四自由度机器人毕业设计论文
机械设计制造及自动化毕业论文-四自由度圆柱坐标机器人
2007届机械设计制造及其自动化专业毕业设计(论文)毕业设计(论文)题目四自由度圆柱坐标机器人设计专业机械设计制造及其自动化班级机038学生1111指导教师谢敬2007 年一、毕业设计(论文)课题来源、类型来源:工程类型:工业机器人二、选题的目的及意义机器人是人类19世纪的重大发明之一。
据国外专家预测,21世纪将是机器人技术革命的世纪,机器人作为全面延伸和扩展人的体力和智力的手段将实现“当代最高意义上的自动化”。
机器人的应用和普及正在改变人类的生产方式、生活方式和作战方式。
在非常规和极端制造过程中,工业机器人是不可缺少的自动化装备。
与发达国家相比,我国的机器人技术与产业有很大差距,但是随着我国国民经济的持续发展,适应加快实现经济结构调整和产业升级,提高整个工业的自动化水平和满足人民生活的需要,我国机器人技术将取得更大的发展。
作为21世纪的中国大学生,我们将是经济建设的主干力量,也将挑起科技兴国的重任。
机器人技术作为推动经济发展的重要工具。
三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势我国的机器人研究开发工作始于上世纪70年代初,到现在已经历了30年的历程。
前10年处于研究单位自行开展研究工作状态,发展比较缓慢。
1985年后开始列入国家有关计划,发展比较快。
特别是在“七五”、“八五”“九五”机器人技术国家攻关、“863”高技术发展计划的重点支持下,我国的机器人技术取得了重大发展。
在机器人基础技术方面:诸如机器人机构的运动学、动力学分析与综合研究,机器人运动的控制算法及机器人编程语言的研究,机器人内外部传感器的研究与开发,具有多传感2007届机械设计制造及其自动化专业毕业设计(论文)器控制系统的研究,离线编程技术、遥控机器人的控制技术等均取得长足进展,并在实际工作中得到应用。
在机器人的单元技术和基础元部件的研究开发方面:诸如交直流伺服电机及其驱动系统、测速发电机、光电编码器、液压(气动)元部件、滚珠丝杠、直线滚动导轨、谐波减速器、RV减速器、十字交叉滚子轴承、薄壁轴承等均开发出一些样机或产品。
毕业设计四自由度机器人
毕业设计四自由度机器人毕业设计题目:四自由度机器人的设计与控制一、引言四自由度机器人是一种常见的工业机器人,其基础结构包括底座、臂部、腕部和末端执行器。
在工业生产线上,四自由度机器人广泛应用于装配、焊接、喷涂等需要精确操作的工艺环节。
本篇毕业设计论文将对四自由度机器人的设计与控制进行研究和分析。
二、机器人的设计1.结构设计:为了实现机器人的灵活和精确操作,我们将设计一个四自由度机器人。
该机器人的结构由底座、臂部、腕部和末端执行器组成。
底座提供了机器人的稳定性和机动性,臂部负责机器人进行大范围的空间运动,腕部通过关节连接臂部和末端执行器,末端执行器完成具体的操作任务。
2.运动学设计:机器人的运动学设计是机器人设计中的重要一环。
我们将采用世界坐标系和本体坐标系的方法,建立逆运动学模型和正运动学模型,以实现机器人的运动控制。
具体设计中,我们将采用符号法推导机器人的运动学方程,通过求解并进行数值模拟验证,实现机器人的精确运动。
三、机器人的控制1.控制系统设计:机器人的控制系统是实现机器人精确操作的核心。
我们将采用开环控制和闭环控制相结合的方法,设计机器人的控制系统。
开环控制系统通过预设关节角度实现机器人的运动,闭环控制系统通过传感器反馈实时监控机器人的运动,并进行误差修正,实现机器人的精确操作。
2.控制算法设计:我们将采用PID控制算法对机器人进行控制。
PID控制算法具有稳定性好、计算简单等优点,适用于工业机器人的控制。
我们将根据机器人的运动学特性,根据机器人的误差信号设计合适的PID参数,以优化机器人的运动轨迹和操作精度。
3.编程与仿真设计:为了验证机器人的设计和控制系统的有效性,我们将使用MATLAB和Simulink进行编程和仿真设计。
通过编写机器人运动学模型和控制算法的代码,并在Simulink中搭建机器人的控制系统,实现机器人精确操作的仿真。
四、总结本篇毕业设计论文对四自由度机器人的设计与控制进行了研究和分析。
毕业设计四自由度机器人
四自由度工业机器人设计
2014年6月26日
工业机器人主 要技参数
目录
工作空间
机器人结构 设计改进
机构关键 部件校核
工业机器人主要技术参数
本体构造
参数 四自由度关节型
载荷
100kg
s轴 ±180°
动作 L轴 范围
U轴
T轴
-20°~85° ±50° ±360°
最大速度
本体重量 功率
参数
s轴
120°/ s
L轴
120°/ s
U轴
120°/ s
T轴
180°/ s
750kg
≤10kw
机器人整体设计改进
腕部电机 肘部电机
肩部电机
腰部电机 机械手方案改进设计,底座、弹簧平衡缸和腰部结构优化,各关节连接部分的干涉消除
电机和减速器的选型(T轴和S轴)
T轴
S轴
电机型号 SGMGH-20A2A41 SGMGH-55A2A41
机构的具体设计(机械手的机构设计)
改进
利用气动控制气缸的伸缩,进而控制机械手的抓取
机构的具体设计(机械手的机构设计)
机械手三爪气缸
三爪气缸型号MHSL 3-63D Y59BLS
机构的具体设计(弹簧平衡缸的设计)
由缸体、轴承、活动压盖、螺栓、导杆、拉杆、弹簧组成
工作空间
机器人的三维工作空间
XOY平面工作空间
XOZ平面工作空间
机械臂受力分析校核
应力
位移
应变
机构设计(机械臂展示) 改 进 之 后
电 额定转速 机 (r/min)
1500
额定功率 1.8kw
额定转矩 11.5N.m
毕业设计(论文)-四自由度码垛机器人控制系统设计[管理资料]
学士学位论文Shandong University Bachelor’s Thesis论文题目:四自由度码垛机器人控制系统设计姓名学号20061701027学院控制科学与工程学院专业自动化年级2006指导教师2010 年6月1日摘要作为物流自动化领域的一门新兴技术,近年来,码垛技术获得了飞速的发展。
码垛机器人以其高效、高精度、占地范围小等优势正在快速占领整个码垛行业。
特别是西方发达国家几乎完全替代了人工码垛。
从“七五”科技攻关开始,我国将工业机器人及应用工程作为研究开发重点之一,实现了中国机器人产业的“从无到有”。
然而,从整体上说我国的机器人产业还很薄弱,机器人的研究依然任重而道远。
本文就是立足于此,以具体工程实践为研究背景,进行四自由度码垛机器人控制系统的研究,以实现对码垛机器人的运动控制,满足生产实践需求。
论文的主要内容如下:1、在绪论中简要介绍了本论文的研究背景及意义。
2、通过分析机器人机械结构,获得机器人的几何模型,通过运动分析,得到运动变换关系式。
3、根据码垛控制需求,选择位置伺服控制,并进行相关MATLAB仿真。
4、以ACR9000多轴运动控制器和MT6100iV人机界面为核心控制器件进行相关系统硬件线路设计,共分为以下几个部分:相关器件选型、电气线路连接、控制器与伺服信号线路连接、触摸屏与控制器线路连接5、以ACR View和EB8000为开发工具,分别对下位机程序和人机界面进行开发。
其中下位机程序运用AcroBasic语言进行模块化编程以实现示教、回零、再现、手动运行、参数设置等功能。
上位机通过将相关控件与相应地址相链接实现对下位机的控制。
关键词:码垛机器人,控制系统,位置伺服控制,AcroBasic语言,模块化编程AbstractAs a new technology in logistics automation area, in recent years, stacking technology has experienced a rapid growth. With their high performance, high precision and small area advantages, stacking robots are quickly capturing the entire palletizing industry. Especially in the western developed countries, palletizing robots almost completely replaced the manual stack. Since the tackle hard-nut problems in science and technology during China's Seven Five year Plan period,Our country has made torch-plan projects and application of industrial robots as one of the key research and development has successfully realized robot industry "from nonexistence to pass into existence" plan. However, on the whole, our country's robot industry is still underdevelopment, robots' research is still a long way to go. This article talks about the control system of robot to realize motion control of the robot based on the engineering practice with specific background. Our purpose is to meet the industry requirement. Specific content of the article are as follows:1. The introduction of a brief background of this thesis and its significance.2. Through the analysis of the robot's physical construction, get a simplified geometric model ,and with kinematic analysis ,get transformation equation of the end effector.3. Choose the way of Servo-position Control to meet the need of the stack.4. Use ACR9000 controller and MT6100iV HMI as the core of control device to design the hardware system. This part is divided into the following several parts: related components selection, electrical wiring connections, the connection between controller and servo driver,controller and the HMI5. Using the development software of ACR View and EB 8000 to design the control program and interface of the HMI. The control program is designed by AcroBasic language. We can use the program to realize the function of teach, playback, back home, manual operation, parameters settings and so on. Besides, HMI control the controller by the connection of ActiveX with relevant BIT address.KEYWORDS :stacking robot,control system,servo-position control,AcroBasic language ,modular program目录第一章绪论 (1)研究背景 (1)国内外发展现状 (2)论文研究意义和目的 (2)本文主要研究内容 (3)本章小结 (3)第二章码垛机器人机械结构及其运动学分析 (4)码垛机器人的机械结构 (4)运动学分析 (5)本章小结 (7)第三章伺服控制方式选择及仿真 (8)伺服驱动系统要求 (8)AC伺服电机工作原理 (8)伺服控制方式选择 (9)位置伺服系统 (10)机器人MATLAB仿真 (11)本章小结 (13)第四章硬件控制系统设计 (14)硬件系统控制结构 (14)主要控制部件选型 (14)通信线路连接 (16)触摸屏与ACR9000的连接 (16)ACR9000与伺服驱动器之间的连接 (17)其它信号线路 (18)电气线路连接 (18)本章小结 (18)第五章软件系统设计 (19)下位机软件开发 (19)ACR View开发环境介绍 (19)系统参数配置流程 (19)AcroBasic语言及相关编程介绍 (33)软件编写流程 (35)典型程序介绍 (35)运动监视、调试 (37) (42)EB8000开发软件介绍 (42) (43)本章小结 (44)第六章系统测试 (45)结束语 (46)致谢 (48)参考文献 (49)附录 (50)附录1. 控制柜电气线路连接图 (50)附录2. 调试过程图片 (51)附录3. 成品实物图 (52)附录4. 下位机程序 (52)第一章绪论研究背景所谓码垛就是按照集成单元化思想,将一件件物料按照一定的模式堆码成垛,以便使单元化的物垛实现存储、搬运、装卸运输等物流活动[1]。
四自由度机器人设计及运动学动力学分析毕业设计(论文)
毕业设计(论文)四自由度机器人设计及运动学动力学分析毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺: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谢的地方外,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谢意。
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内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明: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内容外,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:年月日学位论文版权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内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:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括: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)致谢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。
基于QD75四自由度搬运机械手的设计论文
农业大学毕业论文(设计)题目:基于QD75四自由度搬运机械手的设计姓名:王平盛学院:机电工程学院专业:电气工程与其自动化班级: 2010.02 学号: 20102583 指导教师:胜多2014年 06月 16 日毕业论文(设计)诚信声明本人声明:所呈交的毕业论文(设计)是在导师指导下进行的研究工作与取得的研究成果,论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注,论文中的结论和成果为本人独立完成,真实可靠,不包含他人成果与已获得农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了意。
论文(设计)作者签名:日期:年月日毕业论文(设计)使用授权书本毕业论文(设计)作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文(设计)的复印件和电子版,允许论文(设计)被查阅和借阅。
本人授权农业大学可以将本毕业论文(设计)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毕业论文(设计)。
本人离校后发表或使用该毕业论文(设计)或与该论文(设计)直接相关的学术论文或成果时,单位署名为农业大学。
论文(设计)作者签名:日期:年月日指导教师签名:日期:年月日目录摘要IAbstractII1 绪论11.1 设计的目的和意义11.2 设计项目发展状况21.3 研究容与目标31.4 本章小结32 硬件部分设计与选型42.1机械手的设计42.2威纶触摸屏52.3可编程控制器(PLC)62.4 QD75定位模块102.5 Q00JCPU模块122.6 伺服控制系统152.7 本章小结183 下位机程序的设计183.1 PLC的I/O分配193.2 PLC的外部接线203.3程序的编辑223.4参数的设置与监视253.5本章小结294人机界面的设计304.1人机界面304.2人机界面的创建314.3操作面板的设计324.3本章小结335 总结34参考文献35致35附录37附录一 PLC外部伺服系统接线图37附录二程序梯形图38附录三元器件清单46基于QD75四自由度搬运机械手的设计摘要近年来,随着科技的快速发展,PLC运动控制的产品得到了快速的发展。
四自由度机器人设计及运动学动力学分析毕业设计(论文)
毕业设计(论文)四自由度机器人设计及运动学动力学分析毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺: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。
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除了文中特别加以标注引用的内容外,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。
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四自由度机械手设计与仿真毕业设计
本科生毕业论文(设计)题目:四自由度机械手设计与仿真专业代码:作者姓名:学号:单位:指导教师:摘要机械手广泛的应用于工业、农业等领域中,发挥着重要的作用。
四自由度机械手作为一种主要的形式,具有重要的研究意义。
本文基于虚拟样机技术,完成了四自由度机械手机械系统的设计与仿真。
论文提出了基于虚拟样机技术的机械手设计思想和总体设计方案。
利用三维设计软件CAXA2007进行了机械手零部件的设计。
在此基础上,利用动力学仿真软件ADAMS2004对机械手进行了虚拟样机建模与仿真,分析机械手设计中存在的缺陷,并进行了相应的改进。
为了便于机械手的数控加工,利用CAXA2007软件中的数控加工模块对机械手零部件进行了数控加工编程。
四自由度机械手机械系统的设计与仿真为实际的物理样机制造奠定了基础。
关键词:机械手;四自由度;三维设计;虚拟样机;数控加工AbstractThe manipulator has been widely used in industry and agriculture, and it has played a great role in those fields. The manipulator with four freedom of motion is an important form and has significant research value. This article designed the mechanical system of a manipulator with four freedom of motion based on virtual prototype technology. This article proposed the design thought and design plan of the manipulator. Based on this work, the mechanical system of the manipulator was designed based on CAXA2007. Then, the manipulator was modeled and simulated based on ADAMS2004. To realize physical machining, this article introduced the computer numerical programming of the manipulator. The design and simulation of the manipulator is a good basis of the following physical manufacture.Key words:the manipulator; four freedom of motion; three dimensional design; virtual prototype; numerical control machining目录前言 (1)1总体方案设计 (1)1.1四自由度机械手系统设计 (1)1.2四自由度机械手机械系统设计思想 (2)1.3四自由度机械手的总体方案 (2)1.4四自由度机械手的数学描述 (3)2四自由度机械手零部件的三维设计 (4)2.1三维设计软件CAXA简介 (4)2.2机械手关键零部件设计 (4)2.3机械手其它零部件设计 (5)2.4机械手驱动电机选型 (7)2.5材料及标准件的选择 (9)2.6机械手的虚拟装配 (10)3四自由度机械手的虚拟样机建模与分析 (12)3.1虚拟样机技术概述 (12)3.2四自由度机械手的虚拟样机建模 (12)3.3仿真结果分析 (14)4四自由度机械手机械零部件的数控加工编程 (16)4.1数控加工简介 (16)4.2数控加工的基本流程 (16)4.3数控车床加工编程 (17)4.4数控铣床加工编程 (18)结论 (21)参考文献 (22)附录四自由度机械手装配图与零件图 (23)致谢 (36)四自由度机械手设计与仿真前言机械手是能够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[1]。
四自由度机器人设计及运动学动力学分析
目录摘要............................................................................................................错误!未定义书签。
Abstract ........................................................................................................错误!未定义书签。
1绪论 (4)1.1 引言 (4)1.2机器人研究现状及发展趋势 (5)1.3本课题的主要研究内容和工作安排 (10)1.3.1课题研究的背景及意义 (10)1.3.2课题研究的内容及安排 (12)2四自由度串联机器人本体结构设计 (13)2.1机器人的总体方案设计 (13)2.1.1抓取机器人功能需求分析及其特点 (13)2.1.2机器人驱动方案的确定 (14)2.1.3机械传动方案的确定 (15)2.1.3机器人基本技术参数设计 (15)2.1.4机器人本体的总体结构 (17)2.2机器人本体基本结构设计 (18)2.2.1大臂和小臂机械结构设计 (18)2.2.2腕部机械结构设计 (20)2.2.3直线组件的设计选择 (20)2.2.4支架结构设计 (21)2.2.5步进电机与减速器的计算和选择 (22)2.2.6机器人传动轴的校核 (25)2.2.7机器人本体的三维模型 (26)2.3本章小结 (27)3四自由度抓取机器人运动学分析及仿真 (28)3.1机器人运动学分析 (28)3.1.1奇次坐标变换 (29)3.1.2 Denavt-Hartenberg(D-H)表示法 (30)3.1.3抓取机器人运动学模型的建立 (32)3.2机器人运动学方程的建立 (33)3.2.1抓取机器人的正运动学分析 (33)3.2.2工业机器人工作空间分析 (35)3.2.3机器人雅可比(Jacobian)关系求解 (38)3.2.4 抓取机器人的逆运动学分析 (41)3.3四自由度串联机器人运动学仿真 (45)3.3.1虚拟样机技术概述 (45)3.3.2本文用到的ADAMS软件模块 (46)3.3.3建立机器人仿真模型 (47)3.3.4机器人位移仿真分析 (49)3.3.5机器人速度仿真分析 (50)3.4 本章小结 (51)4. 轨迹规划及仿真分析............................................................................. 错误!未定义书签。
四自由度搬运机械手的设计毕业论文
四自由度搬运机械手的设计毕业论文1引言1.1机械手研究的背景及其意义机械手是当今世界的科技革命发展飞速变革的必然产物,它的出现标志着现今的工业、制造业水平发展到了前所未有高水平阶段。
最初出现的机械手只是应用在航空航天和海洋勘探等高端科技领域,随着近几十年来计算机在科技领域全面应用,科技革命的变革也加速了科学技术的蓬勃发展。
在此背景下机械手技术也在飞速发展,并且在其应用领域也不断地深入、飞速地拓宽,特别是近些年来机械手在现代制造业领域更是得到了非常广泛的应用。
由于机械手是通过预先编写好的程序来控制其动作次序和轨迹,所以机械手可以代替人力去完成那些单调的、重复的、特别是对于人类来说毫无意义的工作,除此之外机械手还能够在恶劣的环境中完成那些人类不想完成的或不能完成的工作,特别是在一些危险的工作环境或者是对精度要求较高的工作条件之下,机械手相比较人力有得天独厚的优势——机械手在某些邻域能够完全替代人力,将人类从脏、乱、差的工作环境中解放出来,这是人类社会几千年来的又一次变革和人类生活方式的又一次蜕变。
特别是近几十年来工业、制造业领域在机械手的广泛应用下发生了伟大的变革,在此背景下整个社会的生产力水平、产品生产质量和生产效率大大提高,与此同时在工业生产中现代工人的劳动强度也大大降低。
机械手技术虽然发展迅猛,但现在市场上的机械手大多还处在高端应用领域,价格也相对昂贵,不能满足低成本、低层次应用领域的需求。
所以本课题希望设计出一种成本低、应用层次相对较低的机械手,填补这一领域市场的空白,这对于工业、制造业领域以及人类社会的发展都具有及其重要的意义和价值。
在机械手技术领域中,机械手在模型设计上,四自由度机械手是机械手产品中的典型设计模型,在技术上,四自由度机械手技术门槛相对较低——四自由度便于设计和实现,在应用层面上,四自由度机械手对于一般的重复性工作条件完全满足,在成本上,四自由度机械手在满足一些复杂动作的工作条件下便于实现低成本,也就说其性价比相对较高,所以本论文以《四自由度搬运机械手》为课题进行研究旨在设计出一个比较实用的、成本低的、具有一定的实际应用价值的机械手。
四自由度多用途气动机器人结构设计及控制
毕业设计(论文)任务书
设计(论文)题目:
四自由度多用途气动机器人结构设计及控制
学生姓名:
申世稳学号:
1104201007
专业:
机械设计制造及其自动化
所在学院:
机电工程学院
指导教师:
陈曼华
职称:
讲师
发任务书日期:年月日
任务书填写要求
1.毕业设计(论文)任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写,经学生所在专业的负责人审查、系(院)领导签字后生效。
此任务书应在毕业设计(论文)开始前一周内填好并发给学生。
2.任务书内容必须用黑墨水笔工整书写,不得涂改或潦草书写;或者按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,要求正文小4号宋体,1.5倍行距,禁止打印在其它纸上剪贴。
3.任务书内填写的内容,必须和学生毕业设计(论文)完成的情况相一致,若有变更,应当经过所在专业及系(院)主管领导审批后方可重新填写。
4.任务书内有关“学院”、“专业”等名称的填写,应写中文全称,不能写数字代码。
学生的“学号”要写全号,不能只写最后2位或1位数字。
5.任务书内“主要参考文献”的填写,应按照《金陵科技学院本科毕业设计(论文)撰写规范》的要求书写。
6.有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。
如“2002年4月2日”或“2002-04-02”。
毕业设计(论文)任务书
毕业设计(论文)任务书
毕业设计(论文)任务书。
四自由度机械手
四自由度机械手本科毕业设计说明书(论文)摘要在中国工业韧带发展中,很多高生产率高精度的机械加工设备从国外引进,比如数控车床和铣床等,还有把几种机床的功能集中在一起的加工中心等。
总之这类CNC机床大大的提高了工作速度,产品的加工精度,降低了工作的劳动强度,所以大受欢迎。
但是这类设备引进费用也是相当的昂贵,所以国内很多企业的技术人员在原先的旧机床上进行改进,来达到提高生产率和降低工人的劳动强度,实现工业自动化,这类改进同样也大受欢迎。
本文所设计的机械手主要用于搬运工件,工件总重不大于10Kg,长150cm,宽150cm,高150cm的立方体。
为了增加本机械手的通用性,在结构尽可能紧凑的情况下,最大限度的是机械手具有较大的抓取范围。
本文主要介绍了搬运机械手的概念、组成和分类,接受的自由度和坐标形式、运动及国内外的发展状况。
对于搬运接受进行总体方案设计,首先机械手的驱动装置为液压缸,然后确定了机械手的坐标像是为圆柱坐标型,自由度数为4,接着确定了机械手的驱动装置为液压缸,然后确定了机械手的主要技术参数。
同时,设计了机械手的手部结构形式为气缸杠杆式手爪、臂部结构形式采用液压缸导向连接的双横臂结构,底座采用电机带动竖臂的旋转。
机身结构形式为升降缸用液压缸的结构形式,计算出夹紧工件所需的驱动力、手爪转动时所需的驱动力矩、手臂的伸缩所需的驱动力手臂的俯仰所需的驱动力、手臂的升降所需的驱动力,和手臂回转所需的驱动力矩。
继而设计了装箱机械手的各部分液压缸的尺寸和结构及各部分之间连接与支承部件的结构与尺寸。
关键词:搬运机械手; 液压驱动;液压缸;自动化I本科毕业设计说明书(论文)AbstractIn China industrial ligament development, a lot of high productivity high precision machining equipments imported from abroad, such as CNC lathes and milling machines, and have several function of machine together in processing center, etc.. In this kind of CNC machine greatly improves the speed of work, product processing precision, reduces the labor intensity of work, so popular. But this kind of equipment is also very expensive, so many domestic enterprises technical personnel in the original old machine is improved, to improve productivity and reduce labor intensity of workers, industrial automation, this kind of improvement is also very popular.The manipulator is designed in this paper is mainly used forhandling the workpiece, the workpiece weight is less than 10Kg, length 150cm, width 150cm, high 150cm cube. In order to increase theversatility of manipulator in structure, as far as possible compact case, maximum limit is the manipulator has a large capture range.This paper mainly introduces the concept, composition andclassification of the manipulator, freedom and coordinates, movement and development at home and abroad to accept. For the handling of acceptance for the overall program design, first drive manipulator for hydraulic cylinder, and then determine the coordinate manipulator like cylindrical coordinate, the number of degrees of freedom is 4, then the drivemanipulator for hydraulic cylinder, and then determined the main technical parameters of the manipulator. At the same time, the structure design of hand manipulator is cylinder lever type hand, arm structure adopts hydraulic cylinder guide connecting double wishbone structure, base the motor driven vertical arm rotation. Fuselage structure for lifting cylinder hydraulic cylinder structure, calculated clamping the workpiece required driving force, the gripper rotation required driving torque, the telescopic arm required driving force arm pitching required driving force, the arm lifting required driving force, driving torque and arm rotation required. Then design the structure and size and the supporting parts of the connection between the parts of the hydraulic cylinder loading manipulator size and structure and components.Key words:Manipulator; hydraulic drive; hydraulic cylinder; automationII本科毕业设计说明书(论文)目录摘要 ..................................................................... . (I)1绪论 ..................................................................... .. (1)1.1前言 ..................................................................... (1)1.2简史 ..................................................................... (1)1.3基本型式 ..................................................................... . (2)1.4机械手分类 ..................................................................... (3)1.5应用概况 ..................................................................... . (5)1.6发展趋势 ..................................................................... . (9)2装箱机械手的整体设计...................................................................... (12)2.1机械手的组成 ..................................................................... ....................................... 12 3机械手各部分机构设计...................................................................... (20)3.1手部结构设计 ..................................................................... (20)3.2横臂结构设计 ..................................................................... (21)3.3齿轮传动部分设计 ..................................................................... . (21)3.4销轴设计 ..................................................................... .. (25)3.5底座 ..................................................................... . (26)4传动系统及其他部分的设计 ....................................................................284.1气缸选择 ..................................................................... .. (28)4.2液压缸选择 ..................................................................... . (28)4.3电动机选择 ..................................................................... . (31)4.4联轴器选择 ..................................................................... . (33)4.5轴承的选择 ..................................................................... . (35)4.6螺栓螺钉的选择 ..................................................................... .. (37)结论 ..................................................................... . (39)致谢 ..................................................................... .. (40)参考文献 ..................................................................... .. (40)附录 ..................................................................... .. (42)禽岛学院本科毕业设计说明书(论文)1绪论1.1前言机械手是能模仿人手和臂的某种动作功能,用以固定程序抓取、搬运物件或操作工具有自动操作装置。
大学本科机械专业机械手四自由度搬运控制毕业设计
本科毕业设计题目:四自由度搬运机械手的设计学院:机械工程学院专业:机械设计制造及其自动化年级:姓名:指导教师:完成日期:年月日目录摘要 (1)Abstract (2)1引言 (3)1.1机械手研究的背景及其意义 (3)1.2机械手的研究现状和发展前景 (4)1.3机械手的种类及其应用 (4)1.4机械手研究的主要内容 (5)2机械手总体方案的设计 (6)2.1 机械手的功能以及技术要求 (6)2.2 机械手的整体结构设计 (6)2.3机械手的主要部件及其自由度 (7)2.3.1 机械手的主要部件组成 (7)2.3.2 机械手的自由度 (7)2.4 机械手的动作过程及其时间配置 (8)2.4.1 机械手动作形式及其顺序的确定 (8)2.4.2 机械手动作过程中的时间配置 (8)2.3 机械手动作过程中基本参数的确定 (9)3机械手的传动机构以及执行机构的设计 (10)3.1 机械手机构的模块化设计 (10)3.1.1 机械手结构模块划分所遵循的原则 (10)3.1.2 机械手模块化设计的一般方法 (11)3.2 机械手的组成及其模块化 (11)3.3 机械手基本结构构成及其设计流程 (11)3.3.1 机械手的基本结构 (11)3.3.2 机械手的总体设计流程 (12)3.4 机械手执行机构的设计 (12)3.4.1 机械手手部的结构设计 (13)3.4.2 机械手手部结构(夹持爪)的计算 (14)3.5 机械手手臂结构的设计 (14)3.6 机械手底座结构的设计 (16)4机械手的驱动系统的设计 (17)4.1 气动驱动系统的设计 (17)4.2 气动元件的选择 (17)4.2.1 气压泵的选择 (17)4.2.2气动系统中各控制和辅助元件的选择 (19)5机械手的控制系统设计 (21)5.1 PLC控制系统的设计步骤 (21)5.2 PLC类型的选择及I/O点的确定 (21)5.2.1 PLC类型的选择 (21)5.2.2 PLCI/O点的确定 (22)5.3 PLC程序的编制 (24)5.3.1 编写PLC程序 (24)5.3.2 制作N-S流程图 (24)5.3.3 PLC在程序编程中需要注意的具体事宜 (27)6总结及展望 (28)6.1总结 (28)6.2展望 (28)参考文献 (29)致谢 (30)四自由度搬运机械手的设计摘要机械手是由于现代科技高速发展以及其在现代工业、制造业领域中的高度应用而出现,特别是机械手在工业、制造业领域的应用使得人类从繁重的、单调的、无意义的脏、乱、差的工作环境中彻底解放出来,大大推动了人类社会的前进步伐。
四自由度抓取平移机器人毕业设计论文
第1章引言1.1机器人概述1.1.1 机器人的诞生和发展1920年克作家卡雷尔.卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。
剧情是这样的:罗萨姆公司把机器人作为人类生产的工业产品推向市场,让它去充当劳动力,以呆板的方式从事繁重的劳动。
后来,罗萨姆公司使机器人具有了感情,在工厂和家务劳动中,机器人成了必不可少的成员。
该剧预告了机器人的发展对人类社会的影响。
在剧本中,卡佩克把捷克语“Robota”(农奴) 写成了“Robot”(机器人)。
这也是人类社会首次使用“机器人”这一概念。
自动化技术的发展,特别是计算机的诞生,推动了现代机器人的发展50年代是机器人的萌芽期,其概念是“一个空间机构组成的机械臂,一个可重复编程动作的机器”。
1954年美国戴沃尔发表了“通用重复型机器人”的专利论文,首次提出“ 工业机器人”的概念;1958年美国联合控制公司研制出第一台数控工业机器人原型;1959年美国UNIMATION公司推出第一台工业机器人。
60年代随着传感技术和工业自动化的发展,工业机器人进入成长期,机器人开始向实用化发展,并被用于焊接和喷涂作业中。
70年代随着计算机和人工智能的发展,机器人进入实用化时代。
日本虽起步较晚,但结合国情,面向中小企业,采取了一系列鼓励使用机器人的措施,其机器人拥有量很快超过了美国,一举成为“机器人王国”。
80年代,机器人发展成为具有各种移动机构、通过传感器控制的机器。
工业机器人进入普及时代,开始在汽车、电子等行业得到大量使用,推动了机器人产业的发展。
为满足人们个性化的要求,工业机器人的生产趋于小批量、多品种。
90年代初期,工业机器人的生产与需求进入了高潮期:1990年世界上新装备机器人81 000台,1991年新装备76 000台。
1991年底世界上已有53万台工业机器人工作在各条战线上。
随后由于受到日本等国经济危机的影响,机器人产业也一度跌入低谷。
近两年随着世界经济的复苏,机器人产业又出现了一片生机。
四自由度搬运机械手的设计毕业论文
四自由度搬运机械手的设计毕业论文摘要:机械手作为自动化装置中的重要组成部分,广泛应用于工业生产线、仓储物流等领域。
本论文以四自由度搬运机械手设计为研究对象,对机械手的动力学和控制系统进行分析和优化设计。
通过对机械手的结构设计、动力学建模和控制算法的优化,进一步提高机械手的工作效率和精度。
论文总结了机械手设计中的关键问题,并给出了相应的设计和优化方案。
实验证明,该设计方案在搬运工作中具有较好的性能表现。
关键词:机械手;搬运;动力学;控制系统1.引言机械手作为一种重要的自动化装置,广泛应用于工业生产线、仓储物流等领域,实现了对物体的自动化搬运和装配。
机械手的设计涉及到多学科知识的综合运用,包括机械工程、电子工程、控制科学等。
本论文以四自由度搬运机械手设计为研究对象,对机械手的动力学和控制系统进行分析和优化设计。
2.机械手的结构设计在机械手的结构设计中,考虑到搬运过程中的工作负荷和工作空间的要求,选择了四自由度机械手结构。
该结构由基座、臂架、运动链和机械手末端执行器等部分组成。
基座为机械手提供了稳定的支撑,并具备旋转自由度。
臂架通过关节连接基座和运动链,增加了机械手的活动范围。
运动链通过关节连接臂架和末端执行器,实现了机械手的搬运动作。
3.机械手的动力学建模机械手的动力学建模是机械手设计中的重要步骤,通过建立机械手的运动学和动力学方程,可以预测机械手在搬运过程中的运动轨迹和力学特性。
本论文采用牛顿-欧拉法建立了机械手的动力学方程,并通过计算机仿真验证了动力学模型的准确性。
4.机械手的控制系统设计机械手的控制系统设计是机械手设计中的另一个关键问题,其目标是实现机械手的精确定位和力控制。
本论文采用PID控制算法对机械手的位置和力控制进行了优化设计,并结合机械手的动力学特性进行了参数调节和鲁棒性分析。
实验证明,该控制系统具有较好的性能表现,能够满足机械手在搬运过程中的控制要求。
5.结论通过对四自由度搬运机械手的设计进行了详细分析和优化,本论文提出了一种高效、精确的机械手设计方案。
四自由度多用途气动机器人结构设计及控制实现毕业设计论文 精品
XXXXX学院专科毕业设计(论文)题目四自由度多用途气动机器人结构设计及控制实现学生姓名QQ:36878046专业班级机电一体化ZB821103学号院(系)机电工程系指导教师(职称)张忠雨老师完成时间 20 年月日四自由度多用途气动机器人结构设计及控制实现摘要本文简要介绍了工业机器人的概念,机械手的组成和分类,机械手的自由度和坐标形式,气动技术的特点,PLC控制的特点及国内外的发展状况。
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,对气压系统工作原理图的参数化绘制进行了研究,大大提高了绘图效率和图纸质量。
利用可编程序控制器对机械手进行控制,选取了合适的PLC型号,根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案,画出了机械手的工作时序图,并绘制了可编程序控制器的控制程序。
关键词工业机器人/机械手/气动/可编程序控制器(PLC)ABSTRACTAt first, the paper introduces the conception of the industrial robot and the eler. dary 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 designs the system of air pressure drive and draws the work principle chart , the manipulator uses PLC to control . The paper institutes two control schemes of PLC according to the work flow of the manipulator . The paper draws out the work time sequence chart and the trapezia chart . What’s more , the paper workout the control program of the PLC ,KEY WORDS industrial robot, manipulator , pump , air pressure drive , PLC目录目录 (1)文摘 (3)Abstract (3)1 绪论1.1 机械手概述 (4)1.2 机械手的组成和分类 (4)1.2.1 机械手的组成………………………………………………………5.1.2.2 机械手的分类 (6)1.3 国内外发展状况.. (7)1.4 课题的提出及主要任务 (8)1.4.1 课题的提出 (9)1.4.2 课题的主要任务……………………………………………………2 机械手的设计方案2.1 机械手的座标型式与自由度 (10)2.2 机械手的手部结构方案设计 (11)2.3 机械手的手腕结构方案设计 (12)2.4 机械手的手臂结构方案设计 (12)2.5 机械手的驱动方案设计 (12)2.6 机械手的控制方案设计 (12)2.7 机械手的主要参数 (12)2.8 机械手的技术参数列表 (12)3 手部结构设计3.1 夹持式手部结构 (14)3.1.1 手指的形状和分类3.1.2 设计时考虑的几个问题3.1.3 手部夹紧气缸的设计4 手腕结构设计4.1 手腕的自由度 (18)4.2 手腕的驱动力矩的计算 (19)4.2.1手腕转动时所需的驱动力矩4.2.2 回转气缸的驱动力矩计算4.2.3回转气缸的驱动力矩计算校核5 手臂伸缩,升降,回转气缸的设计与校核5.1 手臂伸缩部分尺寸设计与校核 (24)5.1.1 尺寸设计5.1.2 尺寸校核5.1.3 导向装置5.1.4 平衡装置5.2 手臂升降部分尺寸设计与校核 (26)5.2.1尺寸设计5.2.2尺寸校核5.3 手臂回转部分尺寸设计与校核 (27)5.3.1 尺寸设计5.3.2 尺寸校核6 气动系统设计6.1 气压传动系统工作原理图 (29)6.2 气压传动系统工作原理图的参数化绘制 (30)7 机械手的PLC控制设计7.1 可编程序控制器的选择及工作过程 (31)7.1.1 可编程序控制器的选择7.1.2 可编程序控制器的工作过程7.2 可编程序控制器的使用步骤 (31)7.3 机械手可编程序控制器控制方案 (32)8 结论 (36)致谢 (37)参考文献1 绪论1.1 工业机械手概述工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作,自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
基于ADAMS的四自由度机械手运动学仿真毕业论文
目录1 引言 01.1工业机械手研究现状 01.2工业机械手的功能及应用 01.3本文研究内容及研究意义 (2)2工程机械仿真简介 (2)2.1概述 (2)2.2工程机械仿真的思想、内容和特点 (2)2.3参数化设计概念 (3)2.4工程机械零部件参数化仿真设计 (3)3 PRO/E功能介绍 (4)3.1引言 (4)3.2P RO/E对三维模型的处理 (4)3.2.1 Pro/E的三维模型创建功能 (4)3.2.2 Pro/E建模的一般过程 (5)3.2.3 利用族表实现零件系列化设计 (5)3.3P RO/E的特点及产品外观造型设计 (5)4 ADAMS功能介绍 (8)4.1ADAMS概述 (8)4.2 ADAMS基本功能 (8)4.3ADAMS和P RO/E之间的数据转换 (10)5仿真分析 (11)5.1仿真流程图 (11)5.2模型建立 (12)5.2.1利用Pro/E建立机构模型 (12)5.2.2 ADAMS仿真模型等效转换 (13)5.3ADAMS仿真 (14)5.3.1仿真设置 (14)5.3.2仿真结果 (14)6 运动学分析 (17)6.1建立坐标系 (17)6.2运动学分析 (17)7结束语 (19)参考文献 (20)致谢 (21)1 引言1.1工业机械手研究现状随着机器人研究的不断深入和机器人领域的不断发展,机器人仿真系统在机器人设计和研究方面,发挥着重要的作用,它可应用于机器人的许多方面,已成为机器人学的一个重要分支。
例如:可帮助研究人员了解机器人工作空间的形态及极限;还能帮助研究人员了解机器人工作空间的形态与合理性;可用于分析检验轨迹规划和作业规划的正确性与合理性;可为离线编程技术的研究提供一种极为有效的验证手段;可以用于实时检测机器人与作业环境之间的碰撞与干涉以保证整个生产单元的安全等。
此外,仿真技术还可以帮助用户选择适合特定作业环境的机器人类型。
机械手是近年来发展起来的综合学科。
毕业设计_工业机器人结构设计论文
河南工程学院《机器人技术基础》考查课专业论文工业机器人结构设计学生姓名:肖慧慧学院:机械工程学院专业班级:机制1321专业课程:机器人技术基础任课教师:***2014年12月25 日工业机器人结构设计摘要机器人是一种由三个自由度组成的平面关节型机器人,它的主要作用是可以完成精密仪器和物体的搬运和移动。
由于体积小,传动原理简单,被广泛运用于电子电气业,家用电器业,精密机械业等领域。
整个系统由机器手,机器臂,关节,步进电机驱动系统等组成。
通过各自由度步进电机的驱动,完成机器手,机器臂的位置变化。
具体设计内容为:同步齿形带传动设计,丝杠螺母设计,各输出轴和壳体的设计,步进电机的选择等。
在校核满足其结构强度的基础上,我们对机器人的结构进行优化设计。
关键词:机器人,结构设计,机器臂Industrial Robot Structure DesignABSTRACTRobot is a robot of plane and joint composed of three degrees of freedom. Its mostly function is used to complete transition and motion of exact apparatuses and objects. Because of its small volume and simple drive principle, it is widely used in the field of electronic and electric industry, home-used electric-ware industry and exact mechanism. The whole system is composed of manipulator hand, manipulator arm, joints and stepper motor driving system. By stepper motor’s driving of each degree of freedom, it completes location change of manipulator hand and manipulator arm. The idiographic designing content is designing of in-phase tooth-shape strap, designing of silk-bar nut, designing of shell and axis and the choice of stepper motors. On the base of checking its structure intensity, while it satisfied, we optimize designing of the structure of Robots.Key Words: Robots, Structure Design, Manipulator Arm.一、绪论1.1 前言工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术,并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分,这种新技术发展很快,逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。
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四自由度工业机器人毕业设计摘要近二十年来,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。
本文简要介绍了工业机器人的概念,机器人的组成和分类,机器人的自由度和坐标形式,气动技术的特点。
对机器人进行总体方案设计,确定了机器人的坐标形式和自由度,确定了机器人的技术参数。
同时,设计了机器人的夹持式手部结构,设计了机器人的手腕结构,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。
设计了机器人的手臂结构。
设计出了机器人的气动系统,绘制了机器人气压系统工作原理图,对气压系统工作原理图的参数化绘制进行了研究,大大提高了绘图效率和图纸质量。
关键词:工业机器人,机器人,气动,单片机控制ABSTRACTIn the past twenty years, robotic technology is developing very fast, all sorts of use robots in various fields can be used widely. Our country in the research and application of robots and industrial countries, there is still a gap compared, therefore, the research and design various USES robots especially industrial robots, promote the use of robots is a realistic significance.This paper briefly introduces the concept of industrial robot, robot, robot composition and classification of freedom and coordinates, the characteristics of pneumatic technology. The general scheme design of robot, robot was determined, and freedom of coordinates the technical parameters of robot was determined. Meanwhile, the design of the robot hand gripping type of the robot structure, design wrist structure, calculated the wrist rotation for driving moment and rotary cylinder driving moment. Design a robot arm structure.Designed a robot pneumatic system, painted robots working principle diagram, pneumatic system of pneumatic system working principle diagram parametric drawing was studied, and greatly improve the efficiency of drawing and drawings quality.Keywords: industrial robot, robot, pneumatic, SCM control毕业论文(设计)诚信声明本人声明:所呈交的毕业论文(设计)是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果,论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注,论文中的结论和成果为本人独立完成,真实可靠,不包含他人成果及已获得或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
论文(设计)作者签名:日期:年月日毕业论文(设计)版权使用授权书本毕业论文(设计)作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文(设计)的复印件和电子版,允许论文(设计)被查阅和借阅。
本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文(设计)全部或部分内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毕业论文(设计)。
本人离校后发表或使用该毕业论文(设计)或与该论文(设计)直接相关的学术论文或成果时,单位署名为。
论文(设计)作者签名:日期:年月日指导教师签名:日期:年月日第一章绪论随着计算机技术的不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,工业机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。
1.1 工业机器人的介绍工业机器人是机器人的一种,由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作,自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域。
机器人应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志。
机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.机器人是模仿着人手的部分动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
在工业生产中应用的机器人被称为“工业机器人”。
1.2 机器人的分类工业机器人的种类很多,关于分类的问题,目前在国内尚无统一的分类标准,在此暂按使用范围、驱动方式和控制系统等进行分类。
(一)按用途分机器人可分为专用机器人和通用机器人两种:1、专用机器人它是附属于主机的、具有固定程序而无独立控制系统的机械装置。
专用机器人具有动作少、工作对象单一、结构简单、使用可靠和造价低等特点,适用于大批量的自动化生产的自动换刀机器人,如自动机床、自动线的上、下料机器人和‘叻口工中心”2、通用机器人它是一种具有独立控制系统的、程序可变的、动作灵活多样的机器人。
格性能范围内,其动作程序是可变的,通过调整可在不同场合使用,驱动系统和控制系统是独立的。
通用机器人的工作范围大、定位精度高、通用性强,适用于不断变换生产品种的中小批量自动化的生产。
通用机器人按其控制定位的方式不同可分为简易型和伺服型两种:简易型以“开一关”式控制定位,只能是点位控制:可以是点位的,也可以实现连续轨控制,伺服型具有伺服系统定位控制系统,一般的伺服型通用机器人属于数控类型。
(二)按驱动方式分1、液压传动机器人是以液压的压力来驱动执行机构运动的机器人。
其主要特点是:抓重可达几百公斤以上、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏。
但对密封装置要求严格,不然油的泄漏对机器人的工作性能有很大的影响,且不宜在高温、低温下工作。
若机器人采用电液伺服驱动系统,可实现连续轨迹控制,使机器人的通用性扩大,但是电液伺服阀的制造精度高,油液过滤要求严格,成本高。
2、气压传动机器人是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机器人。
其主要特点是:介质李源极为方便,输出力小,气动动作迅速,结构简单,成本低。
但是,由于空气具有可压缩的特性,工作速度的稳定性较差,冲击大,而且气源压力较低,抓重一般在30公斤以下,在同样抓重条件下它比液压机器人的结构大,所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。
3、机械传动机器人即由机械传动机构(如凸轮、连杆、齿轮和齿条、间歇机构等)驱动的机器人。
它是一种附属于工作主机的专用机器人,其动力是由工作机械传递的。
它的主要特点是运动准确可靠,用于工作主机的上、下料。
动作频率大,但结构较大,动作程序不可变。
4、电力传动机器人即有特殊结构的感应电动机、直线电机或功率步进电机直接驱动执行机构运动的械手,因为不需要中间的转换机构,故机械结构简单。
其中直线电机机器人的运动速度快和行程长,维护和使用方便。
此类机器人目前还不多,但有发展前途。
(三)按控制方式分1、点位控制它的运动为空间点到点之间的移动,只能控制运动过程中几个点的位置,不能控制其运动轨迹。
若欲控制的点数多,则必然增加电气控制系统的复杂性。
目前使用的专用和通用工业机器人均属于此类。
2、连续轨迹控制它的运动轨迹为空间的任意连续曲线,其特点是设定点为无限的,整个移动过程处于控制之下,可以实现平稳和准确的运动,并且使用范围广,但电气控制系统复杂。
这类工业机器人一般采用小型计算机进行控制。
1.3 国内外发展状况随着科技的不断进步,工业机器人的发展过程可分为三代,第—代,为示教再现型机器人,它主要由机器手控制器和示教盒组成,可按预先引导动作记录下信息重复再现执行,当前工业中应用最多。
第二代为感觉型机器人,如有力觉触觉和视觉等,它具有对某些外界信息进行反馈调整的能力,目前已进入应用阶段。
第三代为智能型机器人它具有感知和理解外部环境的能力,在工作环境改变的情况下,也能够成功地完成任务,它尚处于实验研究阶段。
1.3.1 国外工业机器人的的发展美国是机器人的诞生地,早在1961年,美国的ConsolidedControlCorp和AMF公司联合研制了第一台实用的示教再现机器人。
经过40多年的发展,美国的机器人技术在国际上仍一直处于领先地位。
其技术全面、先进,适应性也很强。
日本在1967年从美国引进第一台机器人,1976年以后,随着微电子的快速发展和市场需求急剧增加,日本当时劳动力显著不足,工业机器人在企业里受到了“救世主”般的欢迎,使其日本工业机器人得到快速发展,现在无论机器人的数量还是机器人的密度都位居世界第一,素有“机器人王国”之称。
德国引进机器人的时间比英国和瑞典大约晚了五六年,但战争所导致的劳动力短缺,国民的技术水平较高等社会环境,却为工业机器人的发展、应用提供了有利条件。
此外,在德国规定,对于一些危险、有毒、有害的工作岗位,必须以机器人来代替普通人的劳动。