文献综述三自由度机械手结构设计
三自由度机器人设计毕业设计
三自由度机器人设计毕业设计一、前言随着工业自动化水平的不断提高,机器人技术在生产制造领域中发挥着越来越重要的作用。
作为机器人技术的一个重要组成部分,三自由度机器人因其结构简单、控制方便等特点,被广泛应用于装配、焊接、喷涂等工业领域。
本文以三自由度机器人设计与控制为主题,围绕机械结构设计、运动学建模、控制算法设计等方面展开研究与分析,旨在为相关领域的研究提供一定的参考和借鉴。
二、机械结构设计三自由度机器人通常包括基座、臂部和末端执行器等部件,其机械结构设计直接关系到机器人的稳定性、精度和工作空间。
在本课题中,我们将采用柔性连接的直角坐标系结构设计,通过在关节处加装弹簧和减震器以减小振动,提高定位精度。
三、运动学建模运动学建模是机器人设计中的关键环节,它描述了机器人在工作空间内的姿态和位置。
本文将采用DH参数法建立机器人的坐标系变换矩阵,通过正运动学和逆运动学方程描述机器人的工作空间关系,并利用数值模拟软件对其进行验证和分析。
四、控制算法设计在机器人工作中,控制算法起着至关重要的作用。
为了保证机器人在工作过程中能够实现高效、精准地运动,我们将设计基于PID控制的位置控制算法,结合轨迹规划和避障算法,实现机器人的自动抓取和装配功能。
五、仿真与实验在设计完成后,我们将通过仿真软件对机器人进行工作空间分析和运动学验证,同时搭建实验平台,验证控制算法的有效性和稳定性。
通过比对仿真和实验结果,不断优化和改进机器人设计和控制算法,使其更加贴近实际工程应用需求。
六、结论与展望通过本课题的研究与分析,我们得出了一系列关于三自由度机器人设计与控制的结论和成果。
未来,我们将进一步深入研究机器人的感知技术、智能控制算法等方面,为实现更加智能化、高效化的工业机器人应用提供更多的技术支持和解决方案。
七、参考文献[1] 张强. 机器人技术及应用. 北京:机械工业出版社,2015.[2] 王勇. 机器人控制理论与应用. 上海:上海科学技术出版社,2019.[3] 李明,陈华. 工业机器人技术与应用. 北京:中国机械出版社,2018.通过以上对三自由度机器人设计与控制的研究和分析,我们可以更好地把握机器人技术的发展趋势,为相关领域的研究和实践提供更有价值的参考和借鉴。
三自由度机械臂毕业设计
三自由度机械臂毕业设计摘要三自由度机械臂是一种常见的机器人结构,具有广泛的应用领域。
本文基于毕业设计的要求,对三自由度机械臂的设计与实现进行了探讨,包括机械结构设计、电控系统设计以及仿真测试等内容。
通过本文的研究,可以为相关领域的机械臂设计提供一定的参考和借鉴。
关键词:三自由度机械臂;机械结构设计;电控系统设计;仿真测试一、引言随着现代工业的发展,机械臂作为一种重要的智能装备,已经得到了广泛的应用。
特别是在自动化生产线、物流仓储系统、医疗和服务机器人等领域,机械臂可以实现高效的操作和灵活的生产。
对机械臂的设计与实现具有重要的理论和实际意义。
三自由度机械臂是一种典型的机械臂结构,在许多应用场合中都能够发挥重要作用。
本文将以三自由度机械臂为研究对象,通过对其机械结构设计、电控系统设计以及仿真测试的探讨,来完成一份关于三自由度机械臂的毕业设计。
二、机械结构设计1. 机械臂的型号确定需要确定三自由度机械臂的型号和结构设计。
在设计过程中,需考虑机械臂的负载能力、工作范围和精度等参数。
通过对市场上已有的机械臂产品进行调研和比较,选择一款适合要求的机械臂型号作为设计的基础。
2. 机械结构的参数设计在确定机械臂型号后,需要对机械结构的参数进行设计。
包括机械臂的长度、关节结构、材料选择等。
需要考虑机械臂的刚度和稳定性,以及对机械结构进行强度和刚度分析,保证机械臂能够满足设计要求。
三、电控系统设计1. 电机和传动系统的选型根据机械臂的参数设计,选择合适的电机和传动系统。
需要考虑电机的功率、转速和控制方式,以及传动系统的精度和可靠性。
2. 控制系统的设计设计机械臂的控制系统,包括控制算法、传感器选择和控制器设计等。
通过对电控系统的设计,实现机械臂的轨迹规划、位置控制和力控制等功能。
四、仿真测试通过建立机械臂的仿真模型,对机械结构设计和电控系统设计进行验证和测试。
利用仿真软件,模拟机械臂的运动和控制过程,评估机械臂的性能和稳定性。
三自由度机械手的结构设计论文
三自由度机械手的结构设计摘要本文简要介绍了机械手的概念,机械手的组成和分类,国内外的发展状况及发展前景。
本文对机械手进行总体方案设计,结合生产实际及理论确定了机械手的结构及动作过程,坐标型式和自由度数,并列出了机械手的技术参数。
设计出了机械手的驱动方案、控制方案,在进行控制方案的选取时进行了不同方案的优缺点的对比,最后确定了具体的控制方案。
在进行机械手控制器件的选取时,对控制器件选择进行了详细的分析,如对步进电机参数的具体选取。
最后介绍了利用可编程序控制器对机械手进行控制,同时叙述了可编程序控制器选取原则及工作过程,并绘制出了可编程序控制器外部接线图。
在用可编程序控制器控制时分为手动和自动两种工作方式,并绘制了自动工作方式的顺序功能图。
关键词机械手的概念,机械手控制器件,可编程序控制器(PLC)ThREE DEGREES OF FREEDOM MANIPULATORDESIGNABSTRACT目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)一、引言1.1简要介绍机械手的概念 (4)1.2机械手的组成和分类 (5)1.2.1机械手的组成 (5)1.2.2机械手的分类 (5)1.3国内外发展状况 (6)二、三轴自由度机械手的结构及动作过程 (7)2.1机械手的结构 (7)2.2机械手的动作过程 (8)2.3机械手的驱动方案设计 (9)2.4机械手的控制方案设计 (9)2.5机械手的座标型式与自由度 (10)2.6机械手的技术参数列表 (11)三、控制器件选型 (11)3.1步进电机及其驱动器选择 (11)3.2直流电机及其驱动器选择 (12)3.3旋转编码器的选择 (14)四、机械手的PLC控制设计 (15)5.1可编程序控制器的选择 (15)5.2可编程序控制器的工作过程 (16)总结 (19)致谢 (20)参考文献 (20)附录 (21)一、引言随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快,人们对生产效率也不断提出新要求。
061021_三自由机械手结构设计[5]
轻型平动搬运机械手的设计及运动仿真三自由度机械手的结构设计一、引言随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快,人们对生产效率也不断提出新要求。
由于微电子技术和计算软、硬件技术的迅猛发展和现代控制理论的不断完善,使机械手技术快速发展,已渗透到工业领域的各个部门,在工业发展中占有重要地位。
现代工业自动化程度的提高,机械手的应用领域越来越广。
机械手能模拟人的手臂的部分动作,按预定的程序、轨迹及其它要求,实现抓取、搬运工件或操纵工具。
机械手可以代替很多重复性的体力劳动,从而减轻工人的劳动强度、提高生产效率。
本次设计的机械手由手爪、手臂、机身、机座等组成。
采用关节式坐标,电机驱动,实现三自由度的运动。
With the continuous progress of social production and people's accelerating pace of life, people also have made new productivity requirements. Because of microelectronics and computing software and hardware technology and the rapid development of modern control theory of continuous improvement, so that the rapid development of robot technology has penetrated into all sectors of industry, plays an important role in industrial development. Modern industrial automation degree of improvement robot applications more widely. Robot can simulate part of the action of the human arm, according to a predetermined program, track, and other requirements to achieve capture, porter pieces or manipulation tools. Robot can replace a lot of repetitive manual labor, thus reducing labor intensity and improve production efficiency.The design of the robot by the gripper arm, body, frame and other components. Using articulated coordinates, motor drive, to achieve three degrees of freedom movement.1.1机械手概述机械手也被称为自动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。
单片机控制三自由度圆柱坐标机械手设计
单片机控制三自由度圆柱坐标机械手设计一、引言随着科学技术的不断发展,机械手在工业生产、科研等领域扮演着越来越重要的角色。
机械手的设计是其中的关键环节之一,而单片机是机械手控制的核心部分之一、本文将介绍一种基于单片机控制的三自由度圆柱坐标机械手的设计。
二、机械手的结构设计该机械手的结构主要由三个旋转关节组成,分别对应三个自由度。
每个旋转关节由步进电机驱动,通过直线传动装置实现转动,并带有相应的位置反馈传感器。
三、单片机的选取单片机是机械手控制的核心部分,控制机械手的动作和位置。
单片机的选择需要考虑其计算性能、接口资源等方面的要求。
本设计选择了STM32系列的单片机,具有大容量的存储器和强大的计算能力,同时提供多种通信接口和模拟/数字接口,满足了机械手控制的需求。
四、电路设计电路设计包括电源电路、电机驱动电路和控制电路三个模块。
电源电路为电机驱动和单片机提供稳定的电源。
电机驱动电路采用步进电机驱动芯片,通过信号电平控制电机的转动。
控制电路主要由单片机和传感器组成,负责接收传感器的反馈信号,并控制电机的转动。
五、软件设计在单片机软件设计方面,本设计采用C语言进行编程。
通过编写相应的程序,实现机械手的运动控制,包括正向运动、逆向运动和位置控制等功能。
同时,还可以为机械手增加一些智能化的功能,如碰撞检测、路径规划等。
六、实验与结果将设计好的电路板焊接好后,进行实验测试。
通过对机械手的不同输入信号进行测试,观察机械手的运动情况,并对其进行调试。
最终,可以实现通过单片机控制的三自由度圆柱坐标机械手的正常运行。
七、总结本文设计了一种基于单片机控制的三自由度圆柱坐标机械手。
通过对机械手的结构和电路进行设计,选取合适的单片机和编写相应的控制程序,实现了机械手的运动控制。
该设计具有较高的可靠性和灵活性,可以广泛应用于工业生产和科研等领域。
三自由度机械臂毕业设计
三自由度机械臂毕业设计摘要:本设计旨在研究并设计一种三自由度机械臂,用于实现特定任务的精确定位和运动控制。
通过对机械臂结构、运动学、动力学和控制系统的深入研究和设计,实现机械臂在工业自动化、医疗辅助等领域的应用,对于提高生产效率和人力资源利用率具有积极意义。
关键词:三自由度机械臂,运动学,动力学,控制系统,工业自动化一、引言三自由度机械臂是一种具有三个独立旋转自由度的机械装置,其在工业自动化、医疗器械、科研实验等领域有着广泛的应用价值。
本文旨在设计一种三自由度机械臂,并对其进行结构设计、运动学分析、动力学建模以及控制系统设计,以期实现机械臂的高效精准控制,满足实际应用需求。
二、机械臂结构设计1. 机械臂主体结构考虑到实际应用中的稳定性和承载能力需求,机械臂主体采用铝合金材料制作,保证轻量化的同时具备足够的强度。
为了减小惯性和提高精度,采用蜗轮蜗杆传动结构来实现三个旋转自由度的运动。
2. 末端执行器设计末端执行器是机械臂的最终工作部分,需要根据具体应用设计不同的工作夹具或工具装置,以满足各种不同的任务需求。
末端执行器的设计需要考虑到重量、稳定性和灵活性的平衡。
三、运动学分析机械臂的运动学分析是机械臂设计的重要部分,通过对机械臂各关节的运动学建模,可以确定机械臂在空间中的姿态和位置。
利用旋转矩阵和变换矩阵等方法,可以建立机械臂的正运动学和逆运动学方程,为后续的轨迹规划和动力学建模提供基础。
四、动力学建模机械臂的动力学建模是为了分析机械臂在运动过程中对各关节所需的动力、力矩等物理量。
通过运动学分析得到的姿态和位置数据,结合机械臂的质量、惯性、摩擦等参数,可以建立机械臂的动力学模型,为控制系统的设计提供理论基础。
五、控制系统设计1. 运动控制对于机械臂的精确运动控制,需要设计合适的控制算法和控制器。
常见的控制方法包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等,通过对机械臂动力学模型的分析,选择适当的控制方法和参数,设计出稳定而高效的运动控制器。
3个自由度机械手设计
3个自由度机械手设计在机械工程领域,自由度是指机械系统能够相对于给定的参考坐标系进行自由移动的能力。
一个自由度可以定义为系统中独立运动的最小数量。
在机械手设计中,自由度是一个重要的参数,决定了机械手的灵活性和能够执行的运动任务。
以下是三个具有不同自由度的机械手设计:1.二自由度机械手二自由度机械手通常由两个旋转关节组成,分别控制机械手在水平和垂直方向上的运动。
这种机械手设计常用于需要在平面上移动和旋转物体的应用,如装配线上的零件搬运和放置。
机械手的两个关节可以通过电机和传动装置控制,使得机械手能够沿不同方向进行精确的运动。
2.三自由度机械手三自由度机械手通常由两个旋转关节和一个直线关节组成,分别控制机械手在水平、垂直和前后方向上的运动。
这种机械手设计常用于需要进行更复杂操作的应用,如工业机器人中的装配和焊接。
机械手的旋转关节可以使机械手在水平和垂直方向上进行精确的定位,直线关节可以使机械手在前后方向上进行伸缩,从而实现更加灵活的操作。
3.六自由度机械手六自由度机械手是最常见的机械手设计,通常由三个旋转关节和三个直线关节组成。
旋转关节控制机械手在水平、垂直和绕轴方向上的运动,直线关节控制机械手在前后、左右和上下方向上的运动。
这种机械手设计在许多领域中得到广泛应用,如汽车制造、医疗设备和航空航天等。
六自由度机械手的设计使得机械手能够进行复杂的运动和操作,具有较高的灵活性和精确性。
总的来说,机械手的自由度是机械手设计中的一个重要参数,决定了机械手的灵活性和能够执行的运动任务。
不同自由度的机械手适用于不同应用场景,可以根据具体需求选择合适的机械手设计。
三自由度直角坐标工业机器人设计论文
1设计任务描述
1.1设计题目:三自由度直角坐标工业机器人设计
1.2设计要求
1.2.1设计目的:
1)了解工业机器人技术的基本知识以及单片机、机械设计、传感器等相关技术。
2)初步掌握工业机器人的运动学原理、传动机构、驱动系统及控制系统并应用于工业机器人的设计中。
5.2运动控制功能
运动控制功能是指对工业机器人末端操作器的位置、速度、加速度等项目的控制。
在本次设计中我采用示教再现控制方式来对此机器人进行控制,其主控芯片为我们熟悉的C8051F020单片机。使用此款单片机再配合一些外围电路的集成就可实现对各个电动机的控制,再加上一些在软件上的编写配合好光电编码器,就可以实现PID算法,并组成一个简单的闭环系统。
图4.4步进电机驱动电路
本步进电机为四相电机。通过控制P1.0,P1.1,P1.2,P1.3的高低电平,来控制电机的正反装。其中二极管有保护作用,因为电机通电时电流逐渐增大,而电机断电时电流也是正逐渐减小,如果逐渐减小的的电流不能及时流走,将对其他器件造成损坏。故接二极管保护单片机免受损坏。
4.5机械机构设计
工业机器人的机械结构系统由基座、手臂、末端操作器三大件组成。每一大件都有若干自由度,构成一个多自由度的机械结构。
若基座具备行走机构、则构成行走机器人;若基座不具备行走及腰转机构,则构成单机器人臂(Single Robot Arm)。手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件,它可以是二手指或多手指的手抓,也可以是喷漆枪、焊具等作业工具。
沈阳工程学院
课 程 设 计
设计题目:三自由度微型直角坐标工业机器人模型设计
中 文 摘 要
三自由度工业用机械手控制系统设计论文
毕业设计(论文)题 目 三自由度工业用机械手控制系统设计姓 名学 号专业班级指导教师分 院 成人教育学院完成日期 2017 年4月X 日宁波理工学院摘要机械手是机器人研究的热门领域之一,不仅在工业还在其它行业都发挥着越来越大的作用。
而且随着工业生产自动化程度的不断提高,工业机械手在生产现场的流水线中扮演着越来越重要的作用,现在已成为现代化工业生产中不可缺少的重要环节。
本文在了解机械手和PLC控制技术的国内外研究现状及发展趋势基础上,而选用了三自由度机械手作为控制对象进行研究。
本文基于控制和计算机监控的相关理论,根据工业机械手的控制要求,完成了其运动控制设计以及组态监控系统构建,对控制系统的总体构造、控制流程以及构成系统的各个模块的功能和控制方式进行了研究。
关键词:三自由度机械手;PLC;控制系统;工业生产A b s t r a c tRobot is one of the hot areas of robot research and is playing an increasingly important role not only in industry but also in other industries. At the same time, with the continuous improvement of industrial production automation, industrial robots in the production site of the pipeline plays an increasingly important role, has become an indispensable modern industrial production important link.Based on the research status and development trend of robot and PLC control technology, this paper chooses three-degree-of-freedom manipulator as the control object.Based on the theory of control and computer monitoring, this paper completes its motion control design and configuration monitoring system construction according to the control requirements of industrial manipulator. The overall structure of the control system, the control flow and the function and control mode of each module constituting the system Were studied.Keywords:Three degrees of freedom manipulator; PLC; Control System;Industrial production目录摘要......................................................................................................................... I I Abstract.. (IV)目录 (V)1.引言 (1)1.1 研究机械手的意义 (1)1.2 机械手的组成和分类 (2)1.2.1机械手的组成 (2)1.2.2 机械手的分类 (2)1.3 机械手的国内外研究现状 (2)1.3.1 机械手的国外研究现状 (2)1.3.2 机械手的国内研究现状 (3)2.机械手控制系统总体设计方案 (4)2.1工业机械手的工艺流程 (4)2.2工业机械手的运动参数分析 (5)2.3工业机械手的总体模块设计 (5)2.3工业机械手的总体模块概述 (6)2.3.1 控制器模块 (7)2.3.2驱动模块 (7)2.3.3 执行模块 (7)2.3.4传感器模块 (7)3.机械手硬件系统的设计 (9)3.1硬件系统的结构 (9)3.2伺服控制系统设计 (10)3.3气动控制系统设计 (10)3.4机械部件设计 (11)3.5传感器设计 (11)4.PLC控制器的设计 (13)4.1 PLC 控制器的特点 (13)4.2 PLC 控制器的程序设计 (13)4.2.1 PLC 回原点程序 (13)4.2.1 PLC手动程序操作示意 (14)4.2.2 PLC自动程序操作示意 (14)参考文献 (16)致谢 (17)1.引言1.1 研究机械手的意义工业机械手(以下简称机械手)是近代自动控制领域中出现的一项新技术,已经成为现代制造生产系统中的一个重要组成部分。
3个自由度机械手设计
3个自由度机械手设计机械手的结构有很多种,其中,以机械手的自由度作为分类标准可以分为三类:二自由度机械手、三自由度机械手和四自由度机械手。
本文主要介绍三自由度机械手的设计。
1. 三自由度机械手简介三自由度机械手指的是机械手自由度为3,可以完成三个轴向运动的机械手。
人们通常使用三自由度机械手进行精确的三维组装任务,如电子产品的组装等。
三自由度机械手通常由两个平移轴和一个旋转轴组成。
其中,旋转轴是沿垂直于平面运动的。
机械手的三个自由度分别称为:Base、Shoulder和Elbow。
2. 三自由度机械手的设计设计三自由度机械手的第一步是确定机械手的尺寸和负载能力。
然后,需要选择机械手所需的驱动器类型,如直流电机或步进电机等。
接下来,需要确定每个自由度的运动范围,包括最大旋转角度和各轴的工作范围。
在确定机械手的基本参数后,接下来需要选择机械手的结构类型。
目前,常见的三自由度机械手结构包括球丝机械手、气动机械手和升降机械手等。
其中,球丝机械手具有高精度和高信度的特点,但它的制造成本较高;气动机械手主要用于一些要求速度较快的场合,但不太适合精度要求较高的组装任务;升降机械手适用于较小的工作空间。
在选择机械手的结构类型后,需要设计机械手的关节和连接杆。
机械手的关节通常采用旋转关节和平移关节,连接杆和支撑结构需要考虑机械手的负载和刚度要求。
3. 三自由度机械手的应用三自由度机械手具有广泛的应用前景。
它们可以用于精密组装、准确定位和定点操作等任务。
下面主要从以下几个方面介绍三自由度机械手的应用。
3.1 电子产品组装三自由度机械手可以快速、准确地组装电子产品,如手机、平板电脑等。
机器操作准确,不会对电子产品产生损害。
3.2 制造业三自由度机械手可以帮助制造业生产高精度、高精度零件。
它们可以在离线或在线环境中自动操作,从而提高生产效率和生产效果。
3.3 工业制造三自由度机械手可以用于支持大规模制造。
在工业制造中,机械手可以执行多个任务,如点对点的移动、送货、装载等。
3个自由度搬运机械手的设计
轴承坯料搬运机械手的设计摘要机械手是一种机械技术与电子技术相结合的高技术产品。
采用机械手是提高产品质量与劳动生产率,实现生产过程自动化,改善劳动条件,减轻劳动强度的一种有效手段。
它是一种模仿人体上肢的部分功能,按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术装备。
机械手可以代替人手的繁重劳动,显著减轻工人的劳动强度,改善劳动条件,提高劳动生产率和生产自动化水平。
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,采用机械手是有效的;此外,它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其它有毒、污染环境条件下进行操作,更显示其优越性,有着广阔的发展前途。
本课题的主要内容是采用机械设计原理,进行三自由度搬运机械手的设计,熟悉三自由度机械手的运用场合和相关的设计步骤。
机械手可以代替很多重复性的体力劳动,从而减轻工人的劳动强度,提高生产效率。
结合三自由度设计的各方面的知识,在设计过程中学会怎样发现问题.解决问题.研究问题。
并且在设计中融入自己的想法和构思,提高自己的创新能力。
尽力使机械手使用方便,结构简单。
!!所有下载了本文的注意:本论文附有CAD图纸和完整版word版说明书,凡下载了本文的读者请加QQ 83753222,或留下你的联系方式(QQ邮箱)最后,希望此文能够帮到你!关键词:机械手,输送工件,搬运,三自由度ABSTRACTManipulator is a mechanical technology and electronic technology with the combination of high technology products. Using manipulator is to improve product quality and productivity, and realize the automatic production process, improve working conditions, and reduce labor intensity of a kind of effective method. It is an imitation of the upper part of the human body function, according to the predetermined requirement or parts transportation holding tools for operation of the automation technology and equipment. Robots can replace the hands of heavy labor, significantly reduce the labor intensity, improve working conditions, and improve labor productivity and production automation level. Industrial production often appears in the handling of the heavy and long-term, frequent, drab operation, USES the manipulator is effective; In addition, it can be in high temperature, low temperature, deep water, the universe, radioactive and other toxic, pollution environment conditions operation, more shows its superiority, with broad prospects.This topic is the main content of the mechanical design principle of the design of the three dof carrying manipulator, familiar with three degrees of freedom of the manipulator using occasions and related design steps. Robots can replace a lot of repeatability of physical labor, so as to reduce the labor intensity, improve production efficiency. Combined with three degrees of freedom all aspects of design knowledge, in the design process learn how to find out the problem to solve problems. And in the design idea and into their idea, improve their innovation ability. Try to make robots easy to use simple structure.Key Words: Manipulator, conveying work piece, handling, three degrees of freedom目录第1章绪论 (4)1.1机械手的历史 (4)1.2机械手的组成 (5)1.3机械手的分类 (6)第2章搬运机械手机构总体方案设计 (8)2.1搬运机械手设计要求 (8)2.2基本设计思路 (1)2.3搬运机械手结构设计 (11)2.4 机械手材料的选择 (11)2.5机械臂的运动方式 (11)2.6搬运机械手驱动与控制系统分析 (12)第3章搬运机械手机械结构设计与计算 (13)3.1搬运机械手手爪设计 (13)3.2 搬运机械手手臂设计 (13)3.3 手部设计计算................................................. - 23 -3.4腕部设计计算 (20)3.5液压驱动系统设计 (21)3.6机身结构的设计 (23)第4章机械手控制系统的设计 (27)4.1 PLC简介 (27)4.2 PLC工作原理 (27)4.3 PLC机型的选择 (27)4.4 PLC控制面板的拟定 (29)4.5 机械手工艺过程和控制方案的确定 (30)4.5 PLC程序编写 (33)总结与展望 (40)参考文献 (41)致谢 (42)1 绪论随着人类科技的进步,社会经济的发展,机器人学成为近几十年来迅速发展的一门综合学科。
三自由度机械臂设计
三自由度机械臂设计1. 引言机械臂是一种能够模拟人类手臂运动的机械装置,广泛应用于工业自动化、医疗手术、空间探索等领域。
本文将介绍三自由度机械臂的设计原理、结构和控制方法。
2. 三自由度机械臂的定义三自由度机械臂是指具有三个独立运动自由度的机械臂。
它通常由底座、臂1、臂2和末端执行器组成。
臂1和臂2之间通过转动关节连接,末端执行器可以在三维空间内执行各种任务。
3. 三自由度机械臂的结构三自由度机械臂的结构通常采用串联结构,即每个关节依次连接在一起。
关节通常采用旋转关节或者滑动关节,以实现臂的运动。
三自由度机械臂的底座是固定不动的,通过第一个关节与臂1连接。
臂1和臂2之间通过第二个关节连接,第二个关节使得臂2能够绕臂1旋转。
第三个关节连接在臂2的末端,用于连接末端执行器。
4. 三自由度机械臂的运动学分析三自由度机械臂的运动学分析是研究机械臂末端位置和姿态的方法。
通过运动学分析,可以确定机械臂各关节的运动范围和工作空间。
三自由度机械臂的运动学方程可以通过解析方法或者数值方法求解。
解析方法通常基于几何关系和三角函数的运算,可以得到精确的解析解。
数值方法通常通过迭代计算,可以得到近似解。
5. 三自由度机械臂的动力学分析三自由度机械臂的动力学分析是研究机械臂受力和运动响应的方法。
通过动力学分析,可以确定机械臂的运动惯性、关节力矩和末端执行器的力矩。
三自由度机械臂的动力学方程可以通过拉格朗日方程或牛顿-欧拉方程求解。
这些方程描述了机械臂的运动学和动力学关系,可以用于控制机械臂的运动。
6. 三自由度机械臂的控制方法三自由度机械臂的控制方法包括位置控制、速度控制和力控制。
位置控制是控制机械臂末端位置的方法,速度控制是控制机械臂关节速度的方法,力控制是控制机械臂末端力的方法。
位置控制通常采用PID控制器或者模糊控制器。
PID控制器通过比较实际位置和期望位置的差异,调整关节角度以使机械臂末端达到期望位置。
模糊控制器通过模糊逻辑和规则库,根据实际位置和期望位置的差异调整关节角度。
3个自由度机械手设计
3个自由度机械手设计在工业自动化领域,机械手是一种高度灵活、可编程的装置,用于执行各种重复性任务。
机械手的自由度决定了其在空间中能够完成的运动和操作。
在本文中,我们将讨论三种常见的3个自由度机械手设计。
1.旋转-伸缩-平移机械手旋转-伸缩-平移机械手通常由三个关节组成,每个关节负责一个自由度。
这种机械手的第一个关节可以使机械手绕固定基座旋转,提供良好的基本操作空间。
第二个关节负责伸缩功能,可以改变机械手的工作距离和抓取能力。
第三个关节负责平移功能,使机械手能够在水平方向上移动物体。
这种设计的机械手适用于需要在一个平面上操作的应用,例如装配、包装和搬运。
2.平移-伸缩-旋转机械手平移-伸缩-旋转机械手与旋转-伸缩-平移机械手相似,只是关节的顺序有所不同。
第一个关节负责平移功能,使机械手能够在垂直方向上移动物体。
第二个关节负责伸缩功能,可以改变机械手的工作距离和抓取能力。
第三个关节负责旋转功能,可以绕固定基座旋转。
这种设计的机械手适用于需要在垂直方向上操作的应用,例如装卸货物、搬运瓶子或管道。
3.旋转-平移-伸缩机械手旋转-平移-伸缩机械手也由三个关节组成,但关节的顺序与旋转-伸缩-平移机械手截然不同。
第一个关节负责绕固定基座旋转,第二个关节负责在垂直方向上平移,第三个关节负责伸缩功能。
这种设计的机械手适用于需要在三维空间中灵活操作的应用,例如装配零件、拆卸设备或进行复杂的精密操作。
这三种3个自由度机械手设计都在不同程度上提供了空间灵活性和操作能力。
根据具体的应用需求和可用空间,可以选择适合的设计。
此外,机械手的自由度还可以根据需要进行扩展,以适应更复杂的任务和环境。
机械手的设计和应用一直在不断发展和创新,为工业生产和自动化提供更大的便利和效率。
三自由度机械手总体设计及水平移动部件的结构设计
三自由度机械手总体设计及水平移动部件的结构设计摘要目前,机械手的应用已涉及更广泛的领域,各式各样的机械手亦都涌现了出来,并且日趋影响着人们的生活和工作。
机械手是一种将机械技术与电子设备相结合的智能化机械工具,一方面,机械手的制造模仿人类手臂的活动,按照指定程序进行对工件的搬运和工具的操持,它可以代替人在较为恶劣的环境中工作,减少因环境污染对人体造成的危害,减弱工作人员的负担,提高工作效率和自动化生产水平。
另一方面,机械手的出现又能弥补人们自身的缺陷,在生产作业中难免会出现重量较大工件的搬运或频繁而单一的机械操作,而此时机械手的使用便是最为行之有效的,如今,机械手的应用已不仅仅满足于生产线之间的机械性地搬运等职责,它亦被广泛应用于军事、医疗和我们的生活等多个社会层面,它通过人工编程,来达到各种动作,且动作严谨而规范,又有其多自由度更增加其灵活多样性,人们可以通过编程来使它完成指定的动作要求,完成不同场合的各种工艺操作,其结构和工作性能上充分继承了人类的灵活协调和机器的精确到位。
本次进行三自由度搬运机械手的设计,其结构内容包括:以垂直方向由步进电机带动滚珠丝杠使水平横梁所做的升降运动和以步进电机带动大小齿轮的啮合所做的水平回转等运动,即所谓的机械传动,考虑到机械传动的准确性和普遍性,故选用以步进电机作为其驱动系统,同样,在其水平方向的伸缩则采用了液压系统作为驱动源,包括手爪的运动亦是如此,液压系统具有工作污染小,占地空间小等优点。
关键词:机械手;搬用工件;三自由度;2 三自由度搬运机械手总体方案设计2.1 拟定设计方案在经历过设计初期参考文献的查阅和设计资料的整理、筛选,本人拟定了以下设计方案,其方案详情如下所示:方案:液压驱动本方案采用机械手结构形式:圆柱坐标型工作原理:(1)机械手臂的水平运动(左右运动)由液压缸驱动进行伸缩,其竖直方向的升降运动也靠液压缸的驱动来进行。
(2)支撑手臂底座的运动,无论是顺时针还是逆时针的转动,可由回转缸来实现其旋转运动。
三自由度搬运机械手机构设计
三自由度搬运机械手机构设计搬运机械手机构设计-三自由度机械手臂一、引言随着科技的发展,机器人在工业生产、物流等领域发挥着越来越重要的作用。
机械手臂作为机器人的重要组成部分,具有广泛的应用前景。
本文将介绍一种三自由度搬运机械手机构的设计。
二、设计目标本设计的目标是设计一种具备三个自由度的搬运机械手臂,能够实现灵活的运动,达到高效搬运的目的。
具体要求如下:1.三自由度:机械手臂具备三个关节,分别可以实现水平旋转、垂直旋转和前后伸缩的运动。
2.高承载能力:机械手臂需要具备足够的承载能力,能够稳定搬运重物。
3.灵活性:机械手臂需要具备足够的灵活性,能够适应不同的工作环境和搬运任务。
4.可控性:机械手臂需要具备良好的控制性能,能够通过外部控制实现精确的运动。
三、设计方案基于上述设计目标,我们提出以下设计方案:1.结构设计:机械手臂由三个关节组成,分别为水平旋转关节、垂直旋转关节和前后伸缩关节。
其中,水平旋转关节和垂直旋转关节采用舵机作为驱动装置,前后伸缩关节采用滑轨设计。
这种结构设计既能满足机械手臂的运动需求,又能够实现紧凑的机械结构。
2.材料选择:机械手臂的主要材料选择应考虑强度和重量的平衡。
我们可以采用铝合金作为机械手臂的主要材料,既能够满足强度要求,又能够降低自身的重量。
3.控制系统设计:机械手臂的控制系统应具备良好的控制性能,能够通过外部控制实现精确的运动。
我们可以采用嵌入式控制系统,通过编程控制机械手臂的运动,并且可以与其他设备进行数据交互,实现智能化的控制。
4.承载能力设计:机械手臂的承载能力需要根据实际应用需求进行设计。
我们可以根据机械手臂的结构和材料选择,进行力学分析和仿真,来确定机械手臂的承载能力。
四、设计步骤1.结构设计:设计机械手臂的结构,确定关节类型和数量,并确定机械手臂的整体尺寸。
2.材料选择:根据机械手臂的要求和预算限制,选择合适的材料,并确定机械手臂的材料规格。
3.控制系统设计:根据机械手臂的运动要求,设计控制系统的硬件和软件部分,并确定控制系统的接口和通信方式。
三自由度气动机械手的设计
编号: 毕业论文(设计)题目三自由度气动机械手的设计指导教师学生姓名学号专业机械设计制造及其自动化教学单位目录摘要及关键词 (1)1引言 (1)2三自由度气动机械手的结构设计 (2)2.1机械手自由度分析 (2)2.2机械手气动分析 (3)2.3气动机械手的结构设计 (5)2.4机械手的特性分析 (7)3三自由度气动机械手控制系统的设计 (7)3.1控制系统的组成 (7)3.2系统控制算法设计 (9)3.3基于LabVIEW的控制系统设计 (9)3.4实验分析 (13)4结论 (14)参考文献 (14)谢辞 ................................................................................................. 错误!未定义书签。
三自由度气动机械手的设计摘要:本设计是基于一种三自由度气动机械手,应用三个气缸及其附属机构完成了一种气动的三自由度机械手。
它解决了目前机械手使用不便的问题,具有结构简单、操作方便、控制性能好、可实现多种运动形式并能牢固夹持工件,并且生产效率高,工作强度大,可夹持大工件等优点。
关键词:气缸;气动;牢固;夹持;控制1引言在机械加工及注塑加工行业,很多工位为物体的拾取操作。
这种操作一般动作简单,重复性很大。
目前针对这种需求,设计了很多拾取机械,这些拾取机械包括电动的、液动的以及气动的。
但是目前种种操作机械或机械手的主要结构形式为直角坐标式的,而在许多场合这种操作需要圆周运动,需要具有旋转功能的操作机械,但这种机械目前尚未见到。
针对上述现有技术的不足,本设计提供了一种结构简单、操作方便、可实现多种运动形式的三自由度气动机械手[1]。
气动技术是流体控制的一个重要分支,具有成本低廉、工作效率高、较高的功率重量比、无污染、使用维护方便以及对环境要求低等一系列优点,已经在工业生产各部门得到越来越广泛的应用。
三自由度机械手设计
三自由度机械手设计机械手是一种用于代替人手完成各种复杂或危险操作的机械装置。
三自由度机械手是指具有三个独立自由度的机械手。
在机械手设计中,三自由度机械手是较为简单且常见的一种类型。
三自由度机械手通常由机械臂和手爪组成,其中机械臂负责定位和移动,手爪负责抓取和放置物体。
机械臂由三个关节连接起来,每个关节都可以独立控制。
这意味着机械臂可以在三个轴上进行旋转和伸缩,从而实现空间中的定位和移动。
1.功能需求:首先需要明确机械手的功能需求,例如需要抓取什么类型的物体以及进行什么样的操作。
不同的功能需求会对机械手的结构和控制系统产生影响。
2.结构设计:机械手的结构设计包括关节、连接杆和运动范围等方面。
关节可以使用电机或气动缸等驱动装置实现,连接杆需要具有足够的强度和刚性。
运动范围的设计需要考虑机械手需要移动到的位置和空间,以及机械手的工作环境。
3.控制系统设计:机械手的控制系统包括传感器、运动控制器和驱动装置等。
传感器用于获取机械手当前的位置和姿态信息,运动控制器用于计算并控制机械手的运动轨迹,驱动装置用于实际驱动机械手的运动。
4.安全性设计:机械手操作时需要考虑其安全性。
例如,在操作过程中需要设置足够的安全间距,以避免机械手发生碰撞。
此外,机械手还可以通过使用力传感器和视觉系统等技术,实现对工作环境和物体的感知和识别,以提高操作的安全性和精确性。
在实际应用中,三自由度机械手广泛用于工业生产线上的自动化操作。
它可以完成物体的抓取、搬运、装配等任务,提高生产效率和质量。
同时,由于其结构相对简单,成本相对较低,因此也被广泛应用于教育和研究领域。
总而言之,三自由度机械手是一种常见的机械手类型,在设计中需要考虑功能需求、结构设计、控制系统设计和安全性设计等方面。
它在提高生产效率和质量方面具有重要的应用价值,并且具有较低的成本,因此在工业、教育和研究等领域广泛应用。
三自由度搬运机械手的设计
三自由度搬运机械手的设计首先,结构设计是机械手设计中的关键因素。
三自由度搬运机械手一般由底座、臂架和末端执行器组成。
底座一般采用固定结构,能够提供稳定的支撑,通常由重型材料构造,以确保机械手的稳定性。
臂架则是机械手的主体结构,需要考虑强度、刚度和重量等因素,一般采用轻质高强度材料,如铝合金或碳纤维等。
末端执行器需要根据具体搬运任务选择,可以是夹爪、吸盘、磁腔等,确保能够牢固地抓住物体。
其次,动力传递系统是机械手性能的重要组成部分。
三自由度机械手一般需要多个电机来驱动,需要设计合理的传动装置将电机的旋转转化为机械手臂的运动。
常用的传动装置包括齿轮传动、链条传动和同步带传动等。
选择合适的传动方式需要考虑机械手运动的速度、精度和负载要求,以及可靠性和维修性等因素。
最后,控制系统是机械手完成功能的关键。
三自由度搬运机械手通常采用闭环控制系统,用来控制机械手的运动轨迹和力度。
控制系统一般包括传感器、控制器和执行器等组成部分。
传感器用来检测机械手的位置、速度和力度等参数,常见的传感器包括位置传感器、速度传感器和力传感器等。
控制器根据传感器的反馈信息来控制机械手的运动,可以采用PID 控制、模糊控制或者神经网络控制等算法。
执行器是根据控制信号实际执行机械手的运动,可以是驱动电机或者液压缸等。
在设计过程中,需要考虑机械手的工作空间和负载能力。
工作空间是机械手能够到达的空间范围,可以通过机械结构和动力传递系统的设计来实现。
负载能力是机械手能够提供的最大搬运重量,需要根据具体应用来确定,同时还需考虑安全因素,确保机械手能够稳定地搬运物体。
总结而言,设计一台高效可靠的三自由度搬运机械手需要综合考虑结构设计、动力传递和控制系统等多方面因素,以满足具体的搬运任务要求。
设计人员需要有深厚的机械设计和控制理论基础,结合实际应用需求进行设计,以确保机械手的性能和稳定性。
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文献综述我国机械手的研究现状和发展趋势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,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。
本文参阅了大量的国内外期刊杂志,论述了机械手的组成和分类,同时对国内外机械手的研究现状和发展趋势做了一定的了解。
对应用机械手的工业机器人市场四大家族竞争分析。
另外,本文还对机械手的常见驱动方式做了一番分析,并预测了机械手的发展趋势。
1. 机械手的研究现状1.1.概述及现状机械手是一种模拟人手操作的自动机械。
它可按固定程序抓取、搬运物件或操持工具完成某些特定操作。
应用机械手可以代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动,实现生产的机械化和自动化,代替人在有害环境下的手工操作,改善劳动条件,保证人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
20世纪40年代后期,美国在原子能实验中,首先采用机械手搬运放射性材料,人在安全间操纵机械手进行各种操作和实验。
50年代以后,机械手逐步推广到工业生产部门,用于在高温、污染严重的地方取放工件和装卸材料,也作为机床的辅助装置在自动机床、自动生产线和加工中心中应用,完成上下料或从刀库中取放刀具并按固定程序更换刀具等操作。
机械手主要由手部和运动机构组成。
手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。
运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。
运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度。
为了抓取空间中任意位置和方位的物体,需有6个自由度。
由度是机械手设计的关键参数。
由度自自越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。
一般专用机械手有2〜3个自由度。
机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。
机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。
有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。
1.2机械手技术发展现象概述1.2.1机械手技术的发展机械手是在机械化,自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
它是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(王希敏,1992)。
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力大的特点,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。
(王承义,1995)机械手首先是从美国开始研制的1958 年美国联合控制公司研制出第一台机械手。
它的结构是:机体上安装一个回转长臂,顶部装有电磁块的工件抓放机构,控制系统是示教形的。
1962 年,美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机械手。
商名为Unimate(即万能自动)。
运动系统仿照坦克炮塔,臂可以回转、俯仰、伸缩、用液压驱动;控制系统用磁鼓作为存储装置。
不少球坐标通用机械手就是在这个基础上发展起来的。
同年,美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机械手。
该机械手的中央立柱可以回转、升降采用液压驱动控制系统也是示教再现型。
这两种出现在六十年代初的机械手,是后来国外工业机械手发展的基础。
1978年美国Uni mate公司和斯坦福大学,麻省理工学院联合研制一种Uni mate-Vicarm 型工业机械手,装有小型电子计算机进行控制,用于装配作业,定位误差小于±1 毫米。
联邦德国KnKa 公司还生产一种点焊机械手,采用关节式结构和程序控制。
目前,机械手大部分还属于第一代,主要依靠人工进行控制;改进的方向主要是降低成本和提高精度。
第二代机械手正在加紧研制。
它设有微型电子计算控制系统,具有视觉、触觉能力,甚至听、想的能力。
研究安装各种传感器,把感觉到的信息反馈,使机械手具有感觉机能。
第三代机械手则能独立完成工作中过程中的任务。
它与电子计算机和电视设备保持联系,并逐步发展成为柔性制造系统FMS 和柔性制造单元FMC 中的重要一环节。
1.2.2 机械手的组成分类及驱动1).机械手的组成一般来说,机械手主要有以下几部分组成:1. 手部(或称抓取机构)包括手指、传力机构等,主要起抓取和放置物件的作用。
2. 传送机构(或称臂部)包括手腕、手臂等,主要起改变物件方向和位置的作用。
3. 驱动部分它是前两部分的动力,因此也称动力源,常用的有液压气压电力和机四种驱动形式4. 控制部分它是机械手动作的指挥系统,由它来控制动作的顺序(程序)、位置和时间(甚至速度与加速度)等。
5. 其它部分如机体、行走机构、行程检测装置和传感装置等。
(侯沂,刘涛.2004)2)机械手的分类机械手从使用范围、运动坐标形式、驱动方式以及臂力大小四个方面的分类分别为:1. 手部(或称抓取机构)包括手指、传力机构等,主要起抓取和放置物件的作用。
2. 传送机构(或称臂部)包括手腕、手臂等,主要起改变物件方向和位置的作用。
3. 驱动部分它是前两部分的动力,因此也称动力源,常用的有液压气压电力和机四种驱动形式。
4. 控制部分它是机械手动作的指挥系统,由它来控制动作的顺序(程序)、位置和时间(甚至速度与加速度)等。
5. 其它部分如机体、行走机构、行程检测装置和传感装置等。
(侯沂,刘涛.2004)1.2.3 机械手的分类机械手从使用范围、运动坐标形式、驱动方式以及臂力大小四个方面的分类分别为:1).按使用范围分类:1专用机械手一般只有固定的程序,而无单独的控制系统。
它从属于某种机器或生产线用以自动传送物件或操作某一工具,例如“毛坯上下料机械手”、“曲拐自动车床机械手”、“油泵凸轮轴自动线机械手”等等。
这种机械手结构较简单,成本较低,适用于动作比较简单的大批量生产的场合。
2 通用机械手指具有可变程序和单独驱动的控制系统,不从属于某种机器,而且能自动完成传送物件或操作某些工其的机械装置。
通用机械手按其定位和控制方式的不同,可分为简易型和伺服型两种。
简易型只是点位控制,故属于程序控制类型,伺服型可以是点位控制,也可以是连续轨迹控制,一般属于数字控制类型(李允文,1994)。
2).按运动坐标型式分类:1. 直角坐标式机械手臂部可以沿直角坐标轴X、Y 、Z 三个方向移动,亦即臂部可以前后伸缩(定为沿X 方向的移动)、左右移动(定为沿Y 方向的移动)和上下升降(定为沿Z方向的移动)(张军,冯志辉,2004);2. 圆柱坐标式机械手手臂可以沿直角坐标轴的X 和Z 方向移动,又可绕Z 轴转动(定为绕Z轴转动),亦即臂部可以前后伸缩、上下升降和左右转动;3. 球坐标式机械手臂部可以沿直角坐标轴X方向移动,还可以绕Y轴和Z轴转动,亦即手臂可以前后伸缩(沿X方向移动)、上下摆动(定为绕丫轴摆动)和左右转动(仍定为绕Z轴转动);4. 多关节式机械手这种机械手的臂部可分为小臂和大臂。
其小臂和大臂的连接(肘部)以及大臂和机体的连接(肩部)均为关节(铰链)式连接,亦即小臂对大臂可绕肘部上下摆动,大臂可绕肩部摆动多角,手臂还可以左右转动。
(孙桓等,2006)3)按驱动方式分类:1. 液压驱动机械手以压力油进行驱动;2. 气压驱动机械手以压缩空气进行驱动;3. 电力驱动机械手直接用电动机进行驱动;4. 机械驱动机械手是将主机的动力通过凸轮、连杆、齿轮、间歇机构等传递给机械手的一种驱动方式。
4)按机械手的臂力大小分类1. 微型机械手臂力小于1 kg ;2. 小型机械手臂力为1-10 kg;3. 中型机械手臂力为10-30 kg ;4. 大型机械手臂力大于30 kg。
2. 机械手的应用一机械人市场分析日本和欧洲是全球工业机器人市场的两大主角,并且实现了传感器、控制器、精密减速机等核心零部件完全自主化。
通过满足具有国际性竞争力的汽车、电子/电机产业等企业使用者之严苛的要求,以及销售实绩与专门技能的累积,日本工业机器人产业已经成为全球的领导者。
而在经过了日本国内市场激烈的价格竞争后,也获得了国际性的价格竞争力。
目前家用机器人也处于优势地位。
欧州工业机器人和医疗机器人领域已居于领先地位。
美国积极致力于以军事、航天产业等为背景的开发或创投企业,体现在系统集成领域,医疗机器人和国防军工机器人具有主要优势在机器人系统集成方面,除了机器人本体企业的集成业务,知名独立系统集成商还包括杜尔、徕斯和柯马等。
2013年德国杜尔和意大利柯玛的系统集成业务收入均约为7亿美元,折人民币100亿元。
机器人减速机70%以上市场份额由日本纳博特斯克(NabtescO和哈默(Harmonicdrive)垄断。
2013年纳博的减速器业务收入约为5亿美元。
中国产业信息网发布的《2014-2019年工业机器人产业全景调研及投资方向研究报告》指出:2013年ABB、发那科、库卡、安川电机收入分别为418、60、24、38亿美元;净利润分别为28、15、0.8、0.8亿美元;工业机器人收入均为10-14亿美元左右,但收入占比差别较大,分别为3%、23%、42%、34%;2013年末市值分别为610、300、16、24亿美元。
注:工业机器人收入除ABB为2009年数据,其他为2013年末数据四大家族除了发那科综合毛利率接近50%,其余毛利率水平基本在25-30%左右。
四家净利润水平相差较大,发那科净利率达25%,ABB为7%,库卡和安川电机仅为2-3%。
从历史数据看,过去十年四大家族PE水平保持在20-30倍左右。
3. 机械手发展前景及方向1)重复高精度精度是指机器人、机械手到达指定点的精确程度,它与驱动器的分辨率以及反馈装置有关。
重复精度是指如果动作重复多次,机械手到达同样位置的精确程度。
重复精度比精度更重要,如果一个机器人定位不够精确,通常会显示一个固定的误差,这个误差是可以预测的,因此可以通过编程予以校正。
重复精度限定的是一个随机误差的范围,它通过一定次数地重复运行机器人来测定。
随着微电子技术和现代控制技术的发展,机械手的重复精度将越来越高,它的应用领域也将更广阔,如核工业和军事工业等。
2)模块化有的公司把带有系列导向驱动装置的机械手称为简单的传输技术,而把模块化拼装的机械手称为现代传输技术。
模块化拼装的机械手比组合导向驱动装置更具灵活的安装体系。