机械手来摘果实、装配生产线上应用智能机器人等。
我国自动化水平本身比较低，因此用PLC来控制的机械手还比较少。
2 PLC的简介2。
机器人设计说明
机器人设计说明随着科技的飞速发展，机器人在我们的生活和工作中扮演着越来越重要的角色。
从工业生产线上的自动化设备到家庭中的智能助手，机器人的应用领域不断拓展。
在这篇文章中，我将详细介绍机器人的设计过程和关键要素。
一、设计目标和应用场景在设计机器人之前，首先需要明确其设计目标和应用场景。
是用于工业生产中的重复性劳动，还是用于医疗领域的辅助治疗，亦或是用于家庭服务的日常任务？不同的应用场景对机器人的功能、性能和外形都有着不同的要求。
例如，如果是设计一款用于工业生产的机器人，那么它需要具备高精度、高速度和高可靠性，能够长时间稳定运行，完成诸如焊接、装配等复杂的工作任务。
而如果是设计一款家庭服务机器人，可能更注重人机交互的友好性和安全性，能够理解和响应人类的各种指令，完成诸如打扫卫生、照顾老人小孩等任务。
二、机械结构设计机器人的机械结构是其身体的支撑和运动的基础。
这包括机器人的机身、关节、手臂、腿部等部分的设计。
在机械结构设计中，需要考虑机器人的工作空间、负载能力、运动速度和精度等因素。
关节的设计直接影响机器人的运动灵活性和精度，常见的关节类型有旋转关节和平移关节。
为了实现精确的运动控制，还需要选用合适的传动装置，如齿轮传动、丝杠传动、同步带传动等。
同时，机器人的外形设计也需要考虑到其应用环境和人机交互的需求。
例如，在工业环境中，机器人的外形可以较为简洁，以提高其防护性能和工作效率；而在家庭环境中，机器人的外形可以更加圆润、可爱，以增加用户的接受度。
三、传感器系统传感器是机器人感知外部环境的重要手段。
通过各种传感器，机器人能够获取周围环境的信息，包括位置、距离、温度、湿度、图像等。
常见的传感器有位置传感器、力传感器、视觉传感器、激光雷达等。
位置传感器可以用于检测机器人各个关节的位置和运动状态；力传感器可以感知机器人与外界物体的接触力，从而实现精确的操作控制；视觉传感器和激光雷达则可以帮助机器人获取周围环境的图像和距离信息，实现避障和导航。
SCARA工业机器人设计计算说明书
Harbin Institute of Technology综合课程设计Ⅱ报告题目：SCARA工业机器人设计院系：机电工程学院班级： *******姓名： ****学号： ***********指导教师： ***哈尔滨工业大学2017年10月26日目录第1章SCARA机器人简介 (1)第2章SCARA机器人的总体设计 (2)2.1 SCARA机器人的驱动方式 (2)2.1.1液压驱动 (2)2.1.2气压驱动 (2)2.1.3电力驱动 (3)2.2 SCARA机器人驱动方式的确定 (4)2.3 SCARA机器人的减速器选择 (4)2.4 SCARA机器人传动机构的对比与分析 (5)2.5 SCARA机器人机构杆件参数初定 (6)2.6 SCARA机器人运动空间计算 (7)2.7 SCARA机械臂材料初定 (9)第3章SCARA机器人关节元件设计计算 (10)3.1 滚珠丝杆滚珠花键的计算及选型 (10)3.1.1 计算滚珠丝杆花键的负载 (10)3.1.2 计算滚珠丝杠花键的转速 (11)3.1.3 螺母的选择 (11)3.1.4 计算滚珠丝杠花键的最大动载荷 (11)3.1.5 刚度的验算 (12)3.1.6 计算传动效率 (12)3.1.7滚珠丝杠花键选择 (13)3.1.8 滚珠丝杠花键驱动电机的选择与计算 (13)3.2 3轴同步齿形带的设计与选型 (14)3.2.1 确定同步齿形带的计算功率 (14)3.2.2 选定带型和节距 (15)3.2.3 大小带轮齿数及节圆半径。
(15)3.2.4 同步带带速计算 (16)3.2.5 初选中心距 (16)3.2.6 带长及齿数确定 (17)3.2.7 基本额定功率 (17)3.2.8 带宽计算 (18)3.2.9 作用于轴上的力计算 (18)3.3 4轴同步齿形带的设计与选型 (19)3.3.1 确定同步齿形带的计算功率 (19)3.3.2 选定带型和节距 (19)3.3.3 大小带轮齿数及节圆半径。
SCARA工业机器人设计计算说明书
Harbin Institute of Technology综合课程设计Ⅱ报告题目：SCARA工业机器人设计院系：机电工程学院班级：*******：****学号：***********指导教师：***哈尔滨工业大学2017年10月26日目录第1章SCARA机器人简介 (1)第2章SCARA机器人的总体设计 (2)2.1 SCARA机器人的驱动方式 (2)2.1.1液压驱动 (2)2.1.2气压驱动 (2)2.1.3电力驱动 (3)2.2 SCARA机器人驱动方式的确定 (4)2.3 SCARA机器人的减速器选择 (4)2.4 SCARA机器人传动机构的对比与分析 (5)2.5 SCARA机器人机构杆件参数初定 (6)2.6 SCARA机器人运动空间计算 (7)2.7 SCARA机械臂材料初定 (9)第3章SCARA机器人关节元件设计计算 (10)3.1 滚珠丝杆滚珠花键的计算及选型 (10)3.1.1 计算滚珠丝杆花键的负载 (10)3.1.2 计算滚珠丝杠花键的转速 (11)3.1.3 螺母的选择 (11)3.1.4 计算滚珠丝杠花键的最大动载荷 (11)3.1.5 刚度的验算 (12)3.1.6 计算传动效率 (12)3.1.7滚珠丝杠花键选择 (13)3.1.8 滚珠丝杠花键驱动电机的选择与计算 (13)3.2 3轴同步齿形带的设计与选型 (14)3.2.1 确定同步齿形带的计算功率 (14)3.2.2 选定带型和节距 (15)3.2.3 大小带轮齿数及节圆半径。
(15)3.2.4 同步带带速计算 (16)3.2.5 初选中心距 (16)3.2.6 带长及齿数确定 (17)3.2.7 基本额定功率 (17)3.2.8 带宽计算 (18)3.2.9 作用于轴上的力计算 (18)3.3 4轴同步齿形带的设计与选型 (19)3.3.1 确定同步齿形带的计算功率 (19)3.3.2 选定带型和节距 (19)3.3.3 大小带轮齿数及节圆半径。
机械手设计说明书
摘要本文简要介绍了电动式关节型机器人机械手的概念，机械手硬件和软件的组成，机械手各个部件的整体尺寸设计，气动技术的特点。
本文对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。
同时，设计了机械手的夹持式手部结构，设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩。
设计了机械手的手臂结构。
设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图，大大提高了绘图效率和图纸质量，画出了机械手的装配图图。
关键词：工业机器人机械手电动电动式关节型机器人机械手AbstractAt first, the paper introduces the conception of the industrial robot and the Eller. Dairy information of the development briefly. What’s more, the paper accounts for the background and the primary mission of the topic.The paper introduces the function, composing and classification of the manipulator, tells out the free-degree and the form of coordinate. At the same time, the paper gives out the primary specification parameter of this manipulator,The paper designs the structure of the hand and the equipment of the drive of the manipulator. This paper designs the structure of the wrist, computes the needed moment of the drive when the wrist wheels and the moment of the drive of the pump.The paper designs the structure of the arm. The paper institutes two control schemes of according to the work flow of the manipulator. The paper draws out the work time sequence chart and the trapezium chart.KEY WORDS: Industrial robot robot electricelectric-type joints robot manipulator第1章绪论1.1绪言到目前为止，世界各国对“机器人机械手”还没有做出统一的明确定义。
五自由度机械手臂设计说明书
五自由度机械手臂设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。
作者签名：___________________ 日期：_______________指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解________ 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本; 学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文; 在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权_________________________ 大学可以将本学位论文的全部或部分容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名: 日期：年月注意事项1. 设计（论文）的容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致9）附录（对论文支持必要时）2. 论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
机器人结构设计说明
(1)明确采用机器人的目的和任务。 (2)分析机器人所在系统的工作环境，包括设备兼容性等。 (3)认真分析系统的工作要求，确定机器人的基本功能和方 案。 如机器人的自由度数、信息的存储容量、定位精度、抓取重 量…… (4)进行必要的调查研究，搜集国内外的有关技术资料。
金属切削机床上下料：±(0.05-1.00) mm 冲床上下料：±1 mm
模锻：
±(0.1-2.0) mm 点焊： ±1 mm
装配、测量： ±(0.01-0.50) mm 喷涂： ±3 mm
当机器人或机械手本身所能达到的定位精度有困难时，可采用辅助工夹 具协助定位的办法，即机器人实现粗定位、工夹具实现精定位。
②为了扩大工业机器人的工作范围，可更换具有更长长度的 手臂模块或加接手臂模块。下图所示是一种多关节多臂检测机 器人，不仅多臂模块组合成的手臂很长，而且手臂可作波浪运 动。
③能不断对现役模块化工业机器人更新改造。比如，用户可 以选用伸缩套筒式手臂模块来更替原有固定长度的模块；随着 控制技术和传感技术的发展，可更换更高性能的控制模块和更 高精度的传感器模块；更换新模块来进行工业机器人的维修保 养。
滚球丝杠副
（d）液压传动（直接平移）
30
（e）气压传动（直接平移）
31
（2） 旋转驱动机构 （a）齿轮链 齿轮链是由两个或两个以上的齿轮组成的传动机构。它
不但可以传递运动角位移和角速度, 而且可以传递力和力矩。 现以具有两个齿轮的齿轮链为例, 说明其传动转换关系。其中 一个齿轮装在输入轴上, 另一个齿轮装在输出轴上, 如图所示。
5
3、仿真分析
(1)运动学计算。分析是否达到要求的速度、加速度、位置。 (2)动力学计算。计算关节驱动力的大小，分析驱动装置是否满 足要求。 (3)运动的动态仿真。将每一位姿用三维图形连续显示出来，实 现机器人的运动仿真。 (4)性能分析。建立机器人数学模型，对机器人动态性能进行仿 真计算。 (5)方案和参数修改。运用仿真分析的结果对所设计的方案、结 构、尺寸和参数进行修改，加以完善。
机械手手臂设计
仲恺农业工程学院《机械系统》课程设计说明书设计题目：工业机械手设计—臂部伸缩指导老师：张日红关秋菊院系：机电工程学院班级：机械072班姓名：蔡钟文学号：200710824224前言 (3)一、设计要求及主要参数： (3)二、机械手臂伸缩机构设计 (4)1、结构初设计 (4)2、结构改进 (5)3、手臂伸缩驱动力计算 (5)4、手臂伸缩液压缸参数计算 (6)三、液压传动与控制系统设计 (9)四、机械手的控制 (11)1、电气控制系统： (11)2、机械手可编程顺序控制 (11)五.总结 (17)六．参考文献 (17)前言机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产品。
不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供的性能，质量和成本，都对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的影响。
机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。
因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手是工业机器人的一个重要分支。
它能模仿人手的某些动作功能，按照编程来完成各种预期的作业任务。
在某些方面它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，显著地减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。
工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作，采用机械手是最有效的。
不仅如此，机械手还能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门，具有强大的生命力。
随着机械手在工业的各个领域地广泛应用，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展将起着重要的作用。
一、设计要求及主要参数：1、运动简图：2、抓重：50N,100N,150N,200N,250N,300N3、自由度：4个4、臂部运动参数：5、腕部参数：6、定位方式：电位器（或接近开关等）设定，点位控制；7、手指夹持范围：棒料直径ø50~ø70mm ，长度450～1200mm8、驱动方式：液压（中、低压系统）9、定位精度：+/-3mm10、控制方式：PLC控制此次设计我们以5人为一小组的形式对机械手执行机械进行设计，本人负责的是手臂伸缩机械的设计，下文将就这部分进行说明。
自由度机械臂设计说明
自由度机械臂设计说明简介自由度机械臂是一种多关节的机械装置，具有灵活性和精准性，并广泛应用于工业生产线、医疗手术和科研实验等领域。
本文将介绍自由度机械臂的设计原理、结构以及应用场景。
设计原理自由度机械臂的设计原理基于刚体运动学和力学原理。
其关节可由电机或液压缸驱动，通过控制系统对其运动进行精确控制。
主要设计原理如下：1.机械结构设计：自由度机械臂的结构可分为一臂、二臂和多臂式，根据不同的应用需求选用合适的结构形式。
每个关节可通过旋转、平移或伸缩来实现机械臂的运动。
2.动力学分析：对机械臂的动力学进行分析，包括关节的力矩和角速度计算。
通过合理的设计和控制算法，使机械臂能够稳定地完成所需的动作。
3.传感器与控制系统：为了实现准确的控制，机械臂通常配备传感器，如编码器和力传感器，用于实时获取机械臂的位置和力信息。
控制系统则根据传感器反馈的数据进行动作规划和控制算法的调整。
结构设计自由度机械臂的结构设计主要涉及材料选择、关节设计和运动范围的确定。
1.材料选择：根据机械臂的使用环境和承载要求，选择合适的材料以保证机械臂的强度和稳定性。
常见的材料有铝合金、碳纤维复合材料等。
2.关节设计：关节是机械臂的运动部分，其设计应考虑关节的转动自由度、驱动方式以及承载能力。
关节的材料和结构应具备足够的刚度和耐磨性，以保证机械臂的运动精度和寿命。
3.运动范围的确定：根据应用需求确定机械臂的运动范围，包括关节的旋转范围和机械臂的工作空间。
在设计过程中，需要考虑机械臂的尺寸、关节的限位和避免碰撞等因素。
应用场景自由度机械臂在许多领域都有广泛的应用，以下是几个常见的应用场景：1.工业生产线：自由度机械臂可用于物料搬运、装配和焊接等工业生产任务，提高生产效率和产品质量。
2.医疗手术：自由度机械臂可用于精确的手术操作，减少手术风险和提高手术成功率。
3.科研实验：自由度机械臂可用于科研实验中的精密操作，如材料测试和样品处理等。
4.无人驾驶：自由度机械臂可用于无人驾驶车辆中的感知和控制，实现自主驾驶和智能交互。
机器人手臂关节结构设计说明书
摘要机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。
机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
是一门涉及计算机科学、机械学、电子学、自动控制、人工智能等多个方面的学科，它代表了机电一体化的最高成就。
现今，机械手已经运用到各个领域，特别是在装配作业方面。
在装配机械手中，平面关节型装配机械手（即SCARA型）是应用最广泛的一种装配机械手。
本课题提出设计一种服务机械手，用于电子元器件等的装配，在分析国内外SCARA产品基础上，经过不同方案的比较，在确定了最优方案后通过认真的计算，仔细的校核，使设计结构简单、运行可靠、经济合理，能满足教学实验等需要，对于更好地熟悉和掌握相关课程具有重要的意义。
本文设计的是一种小型服务装配机械手，主要对这种机械手进行结构方面的设计。
本文设计的SCARA机器人具有以下特点：通用性好、体积小、重量轻、外形美观、成本低，对其本体的可行方案进行了充分的研究后，设计成具有多个自由度的结构，由机身、大臂、小臂及手腕组成，谐波减速器、齿轮、丝杠螺母等组成了机械手简单可靠的传动方案。
该电机的多个关节均采用步进电机驱动，具有控制简单、成本低的特点。
关键词：工业机械手自由度机器人AbstractRobot is a kind of science related to many other ones such as computer science, mechanism, electronics, automation control and artificial intelligence. Now, robots are used in many fields, especially in the aspect of assembly task. It represents the up-most level of mechatronics. Among assembly, plane articulated assemblyrobot (SCARA manipulator) is used most widely.This topic puts forward designing a kind of assemble robot, used for an assemble electronics component, after analy domestic and international SCARA, the surface of sphere SCARA etc. Through compare with different project. After making sure superior project, though the careful calculation and check.Make design with simple structure,credibility circulate, reasonable cost, can satisfy the teaching experiment etc..The presented SCARA manipulator in this paper is a pint-sized assembly robot, where the structure of SCARA manipulator is designed. The presented SCARA manipulator in this paper has following characters: good universality, small volume, light weight, beautiful appearance and low cost, so the structure of robot is fully considered which has four freedoms and is consisted of comprises base, big arm, small arm and wrist. The simple reliable transmission scheme of SCARA manipulator is composed of harmonic deceleration and gear wheel and feed screw. The four joints are all driven by stepping motors, which has the characters of simple control and low cost.Keyword: Industrial robots Freedom Robot目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)第2章总体方案设计 (3)2.1 工业服务机器手的传动系统设计 (3)2.1.1机械手驱动系统的比较与选择 (3)2.1.2 传动机构的对比与分析 (5)2.2 机械手总体设计方案的比较确定 (6)第3章步进电机的选择及其校核计算 (11)3.1 主要技术参数确定 (11)3.2 各自由度步进电机的选择 (11)3.2.1第一自由度步进电机的选择 (12)3.2.2第二自由度步进电机的选择 (13)3.2.3第三自由度步进电机的选择 (13)3.2.4第四自由度步进电机的选择 (14)3.2.5第五自由度步进电机的选择 (14)3.3 第一自由度轴传动系统的计算与校核 (14)3.3.1第一自由度轴的等效转动惯量的计算 (14)3.3.2 步进电机1的校核 (15)3.4 第二自由度轴传动系统计算与校核 (15)3.4.1第二自由度等效转动惯量的计算 (15)3.4.2 步进电机2的校核 (16)3.5 第三自由度轴传动系统的计算与校核 (16)3.5.1第三自由度等效转动惯量的计算 (16)3.5.2 步进电机3的校核 (17)第4章系统整体的设计与校核 (18)4.1 同步齿形带传动设计 (18)4.1.1求出设计功率d P (18)4.1.2选择带的节距 (18)4.1.3确定带轮直径和带节线长 (18)4.1.4选择带长Lp (19)4.1.5近似计算中心距 (19)4.1.6进行标准带宽的选择 (20)4.2 各输出轴的设计 (21)4.2.1机身输出轴设计 (21)4.2.2 大臂输出轴设计 (21)4.2.3 大臂与小臂连接轴设计 (21)4.2.4 带轮轴设计 (21)4.2.5升降轴设计 (22)4.3 滚珠丝杠副校核 (23)4.3.1最大工作载荷计算 (23)4.3.2最大动负载C的计算与校核 (23)4.3.3传动效率计算 (23)4.3.4刚度计算 (24)4.3.5丝杠稳定性验算 (24)4.4机械手机身的设计 (25)4.5其他部分结构设计 (25)第5章控制系统设计 (27)5.1 机器人控制的特点 (27)5.2 机器人控制的分类 (28)5.2.1点位控制(PTP)机器人： (28)5.2.2连续轨迹控制(CP)机器人： (28)结论 (29)参考文献 (30)致谢................................................ 错误!未定义书签。
生产线上的机械手原理
生产线上的机械手原理
生产线上的机械手是一种自动化设备，用于实现工业生产的自动化和智能化。
机械手主要由结构、传动、控制和感知四个部分组成。
结构部分包括底座、支架、臂和手等组件，通过各个组件之间的连接和关节运动，实现机械手的灵活性和多样化操作。
传动部分通常采用电机、减速器和传动装置等机械元件，用于产生力和运动，将电能转化为机械能，并将运动传递到机械手的各个部分。
控制部分是机械手的大脑，包括控制器、编程器和传感器等设备。
控制器通过编程器对机械手进行程序设置，控制各个关节的运动和动作序列，实现机械手的精确操作和自动化控制。
感知部分是机械手与环境进行交互的重要组成部分，包括传感器、视觉系统和力/力矩传感器等。
传感器用于获取环境信息，如物体位置、形状和力度等，通过这些信息，机械手可以实现精确抓取和操作。
机械手的工作原理是通过控制系统对机械手的各个部分进行控制和调节，使其按照预设的程序进行工作。
通过结构、传动、控制和感知等部分的协同作用，机械手能够完成各种复杂的操作，提高生产效率和质量，并减少人力成本。
通用机械臂设计说明书
题目: 通用机械臂机构设计目录1.绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 国内外研究现状和趋势 (1)1.3机械臂的组成 (2)1.4 设计目的 (3)1.5研究内容 (4)2.机械臂的总体设计方案 (4)2.1 机械臂总体结构的类型 (4)2.2机械臂主要部件及其运动 (5)2.3驱动机构选择 (6)2.4机械臂技术参数 (6)3.机械臂手部计算 (7)3.1手部设计基本要求 (7)3.2典型手部结构 (7)3.3机械臂手爪的设计计算 (7)4.腕部的设计计算 (12)4.1腕部设计基本要求 (12)4.2腕部结构 (13)4.3腕部的设计计算 (13)5.臂部设计以及有关计算 (17)5.1臂部设计的基本要求 (18)5.2手臂的典型机构及其选择 (19)6机座设计 (24)结论 (24)参考文献 (25)1.绪论1.1 选题背景机械臂是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械臂的发展，使得机械臂能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
机械臂能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。
机械臂越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。
目前，机械臂已发展成为柔性制造系统FMS 和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。
把机床设备和机械臂共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。
当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。
而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械臂的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。
机械手说明书
前言近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。
例如：在机床加工，装配作业，劳动条件差，单调重复易于疲劳的工作环境以及在危险场合下工作等。
随着工业技术的发展，工业机器人与机械手的应用范围不断扩大，其技术性能也在不断提高。
在国内，应用于生产实际的工业机器人特别是示教再现性机器人不断增多，而且计算机控制的也有所应用。
在国外应用于生产实际的工业机器人多为示教再现型机器人，而且计算机控制的工业机器人占有相当比例。
带有“触觉”，“视觉”等感觉的“智能机器人”正处于研制开发阶段。
带有一定智能的工业机器人是工业机器人技术的发展方向。
第1章液压机械手总体方案设计机械手总体设计方案拟定机械手是能够模仿人手的部分动作，按照给定的程序，轨迹和要求，实现自动抓取、搬运或操作动作的自动化机械装置。
在工业中应用的机械手称为“工业机械手”。
能够配合主机完成辅助性的工作，随着工业技术的发展，机械手能够独立地按照程序，自动重复操作。
根据课题的要求，机械手需具备上料，翻转和转位等功能，并按照自动线的统一生产节拍和生产纲领完成以上动作。
设计可参考以下多种设计方案：采用直角坐标式，自动线呈直线布置，机械手在空中行走，按照顺序完成上料、翻转、转位等功能。
这种方案结构简单，自由度少，易于配线，但需要架空行走，油液站不能固定，使得设计复杂程度增加，运动质量增大。
图直角坐标式布局示意图机身采用立柱式，机械手侧面行走，按照顺序完成上料、翻转、转位的功能，自动线仍成直线布置。
这种方案可以集中设计液压站，易于实现电气，油路定点连接，但是占地面积大，手臂悬伸量较大。
工业SCARA机械手臂简介说明
博美德SCARA智能机械手机械手能够在严苛环境下作业，对极端温度的忍受力远高于人类。
空调负荷降低可节约成本。
机器人自动化系统一般占地较小，生产更紧凑；对于工厂而言，投入相同的资源，机器人系统的产出更大，无需扩建厂房却能达到扩大产量目标。
在降低次品率和返工率、提高成品率方面，机器人的变现更是有目共睹，能元成本也随之进一步降低，BONMET机械手拥有高柔性自动化生产能力。
SCARA （图）SCARA 产品简介博美德数控高速智能SCARA 机械手是实现高精度、快速拾放料作业的机器人解决方案，具有体积小巧，速度快、安装空间小等特点。
广泛用于电子零部件组装、搬运、上下料、涂胶、点焊等行业。
通过CANopen 或EtherCAT 总线实现数据通讯，集成EUROMAP ，完成多轴联动插补。
博美德SCARA 机械手拥有无可媲美的灵活性、通用性、性价比以及速度、精度的高度稳定性；可实现多种复杂运动；可配置多台机械手同时相互协调工作。
行业应用电子 食品 生物制药 医疗器械 计算机 航空航天 日用品 LCD/LED 汽车半导体典型应用物料搬运部件组装 涂胶 上下料 视觉检验 点焊 计量分配 传送带跟踪 切断装置 医疗试验参数图示动作范围图纸：安装部详细图纸：参数图示动作范围：安装部详细：※所需行程超出以上范围时，请于本公司联系。
※循环时间及Z轴的工作范围规格不同，请于本公司联系。
博美德SCARA机械手产品设计从多方面考虑并满足了追加用途环境设计博美德SCARA机器人有3个旋转关节，其轴线相互平行，在平面内进行定位和定向。
另一个关节是移动关节，用于完成末端件在垂直于平面的运动。
手腕参考点的位置是由两旋转关节的角位移φ1和φ2，及移动关节的位移z决定的，即p=f(φ1,φ2,z)，如图所示。
这类机器人的结构轻便、响应快，例如Adept1型SCARA机器人运动速度可达10m/s，比一般关节式机器人快数倍。
它最适用于平面定位，垂直方向进行装配的作业。
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摘要状配是产品生产的后续工序, 在制造业中占有重要地位, 在人力、物力、财力消耗中占有很大比例，所以为了节约装配时间，实现装配的自动化，装配机器人应运而生。
本文介绍了装配机器人的设计过程，其中绪论中介绍了设计的背景和意义，还有简要的设计要求，然后根据设计要求先进行机器人的总体设计，接着针对每个部分进行了具体的结构设计，最后为该机器人设计了一套单片机控制系统。
所设计的机器人为关节型机器人，自由度为六个；应用步进电机来驱动每个关节的运动；在减速器设计中应用了结构紧凑的谐波齿轮减速；在传动过程应用了同步带传动；机器人的控制系统为基于单片机STC89C52的控制步进电机的控制系统。
关键词：工业机器人；谐波齿轮减速；单片机控制；生产线AbstractAssembly is a follow-up production processes in the manufacturing sector, which plays an important role in the manufacturing. It takes a large proportion in the consumption of human, material and financial, so in order to save assembly time, to achieve the automation of the assembly, the assembly robot came into being. This article describes the design process of the assembly robot. There are the background and significance of the design in the introduction, which followed by a brief design requirements. And then it is described the overall design of the robot according to the requirements, and then the concrete structure design. Finally, a microcomputer control system for the robot is designed. The robot is articulated robot of 6 degrees of freedom. Stepper motor is applied in driving the movement of each joint. The harmonic gear is applied in the compact design. Timing belt is used in the transmission process. The control system which mainly controls the stepper motors is based on microcontroller STC89C52Keywords: Industrial robots; harmonic gear; microcomputer control;production line目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1装配机器人的概念 (1)1.2工业机器人的分类 (1)1.3工业机器人的基本结构 (2)1.4装配机器人发展现状 (2)1.5装配机器人发展趋势 (4)1.6课题研究的意义与容 (5)第2章装配机器人的总体设计 (7)2.1设计目标和设计容 (7)2.2设计方案 (7)2.2.1 运动方案的确定 (7)2.2.2 传动方式的确定 (8)2.2.3 驱动电机的选择 (9)第3章装配机器人手臂各部分的结构设计 (10)3.1 基本设计参数 (10)3.2 机器人各关节力和力矩的计算 (10)3.3 机器人各关节结构的设计 (13)3.3.1 关节1（腰部）的结构设计 (13)3.3.3 关节3的结构设计 (18)3.3.4 手腕的结构设计 (20)3.3.5 手爪的结构设计 (22)第4章装配机器人控制系统硬件设计 (28)4.1控制电路各芯片的选择 (28)4.2控制电路原理图的设计 (31)结论 (33)致 (34)参考文献 (35)第1章绪论1.1装配机器人的概念设计所指的装配机器人是工业机器人的一种。
所谓工业机器人，就是一种具有自动控制操作移动功能，能完成各种作业的可编程的机电一体化产品。
也可称为机器人操作臂、机器人臂、机械手等。
从外形来看，它和人的手臂相似，是由一系列刚性连杆通过一系列柔性关节交替连接而成的开式链。
这些连杆就像人的骨架，分别类似于胸、上臂和下臂，工业机器人的关节相当于人的肩关节、肘关节和腕关节，如图1-1所示。
操作臂的前端装有末端执行器或相应的工具。
也常称为手或手抓。
手抓是由两个或多个手指所组成，手指可以“开”或“合”，实现抓取动作和细微操作。
综上所述，装配机器人就是指应用在自动化生产线通过计算机控制能够完成所要求的装配任务的工业机器人。
WORD ..WORD .. 突1-1 工业机器人基本结构图1.2工业机器人的分类工业机器人按发展历史的演变顺序可分类三类，第一代机器人、第二代机器人和第三代机器人。
第一代机器人具有示教再现的功能后具有可编程NC装置，设有位置、速度、力等部信息的检测元件（部传感器）和基于这些传感器的控制系统的私服机构。
现在工业中应用的喷漆、搬运、电焊机器人，大多属于第一代机器人。
第二代机器人不仅具有部传感器，还能利用外部传感器探测外部环境和操作对象的有关信息，来改变行动，进行规划，适应外界的变化和干扰。
第二代机器人的中心技术是传感器技术和微机控制技术。
第三代智能机器人将极扩展机器人的应用领域，是当前研究的重点。
智能机器人本身能够认识工作环境、工作对象及其状态，他根据人给予的指令和自身认识外界的结果，独立地决定工作方式，由操作机构和移动机构实现任务目标，并能适应工作环境的变化。
1.3工业机器人的基本结构机器人整机，基本上由两部分组成，一是操作机，一是控制装置，操作机是机器人的本体结构，包括：基座、驱动器或驱动单元、手臂、手腕、末端执行器、行走机构以及安装在操作机上的各种感受装置等。
控制装置一般包括计算机控制系统、司服驱动系统、电源装置以及与操作者联系的装置等。
驱动器或驱动单元是机器人的动力执行机构，根据动力源的类别不同，可分为电机驱动，液压驱动和气动驱动三类。
电动驱动在多数情况下采用直流、交流司服电机，也可采用力矩电机、步进电机等。
手臂和手腕是机器人操作机中的基本部件，它由旋转运动和往复运动的机构组成。
其结构形式是多种多样的，但多数机器人的手臂和手腕是由关节和杆件构成的空间机构，一般有3~10 个自由度组成，工业机器人一般有3~ 6 个自由度，由于机器人具有多自由度手臂、手腕的机构，使操作运动具有通用性和灵活性，这也是区别于一般自动机的特点。
末端执行器是机器人手腕末端机械接口所连接的直接参与作业的机构，如夹持器，焊钳，焊枪，喷枪或其他作业工具，传感器等。
WORD ..1.4装配机器人发展现状装配是产品生产的后续工序, 在制造业中占有重要地位, 在人力、物力、财力消耗中占有很大比例, 作为一项新兴的工业技术, 机器人装配应运而生。
1)我国的发展现状经过多年来的研究与开发, 我国在装配机器人方面有了很大的进步。
目前在装配机器人研制方面, 基本掌握了机构设计制造技术, 解决了控制、驱动系统设计和配置、软件设计和编制等关键技术, 还掌握了自动化装配线及其周边配套设备的全线自动通信、协调控制技术, 在基础元器件方面, 谐波减速器、六轴力传感器、运动控制器等也有了突破。
我国已研制出精密型装配和实用型装配机器人,如吊扇电机机器人自动装配线, 小型电器机器人自动装配线, 以及自动导引汽车发动机装配线, 精密机芯机器人自动装配线等机器人示应用工程。
近几年来, 贤科机器人技术!与国5家高校、科研所合作, 开发出具有自主知识产权的系列化模块化直角坐标型装配机器人CAD 设计平台;开发出两个系列共4 种规格的平面关节型装配机器人; 开发出两种类型3 个系列的直线运动单元以及由此组成的直角坐标型装配机器人; 研制出基于开放式体系结构的机器人控制器。
贤科!自主开发的装配机器人已在家电、电子仪表、轻工等行业得到初步应用,其质量不亚于国外同类产品, 是国当之无愧的最精密的装配机器人。
交通大学研制的精密一号装配机器人!, 是一台带有多传感器和多任务操WORD ..作系统、可离线编程的高速、高精度、四轴SCARA 平面关节式智能精密装配机器人。
装配机器人属于高、精、尖的机电一体化产品, 其自主开发一直受到国家863智能机器人主题专家们的关注, 必将取得更大的突破。
2)国外的发展现状美、日、西欧的制造业中约40% 的劳动力用于装配, 西德电子工业产品总成本的50~ 70% 是装配。
装配机器人是高质量、高柔性、高效率完成自动装配的理想手段。
所以装配机器人得到迅速发展, 如美国工业界Delph i法调查表明到2000年应用于装配和检验的机器人销售台数将从1985年占工业机器人总数16%猛增到35%。
日本装配机器人的增长比任何其他工业应用领域的机器人都快, 增长速度比欧洲和美国更快。
日本装配机器人的增长臂人和其他工业应用领域的机器人都快, 增长速度比欧洲和美国更快。
日本机器人的广泛的应用领域在装配工段, 1985年装配机器人已达15800台, 是焊接机器人的两倍, 成为工业应用领域中应用最多的机器人。
1995 年为33500 台, 产值为2590~ 3000 亿日元, 到2004 年, 达到55000 台, 产值4200~ 5100亿日元。
这个数值远远高于其他领域机器人的发展速度, 为世界所瞩目。
日本作为机器人王国, 各产业中应用的机器人总数占世界的40%。
其中装配机器人近年来异军突起,发展迅速。
据日本产业机器人协会统计, 在1982 ~1991年的10年中, 日本用于装配作业的机器人台数为177500台, 居工程应用数量之首。
据日本产业机器人协会的统计, 日本装配机器人1980年左右首次达到最高点。
生产台数为2849台, 产值2497亿日元,WORD ..以后又呈上升趋势。
目前, 日本应用的装配机器人的主要型号有: 直角坐标型、水平多关节型、垂直多关节型及圆柱坐标型等。
据日本产业机器人协会的预测, 在日本制造业, 装配机器人的需求逐年上升。