六自由度工业机器人设计
六自由度机械手设计说明书要点
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。
六轴工业机器人控制系统的设计与实现
六轴工业机器人控制系统的设计与实现1. 引言1.1 背景介绍六轴工业机器人是目前工业领域中广泛应用的一类机器人，其具有六个自由度，可以在空间中灵活地完成各种复杂任务。
随着工业自动化程度的不断提高和对生产效率的要求不断增加，六轴工业机器人的应用领域逐渐扩大，对其控制系统的要求也日益提高。
在过去的几十年中，随着先进传感器和控制技术的不断发展，六轴工业机器人控制系统也经历了巨大的变革。
传统的控制系统通常采用开环控制或者简单的闭环控制，存在精度不高、抗干扰性差等问题。
而现代六轴工业机器人控制系统则借助先进的传感器和执行器技术，能够实现高精度、高速度的运动控制，满足现代工业生产的需求。
设计和实现一套高性能的六轴工业机器人控制系统具有重要的研究意义和实际应用价值。
本文将从六轴工业机器人控制系统的概述、传感器与执行器的选择与集成、运动规划和轨迹控制、控制算法的设计与实现、实验验证与性能评估等方面展开探讨，旨在为进一步提升六轴工业机器人的控制性能提供理论支持和实用参考。
1.2 研究目的本文旨在探讨六轴工业机器人控制系统的设计与实现，通过分析传感器与执行器的选择与集成、运动规划和轨迹控制、控制算法的设计与实现等方面，以及实验验证与性能评估，来全面介绍六轴工业机器人控制系统的相关内容。
在当前工业自动化生产领域，六轴工业机器人具有灵活性高、工作范围广、精度高等优点，已经成为生产过程中不可或缺的重要设备。
深入研究六轴工业机器人控制系统的设计与实现，对于提高生产效率、降低生产成本具有重要意义。
我们的研究目的是通过对六轴工业机器人控制系统的各个方面进行深入分析和研究，探讨如何有效地实现机器人的运动控制、路径规划和姿态控制，提高机器人的自主工作能力和工作效率，以及增强机器人与人类的交互性。
我们希望通过本文的研究成果，为工业机器人控制系统的设计与实现提供一定的参考和借鉴，推动工业智能化技术的发展，促进工业生产的现代化转型与升级。
UR06六自由度工业机器人说明书
（3）搬运任务
工作对象：笨重物品；
工作任务：定点搬运；
要求：定位精度要求高，对其承载能力和定位精度有较高要求。
工作对象：轻巧物品；
工作任务：定点搬运；
要求：轻拿轻放且定位精度要求高，对机器人的速度稳定和定位精度有较高要求。
学生姓名：
Ⅰ 毕业设计（论文）题目
中文：UR-06六自由度工业机器人设计
英文：UR-06 Six Degrees Freedom of Industrial Robot
Ⅱ 原始资料
1.设计要求一份
2.三维软件一套；
3.相关文献资料若干。
Ⅲ 毕业设计（论文）任务内容
1、课题研究的意义
通过对家用机器人机构设计，希望学生熟悉机电一体化系统的设计过程，以及掌握利用AUTO CAD或UG来绘制二维图形或创建三维实体的能力。毕业设计环节是教学计划中综合性最强的实践教学环节，对培养学生的思想、工作作风及实际能力、提高毕业生全面素质具有很重要的意义。同时，对所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好的开端
对人的研究，国外侧重于对人行走时的步态分析，通过对人脚形状的分析，得出具有圆形截面的脚趾和脚后跟以及具有扁平截面的连接脚趾和脚后跟的中间部分具有最佳的动力学性能。
对动物的研究则表现为对诸如蛇、鱼的结构以及运动性能的研究。仿蛇机器人不仅可以作为管道检测装置也可以作为地震或矿难探索装置，更可以当作极地探测器来进行科研活动。
本次设计完成的主要内容是UR-06六自由度工业机器人结构设计，以及初步运动仿真。在设计过程中，我初步参考了实验室机器人的结构设计理念，后经过老师提供现实产品的结构参考，完善焊、点焊、装配、搬运、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业，其各种优异的功能使其在现代工业生产中更是具有及其重要的地位。
(完整版)六自由度机器人结构设计
六自由度机器人结构设计、运动学分析及仿真学科：机电一体化姓名：袁杰指导老师：鹿毅答辩日期： 2012.6摘要近二十年来，机器人技术发展非常迅速，各种用途的机器人在各个领域广泛获得应用。
我国在机器人的研究和应用方面与工业化国家相比还有一定的差距，因此研究和设计各种用途的机器人特别是工业机器人、推广机器人的应用是有现实意义的。
典型的工业机器人例如焊接机器人、喷漆机器人、装配机器人等大多是固定在生产线或加工设备旁边作业的，本论文作者在参考大量文献资料的基础上，结合项目的要求，设计了一种小型的、固定在AGV 上以实现移动的六自由度串联机器人。
首先，作者针对机器人的设计要求提出了多个方案，对其进行分析比较，选择其中最优的方案进行了结构设计；同时进行了运动学分析，用D-H 方法建立了坐标变换矩阵，推算了运动方程的正、逆解；用矢量积法推导了速度雅可比矩阵，并计算了包括腕点在内的一些点的位移和速度；然后借助坐标变换矩阵进行工作空间分析，作出了实际工作空间的轴剖面。
这些工作为移动式机器人的结构设计、动力学分析和运动控制提供了依据。
最后用ADAMS 软件进行了机器人手臂的运动学仿真，并对其结果进行了分析，对在机械设计中使用虚拟样机技术做了尝试，积累了经验。
第1 章绪论1.1 我国机器人研究现状机器人是一种能够进行编程，并在自动控制下执行某种操作或移动作业任务的机械装置。
机器人技术综合了机械工程、电子工程、计算机技术、自动控制及人工智能等多种科学的最新研究成果，是机电一体化技术的典型代表，是当代科技发展最活跃的领域。
机器人的研究、制造和应用正受到越来越多的国家的重视。
近十几年来，机器人技术发展非常迅速，各种用途的机器人在各个领域广泛获得应用。
我国是从 20 世纪80 年代开始涉足机器人领域的研究和应用的。
1986年，我国开展了“七五”机器人攻关计划。
1987 年，我国的“863”计划将机器人方面的研究列入其中。
目前，我国从事机器人的应用开发的主要是高校和有关科研院所。
毕业设计（论文）开题报告-六自由度工业机器人设计.doc
湖南科技大学2015届毕业设计（论文）开题报告工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一代制造业重要的自动化装备。
自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，及其产品发展很快，已成为柔性制造系统（FMS）、自动化工厂（FA）的自动化工具。
六轴机器人是多关节、多自由度的机器人，动作多，柔性技术较高的工业机器人，应用面也最广泛。
广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在口益改变着人类的生产和生在国外，工业机器人技术日趋成熟，己经成为一种标准设备被工业界广泛应用。
从而，形成了一批具有影响力的、著名的工业机器人公司，它们包括：瑞典的国的KUKA Roboter,美国的Adept Technology>Emerson Industrial Automation、S-T Robotics,这些公司已经成为其所在地区的支柱性产业。
专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。
在发达工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流。
国外汽车行业、电子程机械等行业己经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高像国际上著名公司ABB、Comau、KUKA、村田等都是机器人自动化生产线及物流与仓储自动化设备的集成供应商。
本、意大利、德国、欧盟、美国等国家产业工人人均拥有工业机器人数量位于世界多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。
有数据显示中国每年工业机器人的装机量约占全球的1/8,仅次于日本、韩国，预计国的装机量会超过这两个国家，成为世界上使用工业机器人最多的国家。
自器人市场持续快速增长，工业机器人年均增长速度超过40%,到目前为止，中国以教育、清扫等为代表的服务机器人在国内也在四种新型工业机器人在屮国哈尔滨研制成功。
六自由度机器人结构设计
六自由度机器人结构设计六自由度机器人是一种具有六个独立自由度的机器人系统，允许其在六个不同的方向上进行平移和旋转运动。
这种机器人系统被广泛应用于工业自动化、医疗、航天航空等领域。
在设计六自由度机器人结构时，需要考虑机器人的运动灵活性、精度和稳定性等因素。
本文将探讨六自由度机器人的结构设计。
1.机械结构设计六自由度机器人的机械结构设计是其最基本的设计要素之一、一般而言，六自由度机器人由底座、连接杆、关节和末端执行器等部分组成。
在设计机械结构时，需要考虑机器人的工作空间要求、重量和刚度等因素。
一种常见的结构设计是将机器人分为两个连杆外部结构和四个内部关节连杆结构，以实现较高的精度和稳定性。
2.关节传动系统设计关节传动系统是六自由度机器人结构中的核心组成部分。
六自由度机器人通常使用直流电动机或步进电动机作为驱动器。
在选择驱动器时，需要考虑其扭矩、精度和响应速度等因素。
同时，传动系统也需要选择合适的减速器、链条或齿轮传动等机械传动装置来实现关节的运动。
3.传感器系统设计传感器系统是六自由度机器人结构中的关键部分，用于实现机器人对外部环境和自身状态的感知。
常用的传感器包括编码器、力/力矩传感器、视觉传感器等。
编码器可用于测量关节的位置和速度，力/力矩传感器用于感知机器人对外部环境的力或力矩作用，视觉传感器用于感知机器人周围的物体和环境。
传感器系统设计需要考虑传感器的精度、可靠性和与其他系统的配合等因素。
4.控制系统设计控制系统设计是六自由度机器人的关键环节，用于实现机器人的运动控制和路径规划。
控制系统通常采用计算机或嵌入式系统来实现。
在控制系统设计时，需要考虑机器人的动力学和运动学模型，以及相应的控制算法和控制器设计。
常见的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法和神经网络控制算法等。
5.安全系统设计安全系统设计是六自由度机器人结构设计的重要组成部分，用于保证机器人的运行安全。
安全系统设计包括安全门、急停按钮、碰撞检测装置等。
六自由度机器人结构设计
六自由度机器人结构设计
六自由度机器人是一种常见的机器人结构，它具有六个自由度，可以在三维空间中进行复杂的运动和操作。
这种机器人结构设计广泛应用于工业生产线、医疗机器人、危险环境处理等领域。
在本文中，将详细介绍六自由度机器人的结构设计及其相关内容。
首先，六自由度机器人的结构设计包括机身结构、关节结构和执行器结构三个方面。
机身结构方面，需要考虑机器人的整体刚度和轻量化设计。
一般采用铝合金或碳纤维等轻质材料制作机身结构，以提高机器人的运动速度和机械臂的载荷能力。
同时，采用模块化设计，使得机身结构可以方便更换和维修。
关节结构方面，关节是机器人运动的关键部件。
六自由度机器人通常采用旋转关节和直线推动关节的组合形式。
旋转关节通过电机驱动实现机械臂的旋转运动，而直线推动关节通过气动或液压系统实现机械臂的伸缩运动。
关节结构的设计需要考虑机械臂的运动范围、精度和承载能力等因素，以满足机器人的工作需求。
除了以上三个方面的设计，还需考虑机器人的运动控制和感知系统等方面。
在六自由度机器人的运动控制方面，通常采用闭环反馈控制系统，通过编码器或传感器等装置实时监测机械臂的位置和姿态，并根据设定的轨迹和工作要求进行控制。
感知系统方面，采用视觉、力觉或力矩感知等技术，使机器人能够感知周围环境和物体特征，实现精确的位置和力量控制。
六自由度焊接机器人设计
毕业设计（论文）中文摘要毕业设计（论文）外文摘要目录1 绪论 (2)1.1 课题研究的目的和意义 (4)1.2 本课题国内外研究现状和发展趋势 (5)1.3 本次设计主要完成的工作 (7)2 焊接机器人总体方案确定 (7)2.1 总体传动方案 (7)2.2 驱动方式选择 (7)2.3 各关节传动方案 (8)3 技术参数的确定及详细结构设计 (12)3.1 主要技术参数确定 (12)3.2 传动结构设计 (16)3.3 详细结构设计 (18)4 零部件的计算及校核 (26)4.1 直齿圆锥齿轮的校核计算 (26)4.2 直齿圆柱齿轮的校核计算 (29)4.3 轴的校核计算 (36)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (40)1 绪论“机器人”一词最早出现于1920年捷克作家Karel Capek的剧本《罗萨姆的万能机器人》中。
1984年，ISO（国际标准化组织）采纳了美国机器人协会（RIA）的建议，给机器人下了个定义，即“机器人是一种可反复编程和多功能的用来搬运材料、零件、工具的操作工具，为了执行不同任务而具有可改变和可编程的动作的专门系统（A reprogrammable and multifunctional manipulator ,devised for the transport of materials,parts,tools or specialized systems,with varied and programmed movements,with the aim of carring out varied tasks）”。
[1]工业机器人作为现代制造技术发展重要标志之一和新兴技术产业，已为世人所认同，并正对现代高技术产业各领域以至人们的生活产生重要影响。
机器人是柔性自动化的集中体现。
自从美国推出世界上第一台工业机器人Unimate以来，机器人技术的研究和发展过程经历了三个阶段：（1）第一代是示教再现型的机器人，这类机器人不具备外界信息反馈能力，很难适应变化的环境。
毕业设计6自由度机器人机械结构设计及路径规划
6自由度机器人机械结构设计及路径规划摘要近二十年来，机器人技术发展非常迅速，各种用途的机器人在各个领域广泛获得应用。
我国在机器人的研究和应用方面与工业化国家相比还有一定的差距，因此研究和设计各种用途的机器人特别是工业机器人、推广机器人的应用是有现实意义的。
典型的工业机器人例如焊接机器人、喷漆机器人、装配机器人等大多是固定在生产线或加工设备旁边作业的，本论文作者在参考大量文献资料的基础上，结合任务书的要求，设计了一种小型的实现移动的六自由度串联机器人。
首先，作者针对机器人的设计要求提出了多个方案，对其进行分析比较，选择其中最优的方案进行了结构设计；同时进行了运动学分析，用D- H 方法建立了坐标变换矩阵，推算了运动方程的正、逆解。
机器人广泛应用于工业、农业、医疗及家庭生活中，工业机器人主要应用领域有弧焊、点焊、装配、搬运、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业。
总之，工业机器人的多领域广泛应用，其发展前景广阔。
关键词：机器人关节，运动学分析，工业机器人，自由度CONSTRUCTION DESIGN、KINEMATICS ANALYSIS OF SIX DEGREE OF FREEDOM ROBOTABSTRACTIn the past twenty years, the robot technology has been developed greatly and used in many different fields. There is a large gap between our country and the developed countries in research and application of the robot technology so that there will be a great value to study , design and applied different kinds of robots, especially industrial robots.Most typical industrial robots such as welding robot, painting robot and assembly robot are all fixed on the product line or near the machining equipment when they are working. Based on larger number of relative literatures and combined with the need of project, the author have designed a kind of small-size serial robot with 6 degree of freedom which can be fixed on the AGV to construct a mobile robot.First of all, several kinds of schemes were proposed according to the design demand. The best scheme was chosen after analysis and comparing and the structure was designed. At same time, The kinematics analysis was conducted, coordinate transformation matrix using D - H method was set up, and the kinematics equation direct solution and inverse solution was deduced, robots are widely used in industry, agriculture, medical and family life, the main application areas of industrial robot are complex operations includes welding, spot welding, assembly, handling, painting, inspection, palletizing, grinding polishing and Laser processing etc. In one word, the development prospects of widely used in many fields of industrial robots are broad.KEY WORDS：Robot joints，Kinematics Analysis，Industrial robot，Degree of freedom.目录前言 (1)第1章工业机器人介绍 (2)§1.1工业机器人概述. (2)§1.2 工业机器人的驱动方式 (3)§1.3 工业机器人的分类. (3)第2章工业机器人结构方案确定 (4)§2.1机器人自由度分配和手臂手腕构形 (4)§2.2传动系统布置 (5)§2.3方案描述 (6)第3章机械设计部分 (8)§3.1底座旋转台设计. (8)§3.1.1 电机选择...................................错误!未定义书签。
(完整版)六自由度工业机器人毕业设计
摘要在当今轮毂制造业中，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。
本文设计和研究了一个六自由度的工业机器人，用于生产线的进送料和装配。
首先，本文对生产线布局进行改造设计，提高生产的工作效率，然后，根据设计要求设计了机器人的整体方案和具体的机械结构，选择了合适的传动方式、驱动方式，设计了机器人的底座、大臂、小臂和手部的结构；并且对机器人的传动结构进行设计，机器人为六自由度关节型机器人，全部采用转动关节，关节处采用电机，减速机，齿轮传动机构，蜗轮蜗杆传动机构来实现各个自由度，从而实现所需的运动。
在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，采用PC+DSP运动控制卡的控制方式，确定了控制系统的总体方案，设计了PCI 总线接口电路和DSP。
关键词: 六自由度工业机器人；生产线；结构设计；控制系统；各位如果需要此设计的全套内容（包括二维图纸、中英文翻译、完整版论文、程序、答辩PPT）可加解。
AbstractIn the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance the production efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jops of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take playback way.In this paper ,I will design an industrial robot with six DOFs.First, I will transform line layout and design the structure of the baseto improve the work efficiency of production ,and then, according to the design requirements ,I design the robot mechanical structure of the overall plan and specific ,and chose the right means of transmission and drive mode,Then ,I design the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot,and I design the transmission structure, This robot is a 6-DOF joint robot,These joints are all rotary joints, joints used motor, reducer, gear transmission, worm gear and worm drive mechanism to realize various degrees of freedom, so as to achieve the required movement.On this basis, this paper will design the control system of the robot, which controlled by PC and DSP motion control card, and determine the overall scheme of the control system, design DSP and PCI bus interface circuit .Keywords: 6-DOF industrial robot, line layout , structure design, the control system目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................. I I 第1章绪论 . (5)1.1 课题背景及研究的目的和意义 (5)1.2国内外在该方向的研究现状及分析 (6)1.3 本文的主要研究内容 (9)第2章生产线布局及总体方案的确定 (9)2.1 生产线布局方案 (9)2.1.1机械手 (10)2.1.2 工作流程 (10)2.1.3方案预期达到的目标 (11)2.2总体方案的设计 (11)2.2.1机构的选型 (11)2.2.2驱动方式的选择 (12)2.2.3 传动方案的选择 (13)2.2.4 总体结构方案设计 (14)2.2.5控制方案的设计 (17)2.2.6技术参数列表 (17)2.3 本章小结 (18)第3章结构的设计 (19)3.1 引言 (19)3.2 电机力矩的计算以及驱动电机的选择 (19)3.3减速器的设计 (21)3.4 腰部的设计 (21)3.5 手臂的设计 (22)3.5.1手臂的设计基本要求 (22)3.5.2大臂和小臂 (22)3.5.3连杆 (24)3.6手腕部的设计 (24)3.7末端执行器的设计 (24)3.8本章小结 (26)第4章传动系统的设计及校核 (26)4.1腰部蜗轮蜗杆设计及校核 (26)4.2 腕部传动系统设计及校核 (27)4.2.1传动方案 (27)4.2.2齿轮的设计及校核 (27)4.2.2.1齿轮组设计 (27)4.2.2.2 直齿圆锥齿轮的设计 (27)4.2.3 轴的设计 (27)4.3 本章小结 (29)第5章控制系统设计 (29)5.1 引言 (29)5.2 控制系统的设计 (29)5.2.1 控制系统的类型选择 (29)5.2.2 控制系统的硬件电路 (30)5.3 PCI的接口设计 (30)5.4 DSP的设计 (31)5.4.1 DSP概述 (31)5.4.2 DSP硬件电路 (31)5.4.3 DSP软件 (32)5.5本章小结 (32)结论 (32)参考文献 (34)致谢 (35)第1章绪论1.1 课题背景及研究的目的和意义轮毂制造业属于劳动密集型的行业，除了繁重的体力工作外，几乎每个工序都存在着对人体有害的污染源和潜在的工伤事故:热加工工序烫灼伤的危险，大量易燃易爆燃料及消耗材料时时刻刻威胁着操作手的安全;铝液除气除渣产生的有毒烟尘，机加工冷却液的有害蒸汽，以及涂装工序液体漆、粉漆、前处理药液等等都会严重影响工人的健康;无处不在的轰鸣及刺耳的噪音会使你情绪坏到极点。
六自由度工业机器人设计
六自由度工业机器人对于工业机器人的设计与大多数机械设计过程相同;首先要知道为什么要设计机器人？机器人能实现哪些功能？活动空间（有效工作范围）有多大？了解基本的要求后，接下来的工作就好作了。
首先是根据基本要求确定机器人的种类，是行走的提升（举升）机械臂、还是三轴的坐标机器人、还是六轴的机器人等。
选定了机器人的种类也就确定了控制方式，也就有了在有限的空间内进行设计的指导方向。
接下来的要做的就是设计任务的确定。
这是一个相对复杂的过程，在实现这一复杂过程的第一步是将设计要求明确的规定下来;第二步是按照设计要求制作机械传动简图，分析简图，制定动作流程表（图），初步确定传动功率、控制流程和方式;第三步是明确设计内容，设计步骤、攻克点、设计计算书、草图绘制，材料、加工工艺、控制程序、电路图绘制;第四步是综合审核各方面的内容，确认生产。
下面我将以六轴工业机器人作为设计对象来阐明这一设计过程：在介绍机器人设计之前我先说一下机器人的应用领域。
机器人的应用领域可以说是非常广泛的，在自动化生产线上的就有很多例子，如垛码机器人、包装机器人、转线机器人;在焊接方面也有很例子，如汽车生产线上的焊接机器人等等;现在机器人的发展是非常的迅速，机器人的应用也在民用企业的各个行业得以延伸。
机器人的设计人才需求也越来越大。
六轴机器人的应用范筹不同，设计形式也各不相同。
现在世界上生产机器人的公司也很多，结构各有特色。
在中国应用最多的如：ABB、Panasonic、FANUK、莫托曼等国外进口的机器人。
既然机器人的应用那么广泛，在我国却没有知名的生产公司。
对于作为中国机械工程技术人员来说是一个值得思考的问题！有关机器人技术方面探讨太少了？从业人员还不能成群体？虽然在很多地方可以看到机器的论术，可是却没有真正形成普及的东西。
即然是要说设计，那我就从头一点一点的说起。
力求讲的通俗简明一些，讲得不对的地方还请各位指正！六轴机器人是多关节、多自由度的机器人，动作多，变化灵活;是一种柔性技术较高的工业机器人，应用面也最广泛。
六自由度工业机器人设计
六自由度工业机器人设计六自由度工业机器人是一种具有六个关节的机器人系统。
它具有在六个自由度上运动的能力，这使得它能够进行繁重和复杂的任务，比如装配、焊接、搬运和包装等。
在这篇文章中，我将介绍六自由度工业机器人的设计、特点和应用。
首先，六自由度工业机器人的设计涉及到机械结构、运动学和控制系统。
机械结构决定了机器人的形态和运动范围，可以采用串联、并联或混合结构。
运动学研究机器人的末端执行器在任务空间内的位置和姿态，这涉及到逆运动学和正运动学问题。
控制系统是整个机器人系统的大脑，负责计算和控制机器人的运动。
六自由度工业机器人的特点包括高灵活性、高精度和高负载能力。
它们可以在六个自由度上独立运动，可以实现各种复杂的姿态和路径。
同时，它们的运动精度很高，可以达到亚毫米级别，适用于精细加工和装配任务。
此外，它们通常具有高负载能力，可以携带和操作重物。
六自由度工业机器人在各行各业有广泛的应用。
例如，在汽车制造业中，机器人可以完成汽车零部件的装配和焊接；在食品加工业中，机器人可以进行瓶装和包装；在医疗领域，机器人可以辅助手术和病人护理；在仓储物流业，机器人可以搬运和分拣商品。
这些机器人系统可以提高生产效率、减少人力成本和改善工作环境。
然而，六自由度工业机器人也面临一些挑战。
首先，它们的复杂性导致了设计和制造的困难，需要专业的工程师和技术人员。
其次，它们的成本相对较高，需要考虑到投资回报和经济效益。
此外，人机交互和安全问题也需要重视，以确保机器人与人类工作人员的安全合作。
综上所述，六自由度工业机器人是一种具有六个关节和自由度的机器人系统。
它们的设计、特点和应用都具有复杂性和广泛性。
通过合理的设计和控制，六自由度工业机器人可以实现高灵活性、高精度和高负载能力，从而广泛应用于各行各业。
然而，要克服各种挑战，需要进一步的研究和开发。
六轴工业机器人控制系统的设计与实现
六轴工业机器人控制系统的设计与实现六轴工业机器人是现代工业自动化领域内的重要设备，被广泛应用于各种生产线。
六轴工业机器人的任务是执行一些特定的重复动作，以完成自动化加工和制造。
为了能够更好地控制和管理这些机器人，需要开发一种高效的控制系统。
本文将介绍一种六轴工业机器人控制系统的设计与实现方法。
首先，将介绍机器人的六个自由度及其运动学模型；其次，将讨论机器人控制系统的功能和要求；最后，将详细说明该控制系统的实现过程。
六轴机器人的运动学模型六轴机器人有6个旋转自由度，每个自由度都由单独的电机驱动。
机器人的运动学模型基于世界坐标系和末端执行器的坐标系之间的转换关系建立。
具体来说，机器人旋转关节的运动是基于世界坐标系的X、Y、Z轴，而平移关节的运动则是基于旋转关节的轴线。
机器人控制系统的功能和要求1. 位置控制：控制机器人达到特定的位置，包括直线和圆弧路径。
2. 姿态控制：控制机器人达到特定的姿态，以确保末端执行器在正确的方向上。
3. 动态控制：控制机器人根据动态需求进行控制，例如加速和减速。
4. 软启动和紧急停止：实现机器人软启动，以减少电机的启动冲击，并提供紧急停止功能，以确保安全。
1. 稳定性：控制系统应具有高稳定性，以确保机器人在执行任务时的灵活性和精度。
2. 灵活性：控制系统应具有一定的灵活性，以适应不同的应用场景和需求。
4. 易用性：控制系统应具有易用性，以便于人们掌握和使用。
该控制系统的实现过程1. 硬件设计六轴机器人的硬件由传感器、电机、控制器和执行器四部分组成。
传感器：用于感知机器人当前的姿态和位置，例如，编码器、位移传感器和陀螺仪。
电机：用于驱动机器人的旋转和平移关节，通常使用步进电机或伺服电机。
控制器：用于控制机器人的运动和姿态，通常使用工业计算机或嵌入式系统作为控制器。
执行器：用于完成机器人的特定任务，例如夹持物品或喷涂涂料。
机器人控制系统的软件包括运动规划和实时控制两个部分。
运动规划：根据特定的任务目标，规划机器人的运动轨迹和姿态。
六自由度经济型工业机器人设计与运动学分析
2、正向运动学算法：通过已知的关节角度，求解出机器人的目标位姿，实 现机器人的运动路径规划。
3、雅可比矩阵：描述了机器人的关节角度与目标位姿之间的关系，对于机 器人的轨迹规划和动态控制具有重要的作用。
四、六自由度工业机器人运动学 算法应用
1、在生产线上的应用：在生产线中，六自由度工业机器人可以执行各种复 杂的动作，如抓取、搬运、装配等，大大提高了生产效率。
关键词：六自由度工业机器人，设计与分析，运动学，自动化生产
引言
六自由度工业机器人具有六个独立的运动自由度，可以在三维空间中实现物 体的任意位置和姿态的移动。与传统的工业机器人相比，六自由度经济型工业机 器人具有更高的运动灵活性和更广泛的应用范围。本次演示将介绍六自由度经济 型工业机器人的设计方法及其运动学分析，为进一步研究机器人的控制策略和控 制性能提供基础。
2、在三维空间中的路径规划：通过运动学算法，可以让六自由度工业机器 人在三维空间中执行各种轨迹规划，实现精准的定位和姿态控制。
3、在复杂环境中的应用：在复杂的环境中，如医疗、航空、深海等领域， 六自由度工业机器人可以执行高精度、高危险性的任务，提高了这些领域的工作 效率。
五、结论
六自由度工业机器人的运动学算法是实现其高效、精准运动的核心技术。随 着制造业的发展和对自动化、智能化需求的不断提升，对六自由度工业机器人运 动学算法的研究与应用将更加深入和广泛。我们期待未来的研究能够进一步提高 六自由度工业机器人的性能，以适应更加复杂和严苛的生产环境，为人类的未来 生产生活带来更大的便利和效益。
参考内容
一、引言
随着现代制造业的快速发展，工业机器人已经成为了自动化生产线上的重要 角色。其中，六自由度工业机器人因为其灵活性和高效性，被广泛应用于各种复 杂生产环境中。对于六自由度工业机器人的运动学算法的研究与应用，不仅对提 高生产效率有着显著的意义，同时对机器人的运动精度和稳定性也有着重要的影 响。
基于MATLAB的六自由度工业机器人运动分析及仿真
基于MATLAB的六自由度工业机器人运动分析及仿真六自由度工业机器人是一种常见的工业自动化设备，通过对其运动进行分析和仿真，可以对其性能进行评估和优化。
MATLAB是一种强大的数学计算软件，在工程领域广泛应用，可以帮助我们进行机器人的运动分析和仿真。
首先，我们可以使用MATLAB对六自由度机器人进行建模。
六自由度机器人具有六个自由度，分别为三个旋转自由度和三个平移自由度。
我们可以使用MATLAB的机器人工具箱来建立机器人的模型，并定义其关节参数和连接方式。
通过模型可以获得机器人的几何结构、动力学参数和运动学方程。
接下来，我们可以使用MATLAB进行机器人的运动分析。
运动分析是指通过对机器人的运动学和动力学进行计算，从而获得机器人的运动和力学特性。
机器人的运动学分析主要是利用机器人的几何结构来推导出末端执行器的位置和姿态。
可以使用MATLAB的运动学工具函数来计算机器人的正运动学和逆运动学。
机器人的动力学分析主要是研究机器人的运动和力学特性之间的关系。
动力学分析可以帮助我们确定机器人的运动特性和关节力矩。
我们可以使用MATLAB的动力学工具箱来建立机器人的动力学模型，并使用动力学工具函数来计算机器人的动力学性能。
最后，我们可以使用MATLAB进行机器人的仿真。
机器人的仿真是通过对机器人的动力学进行数值计算，来模拟机器人的运动和力学特性。
通过仿真可以验证机器人的设计和控制方案，并进行参数优化。
在MATLAB 中，我们可以使用数值计算函数和绘图函数来进行机器人的仿真和可视化。
总结起来，基于MATLAB的六自由度工业机器人运动分析及仿真可以帮助我们对机器人的运动和力学特性进行研究和优化。
通过建立机器人的模型，进行运动分析和动力学分析，以及进行仿真和可视化，可以帮助我们理解和改进机器人的性能，在工业自动化领域发挥更大的作用。
六自由度喷涂机器人结构设计及控制共3篇
六自由度喷涂机器人结构设计及控制共3篇六自由度喷涂机器人结构设计及控制1六自由度喷涂机器人结构设计及控制随着制造业的发展，机器人已经被广泛应用于生产线的自动化生产中。
其中，喷涂机器人是其中的一种典型应用。
而当涉及到六自由度喷涂机器人的结构设计及控制时，更需要考虑其复杂性和高精度的要求。
一、六自由度喷涂机器人结构设计1、机械结构六自由度喷涂机器人的机械结构主要包括：（1）底座、支架：底座承载整个机器人，用来支持其机械运动系统的移动；而支架则承载喷涂枪，完成喷涂操作。
（2）关节连接处：分别为底座转轴、肩部转轴、肘部转轴、腕部转轴、手部旋转轴和手部前后移动轴，用来实现机器人的六个自由度。
（3）运动机构：用来实现机械手运动的机构，其中包括减速机、电动机、蜗轮蜗杆等。
2、喷涂系统喷涂系统主要由喷涂枪、贮液桶、涂料管路和涂布机构等组成。
其核心部分是喷涂枪，通常使用喷雾型或高压喷涂型枪头，可以通过电磁阀控制气液流量来完成涂布操作。
3、控制系统机器人控制系统是机器人运作的核心，主要包括控制器、编码器、传感器、处理器等组件。
它可以实现自主控制、运动规划、轨迹控制及误差修正等功能。
二、六自由度喷涂机器人控制1、运动规划机器人的自由度有六个，因此机器人的控制需要先进行轨迹规划，确定机器人的运动轨迹。
轨迹规划通常采用树形规划、势场规划、自适应控制等算法。
2、轨迹控制机器人运动轨迹的控制是机器人完成喷涂任务的基础。
通过轨迹控制，可以根据预先设定的速度、加速度和运动方向等参数来控制机器人的运动。
轨迹控制常常采用PID控制算法、滑动模式控制算法等。
3、误差修正机器人运动过程中难免会出现机械臂的摆动、移动误差等问题。
因此，需要对机器人的运动轨迹进行精细调整，使用传感器对机器人运动误差进行实时监测，通过机器人控制器对机器人运动轨迹进行误差修正。
三、结论六自由度喷涂机器人的设计和控制都需要实现高精度和高效率。
因此，机器人控制系统的优化和控制算法的改进是机器人技术进一步发展的关键。
基于CoDeSys平台的六自由度工业机器人运动控制器设计
收 稿 日 期 ：２０１８ ０３ ０４； 修 回 日 期 ：２０１８ ０２ ２８。 基 金 项 目 ：国 家 自 然 科 学 基 金 面 上 项 目 （６１３７４１０３）；浙 江 省 自 然 科 学 基 金 重 点 项 目（ＬＺ１５Ｆ０３０００３）。 作 者 简 介 ：王 耀 东（１９９３ ），男 ，安 徽 合 肥 人 ，硕 士 研 究 生 ，主 要 从事运动控制和迭代学习控制方向的研究。 徐 建 明（１９７０ ），男 ，江 西 吉 安 人 ，教 授 ，博 士 研 究 生 导 师 ，主 要 从事工业机器人和伺服控制技术方向的研究。
基于 犆狅犇犲犛狔狊平台的六自由度工业机器人 运动控制器设计
王耀东，徐建明，徐胜华
（浙江工业大学 信息工程学院，杭州 ３１００２３）
摘 要 ：针 对 ＥＲ５０六 自 由 度 工 业 机 器 人 ，基 于 ＣｏＤｅＳｙｓ软 件 平 台 开 发 了 一 款 机 器 人 运 动 控 制 器 ； 采 用 ＡＲＭ＋ＣｏＤｅＳｙｓ架 构 和 ＰＬＣｏｐｅｎ规 范 进 行 六 自 由 度 工 业 机 器 人 控 制 系 统 软 件 开 发 以 及 人 机 交 互 界 面 设 计 ；首 先 根 据 Ｄ－Ｈ 参 数 对 ＥＲ５０机 器 人 进 行 运 动 学 建 模 ，并 在 此 基 础 上 封 装 ＥＲ５０机 器 人 正 逆 运 动 学 功 能 块 ；然 后 对 控 制 器 的 示 教 模 块 、点 动 模 块 以 及 在 线 编 程 模 块 进 行 软 件 开 发 并 设 计 各 个 模 块 的 人 机 交 互 界 面 ；在 ＥＲ５０机 器 人 上 实 现 了 运 动 控 制 器 在 线 示 教 、点 动 以 及 在 线 编 程 等 功 能 ； 最 后 通 过 直 线 和圆弧轨迹跟踪实验验证了运动控制器设计的有效性。
六自由度机器人系统设计研究
六自由度机器人系统设计研究摘要随着工业机器人应用领域的不断扩大以及现代工业的快速发展，人们对工业机器人性能的要求越来越高，高速、高精度、智能和模块化成为目前工业机器人发展的主要趋势。
本文研究六轴工业机器人的系统设计，可以提高工业机器人性能的利用率和工作效率，对于工业机器人在工业生产中的应用具有广泛的实际意义。
关键词六自由度机器人；驱动；系统设计工业机器人是多学科交叉的综合性学科，集力学、机械工程、电子工程、机械自动化、计算机科学技术、传感器技术、人工智能等多种先进技术于一体。
随着工业机器人的快速发展，其在汽车制造、机械加工、焊接、热处理、上下料、打磨抛光、搬运码煤、装配、喷涂、检测等作业中得到越来越多的应用。
下面主要以六自由度机器人为例对其系统进行分析。
1 机器人系统从原理上讲，其由四部分组成：控制装置部分机械、本体部分、执行装置部分、传感器部分。
1.1 控制装置部分包括通讯、人机交互以及控制系统三部分，其功能是响应上位机的信号，并使机器人系统按照要求完成动作。
1.2 机械本体部分包括底座、臂部、手腕、末端操作器等部分，每一部分都有若干自由度，构成一个多自由度的机械系统。
1.3 执行装置部分即用来驱动机械系统动作的驱动系统，根据驱动源的不同，驱动系统可以分为电气、液压、气压三种以及把他们结合起来应用的综合系统。
1.4 传感器检测外部信号，并以某种形式发送给控制系统，作为拉制系统的外部输入信号[1]。
2 机器人总体方案设计2.1 设计原则（1）可靠性原则：可靠性问题对于结构复杂，环节较多的机器人极其重要，其贯穿到设计开发的各个环节：方案确定-本体设计-部件选择-制造-调速。
（2）转动惯量最小原则：为使机器人工作效率大幅提高，机器人在由一个工序结束处运动到另一个工序开始处时常以极高的速度运动，产生严重的振动和冲击。
为减少机器人冲击和振动，提高运动的平稳性及动力学特性，需采用转动惯量最小原则。
方法之一就是尽量减少各零部件的质量。
基于MATLAB的六自由度工业机器人运动分析及仿真
基于MATLAB的六自由度工业机器人运动分析及仿真摘要：工业机器人是现代制造工业中广泛应用的先进装备之一，其主要功能是进行重复、高精度和高负荷的工作。
机器人的运动分析和仿真是机器人研究中一个重要的方面，可以通过模拟机器人的运动过程来优化机器人的工作效率和准确性。
本文基于MATLAB环境，对六自由度的工业机器人进行运动分析和仿真研究，提供一种快速、准确且可靠的方法。
引言：工业机器人具有广泛的应用领域，包括汽车制造、电子设备组装、医疗设备等。
机器人的运动分析和仿真是机器人研究中的一个重要步骤，可以帮助工程师优化机器人的设计和运动控制算法。
MATLAB是一种强大的科学计算和虚拟实验环境，可以用于机器人的运动分析和仿真。
方法：本文基于MATLAB环境，采用正运动学和逆运动学方法实现了六自由度工业机器人的运动分析和仿真。
正运动学通过已知关节角度计算机器人末端执行器的位置和姿态。
逆运动学则根据给定的末端执行器的位置和姿态确定关节角度。
同时，使用MATLAB中的3D绘图工具箱将机器人的运动过程进行仿真展示。
结果与讨论：通过正运动学和逆运动学计算，可以得到机器人在给定关节角度下的位置和姿态信息。
MATLAB的3D绘图工具箱可以将机器人的运动过程以三维动画的形式展示出来，方便工程师对机器人的运动轨迹和工作空间进行可视化分析。
结论：本文基于MATLAB环境实现了六自由度工业机器人的运动分析和仿真，提供了一种快速、准确且可靠的方法。
通过正运动学和逆运动学计算，可以得到机器人在给定关节角度下的位置和姿态信息。
MATLAB的3D绘图工具箱可以将机器人的运动过程进行可视化展示，帮助工程师对机器人的运动轨迹和工作空间进行分析和优化。
1.邱华根.《现代机器人控制技术》，清华大学出版社，2024年。
2.张骞.《机器人学导论及控制技术》，电子工业出版社，2024年。
毕业设计(论文)六自由度工业机器人设计(全套图纸)
湖南科技大学毕业设计（论文）题目六自由度工业机器人结构设计作者学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化学号指导教师二〇一五年五月三十日湖南科技大学毕业设计（论文）任务书机电工程学院院机械设计制造及其自动化系（教研室）系（教研室）主任:（签名）年月日学生姓名: 学号: 专业: 机械设计制造及其自动化1 设计（论文）题目及专题：六自由度工业机器人结构设计2 学生设计（论文）时间：自 2015 年3 月 1 日开始至 2015 年 5 月 29 日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：《工业机器人》、《机器人学》、《机器人运动学基础》、《Solidworks2013从入门到精通》4 设计（论文）应完成的主要内容：（1）介绍工业机器人的发展现状及前景；（2）工业机器人工作空间计算和简单的运动学分析；（3）工业机器人结构设计及关键零部件计算；（4）对关键零部件进行强度校核。
5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：（1）相关的计算、设计框图及仿真图；（2）论文不少于35页；（3）说明书中必须有与设计（论文）内容或专业相关的不少于1500字的外文资料翻译。
6 发题时间： 2015 年 3 月 1 日指导教师：学生：湖南科技大学毕业设计（论文）指导人评语[主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价]全套图纸，加153893706指导人：（签名）年月日指导人评定成绩：湖南科技大学毕业设计（论文）评阅人评语[主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]评阅人：（签名）年月日评阅人评定成绩：湖南科技大学毕业设计（论文）答辩记录日期：学生：学号：班级：题目：提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2 设计（论文）图纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]答辩委员会主任：（签名）委员：（签名）（签名）（签名）（签名）答辩成绩：总评成绩：摘要六自由度工业机器人是一种高精度的自动化机械，具有高度的灵活性以及平稳性。
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六自由度工业机器人对于工业机器人的设计与大多数机械设计过程相同;首先要知道为什么要设计机器人？机器人能实现哪些功能？活动空间（有效工作范围）有多大？了解基本的要求后，接下来的工作就好作了。
首先是根据基本要求确定机器人的种类，是行走的提升（举升）机械臂、还是三轴的坐标机器人、还是六轴的机器人等。
选定了机器人的种类也就确定了控制方式，也就有了在有限的空间内进行设计的指导方向。
接下来的要做的就是设计任务的确定。
这是一个相对复杂的过程，在实现这一复杂过程的第一步是将设计要求明确的规定下来;第二步是按照设计要求制作机械传动简图，分析简图，制定动作流程表（图），初步确定传动功率、控制流程和方式;第三步是明确设计内容，设计步骤、攻克点、设计计算书、草图绘制，材料、加工工艺、控制程序、电路图绘制;第四步是综合审核各方面的内容，确认生产。
下面我将以六轴工业机器人作为设计对象来阐明这一设计过程：在介绍机器人设计之前我先说一下机器人的应用领域。
机器人的应用领域可以说是非常广泛的，在自动化生产线上的就有很多例子，如垛码机器人、包装机器人、转线机器人;在焊接方面也有很例子，如汽车生产线上的焊接机器人等等;现在机器人的发展是非常的迅速，机器人的应用也在民用企业的各个行业得以延伸。
机器人的设计人才需求也越来越大。
六轴机器人的应用范筹不同，设计形式也各不相同。
现在世界上生产机器人的公司也很多，结构各有特色。
在中国应用最多的如：ABB、Panasonic、FANUK、莫托曼等国外进口的机器人。
既然机器人的应用那么广泛，在我国却没有知名的生产公司。
对于作为中国机械工程技术人员来说是一个值得思考的问题！有关机器人技术方面探讨太少了？从业人员还不能成群体？虽然在很多地方可以看到机器的论术，可是却没有真正形成普及的东西。
即然是要说设计，那我就从头一点一点的说起。
力求讲的通俗简明一些，讲得不对的地方还请各位指正！六轴机器人是多关节、多自由度的机器人，动作多，变化灵活;是一种柔性技术较高的工业机器人，应用面也最广泛。
那么怎样去从头开始的设计它呢？工作范围又怎样去确定？动作怎样去编排呢？位姿怎样去控制呢？各部位的关节又是有怎么样的要求呢？等等。
让我们带着众多的疑问慢慢的往下走吧！首先我们设定：机器人是六轴多自由度的机器人，手爪夹持二氧气体保护焊标准焊枪;完成点焊、连续焊等不同要求的焊接部件，工艺要求、工艺路线变化快的自动生线上。
最大伸长量：1700mm;转动270度;底座与地平线水平固定;全电机驱动。
好了，有了这样的基本要求我们就可以做初步的方案的思考了。
首先是全电机驱动的，那么我们在考虑方案的时候就不要去考虑液压和气压的各种结构了，也就是传动机构只能用齿轮齿条、连杆机构等机械机构了。
机器人是用于焊接方面的，那么我们就去考察有人工行为下的各种焊接手法和方法。
这里就有一个很复杂的东西在里面，那就是焊接工艺;即然焊艺定不下来，我们就给它区分一下，在常用焊接里有单点点焊、连续断点点焊、连续平缝焊接、填角焊接、立缝焊接、仰焊、环缝焊等等。
搞清了各种焊方法，也就明白了要实现这些复杂的动作就要有一套可行的控制方式才行;在机械没有完全设计出来之前可以不做太多的控制方案思考，有一个大概的轮廓概念就行了，待机械结构做完，各方面的驱动功率确定下来之后再做详细的程序。
焊枪是用常用的标准的焊枪，也就是说焊枪是随时可以更换下来的，也就要求我们要做到对焊枪的夹持部分进行快速锁定与松开。
焊枪在焊接过程中要进行各种焊接姿态调整，那么机械手腕就要很灵活，在各个方位角度上都可调节。
有了上面的基本要求和设定条件，方案推理也有了条理，接下来我们就把设计要求明确下来，设计方向就不会有太大的偏离了。
设计任务设计要求：机器人适用于焊接领域，可以完成各种焊接动作;为了机器人能适应各种焊接工艺，在线调整工艺快速，编制控制程序时采用柔性控制程序，自适应在线、离线示教程序;焊缝、焊池、焊道成像跟踪，自动调节焊机的各项参数。
机器人采用全伺服驱动，地面固定安装。
六轴控制，各关节运动灵活，按工艺描述表设计各轴动作范围，尽量使机构紧凑，整体外形美观。
设计内容机械设计：根据设计要求及工艺描述设计各关节的机械机构，确定各部件的材料和加工工艺;制作计算书，验算机械强度、驱动功率和给出最大抓（举）重量，各运动路径的惯量计算，位姿的控制计算。
验算机器人各关键部件使用寿命。
结合控制程序及电路制作机器人维修保养说明书。
程序控制设计：根据设计要求与机械工程师最后制定的工艺路线设计控制流程;结合机械结构与驱动、信号反馈方式，设计机器人运动程序;程序要具有自适应功能，自动定点跟踪，对焊机电流、电压实时监测，并自动调节;焊道、焊池用成像监测判别技术。
设计电路图有了这样一个文件，我们就好设计了;那么我们首先就要做的是：绘制机器人动运简图，规划机器人运动轨迹，做好这些我们就可以进行机械机构的设计，同时可以考虑程序的线路图了。
先做一个简图，来研究一下运动规迹。
机器人运动简图：当我们把机械运动简图画好后，一般的情况下是先对简图进行分析;虽然简图不能全部反映机械结构的组成，但是它却表现出了要设计的物体的总体轮廓。
那么对于我们这个机器人的简图，我们从哪里着手分析才合理呢？首先，我们看一下设计任务书的内容。
从任务书中知道，六个轴中有三个轴是做旋转运动的，其余作摆角运动。
结合任务书，我们看一下简图，是不是第1轴、第4轴和第六轴是做转动的，也就是说我们要检查一下我们所画的简图是不是与任务书中的要求相符合，符合了也就代表我们的设计思路与要求（客户要求）相同，可以进行下一步工作，如果不同，就得重新画简图。
从简图知道，机器人的手臂伸缩范围较大;如果把手臂全部伸直，而且我们假设地把它们看成同一钢体，这样就形成一端固定的悬臂梁。
应用力学知识体系中的有关梁的分析我们知道，要搞清悬臂梁的变形量，首先要知道梁的重量和截面惯量。
由简图知道，由于有多个关节连接，要知道截面形状和惯量不太容易，只有把所有的机构都设计完成后才会知道想求的参数。
由简图看出，第二轴担负着手臂的上下运动，而且手臂又比较长，在运动的过程中必然存在着惯性冲量，也就是说，当大臂的运动速度很慢时，惯性就很小;如果速度加快，惯性就加大，这个惯性冲量是与速度有着线性关系;怎样保持一定的速度，又不让惯性随着变化呢？大家都知道，增加阻尼，可有效消除这种关系。
这样，大家就可以理解简图上两个弹簧的用意了。
即然是这样，那我们就从手腕开始设计。
也说是大家所说的从上到下的设计方法。
设计手腕要考虑哪些问题呢？可以知道的是有一把焊枪，焊枪的重量不是很重，同时要有夹持焊枪的手爪。
也就是说手腕在转动时的负载是不大的，选择驱动功率不大的元件就行了。
要让手腕在360度范围内转动，而且后面紧跟着又有一个上下摆动的关节;手腕又是在机器人手臂的最前端，当然总体质量不能太重。
用什么样的机构最好呢？下面我们考虑几个方案：1.如简图所示，采用行星齿轮传动。
电机驱动太阳轮，行星轮绕太阳轮转动，内齿轮经行星轮减速与太阳轮反向运动，电机与太阳轮同轴安装。
2.多级齿轮减速传，电机安装于手腕一侧。
3.摆线针轮减速传动，电机与偏心轴同轴安装。
4.蜗轮蜗杆减速传动，电机有两种安装方式;一种与输出轴成90度安装，另一种与输出轴同轴线反向错位安装。
如上所述，还有很多种方式方法，到底选哪一种最好呢？这样我们就要做比较了。
从上面的方案里看，第2种方法是不行的;第4种方法如果采用，手腕的结构就会很大，不利于机器人在运动时做精密定位。
这样我们去除了两种方法，我们再比较一下第1种和第3种方法;行星齿轮传动，传动比大，结构复杂，齿轮副配合有间隙，不能自锁。
如果采用就得提高齿轮精度，由于是精密传动，齿轮材料也不能按常规齿轮选用材料，加工工艺相对常规齿轮相复杂的多。
摆线针轮传动，传动比大，结构复杂，传动间隙小，可以自锁。
如果采用，手腕的尺寸不会太小，并且零件加工困难，精度不易保证。
比较各方面后，决定采用行星齿轮传动机械结构。
行星齿轮在传动的过程中有装配间隙和机械磨损所造成的间隙;要消除这些机械间隙首先就要让齿轮副的配合间隙要小，齿轮材料经热处理后表面要耐磨，因此行星齿轮副的设计计算不能按常规行星齿轮的设计方法去计算。
机器人的手腕是很灵活的关节，而且是要做正反两个方向的回转。
怎么样安装电机是一个问题;行星齿轮传动机构与手腕俯仰关节连接是一个问题。
还有，手腕的运动速可能是非等速的;怎么样去控制电机？又怎么样去采集反馈信号？发出的控制信号到执行单元的过程中有没外部干扰？它来自哪里？再有，就是手腕在运动过程中的精度;手腕在空间做相对运动，怎样去实现运动精度？影响运动精度的因素有哪些？在设计手腕这前一定要搞清楚影响手腕的各方面的因素及内容，问题得到解答后再真正开始手腕的设计。
下面给出伺服电机的的技术参数：型号：MSMD04ZS1V额定输出功率：400W额定转矩：1.3N.m最大转矩：3.8N.m额定转速/最高转速：3000/5000rpm电机惯量（有制动器）：1.7×10-4Kg.m2变压器容量：0.9KVA编码器：17位（分辨率：131072）.7线制增量式/绝对式。
适配驱动器型号：MBDDT2210位置控制接线图：17位增量式/绝对式编码器接线图：即然我们选用了行星齿轮传动，那么我们就要进行行星齿轮的相关计算。
首先选定模数，由于机器人手腕部分结构要求尽量的小，输出的转矩也相应不是很大，但是，它却会在正反两个方向上存在着高速换向的可能，也就是说在换向时齿轮要克服很大的惯性力，因此，模数的选择计算要按输出转矩的数倍来计算，也就是说：在按强度计算模数时，安全系数选大些。
同时由于结构的限制，尽量选用小模数。
有关齿轮的计算公式大家可以查阅《齿轮设计手册》。
这里我选用模数为：1m选定了模数，下面就要计算传动比，有关行星齿轮传动的计算大家可查阅《齿轮设计手册》或《机械设计手册》内的《齿轮传动部分》，里面有详细的介绍和计算范例。
在此不作介绍和引用。
行星齿轮传动，必定有一个结构是浮动的，在机器人手腕部分是不是也适用呢？哪一部分做输了出？哪一部分浮动？首先，机器人手腕做360度转动，结构又比较小，再者就是它的输出部分是要有一个法兰，用来安装夹持执行部件的。
如果让行星架浮动，行星齿轮分布在太阳轮圆周上，让它浮动时，在运转过程中它不是绕定轴转动，也就是说它不满足输出法兰的转动条件。
现在我们考虑一下让内齿转动，法兰固定在内齿轮上，这样就可以保证法兰的转动条件。
下面给出手腕的结构图，无浮动部件，内齿轮转动。