UR06六自由度工业机器人说明书
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Abstract
This issue is a Mechanical Design Manufacturing and Automation graduation project topic ,The design of the robot can be seen from the title is a general-purpose industrial robots，Through the installation of different gripper can perform different work，it have the feature that simple operation, convenient of loading and unloading, and widely used .The design includes parameters selected for robot main structure, chose of the motor and gear,bearings, screws, keys and other standard parts ' selection , Strength Check of Shaft, bearings, screws, and bond ,moreover the motion simulation of the model.
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，完善了本次设计的结构设计。
通用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，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。
因为在易燃易爆环境中工作，故具备防爆功能，同时轨迹精度和位姿精度及速度稳定性有较高要求。
（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。
本课题来源于安徽工程大学机器人视觉实验室，其首要解决的问题是组件内部组装问题，怎样实现模块化和可重构性。
第2章 结构方案确定
2.1
2.1.1
通过加装不同的手爪完成各种功能，包括焊接、喷漆、搬运等。
（1）焊接任务
工作对象：一辆汽车或一个复杂曲面的物体；
工作任务：对其实行弧焊或点焊；
要求：制造极度高，对机器人的轨迹精度和位姿精度及速度稳定性有很高的要求，要求具有摆弧的功能，同时要能在狭小空间内自由地运动，具备防碰撞功能，六自由度完全可以满足要求。
Keywords:Graduation design;UR robots;Application field
插图清单
插表清单
引言
UR-06六自由度工业机器人是个较新的课题，虽然其在国外已经具有了较完善的研究，但是在国内，对于它的研究依旧停留在较低的水平上。
安徽工程大学是一所以工为主的省属多科性高等院校和安徽省重点建设院校，其前身机电学院办学始于1935年由西班牙天主教耶稣会创设的安徽私立内思高级工校。尤其是我校的机械设计制造及其自动化专业更是国家特色专业，我专业对于机器人的研究已初见成效，虽然比不上那些老牌的重点院校。机械与汽车工程学院的机器人实验室中摆放着一台我校教工自主研发的通用机器人，尤其值得称道是我校教工自主开发的驱动程序。它基于旋转副及齿轮传动等原理，从而达到360度工作范围，通过驱动程序参数的设定，更能精确的完成点与点之间的运动。
（4）装配任务
工作对象：待装配零件；
工作任务：定点运动；
要求：对机器人的速度稳定性和位姿精度有很高要求。
2.1.2
负载：5~6 kg（根据用户对象和工作任务要求，参考国内外同类产品的先进机型确定负载）；
轨迹精度：根据用户对象和工作任务的要求，参考国内外同类产品的先进机型，确定机器人末端的最大符合速度和机器人各单轴的最大角速度；
UR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:毕业设计，UR机器人，应用领域
UR-06 Six Degrees Freedom of Industrial Robot
2、本课题研究的主要内容：
（1）根据机器人功能确定其结构；
（2）确定运动方案；
（3）零件设计与校核
1）轴承校核：设计中所用的所有重要轴承都要经过强度校核。在满足尺寸和强度要求的情况下，尽可能地选用国产轴承，以降低机器人的成本。
2）轴的校核：设计中所用的所有较重要的轴都要经过强度校核和刚度校核。
3）齿轮选用：设计中所用的所有齿轮都要经过强度校核。
新型机构也是当前研究的热点之一。随着对机器人的柔性程度和精度要求越来越高。于是对可重构机器人和并联机构的研究成为了时代的必要。
我国对工业机器人的研究始于20世纪70年代，通过“七五”的起步，“八五”、“九五”的技术攻关，已经基本掌握了工业机器人的设计制造技术、控制系统与驱动系统的设计技术和机器人软件与编程等关键技术，形成了一批具有较强机器人科研实力的公司和院校如中科院沈阳自动化研究所、沈阳新松机器人自动化有限公司清华大学哈尔滨工业大学北航等。
（2）喷漆任务
工作对象：一辆汽车或一个复杂曲面的物体；
工作任务：喷涂汽车的内部和车门或复杂曲面物体的表面；
要求：手腕要灵活，能在狭小空间内自由地运动，具备防碰撞功能；
要求能够在长时间内连续稳定可靠的工作，同时要求外表面光滑（流线型），漆、气管线最好能从横臂和手腕内部通过，放置污染已喷涂好的工作对象；
第来自百度文库
机器人在生产生活中具有极其重要的作用，由于现阶段的工业机器人普遍体积较大，安装过程繁琐，操作不易。工厂生产迫切的需要一种新的机器人，它必须是模块式的安装，操作简易，所以UR机器人的研制是顺应生产的实际需要。
UR-06六自由度工业机器人在现实生产实践中具有极其重要的作用，它在满足人工工作的条件下，节省了人力物力，以及大大缩短了生产周期，消除了人工长期重复一种劳动时的视觉及精神疲劳。其在工厂中具有不可替代的作用，同时跟上了时代的要求，追求技术创新及能源节省。
（4）附不少于10篇主要参考文献的题录及摘要。
指导教师（签字）
教研室主任（签字）
批 准 日 期2011/12/12
接受任务书日期2012/1/5
完 成 日 期
接受任务书学生（签字）
UR-06六自由度工业机器人
摘 要
课题是机械设计制造及其自动化专业毕业设计题目，从题目可以看出本次设计的机器人是通用工业机器人，通过加装不同的手爪可以完成不同的工作内容，具有操作简单，装卸方便，应用广泛等特点。本次设计主要工作内容包括机器人主要结构的参数选定，电机和减速器的选择，轴承、螺钉、键等标准件的选用，轴、轴承、螺钉和键的强度校核，以及模型的运动仿真。
4）键及花键：设计中所用的所有较重要的键及花键都要经过强度校核。
5）销与螺钉：设计中所用的所有较重要的销与螺钉都要经过强度校核。
（4）机器人运动学及动力学分析；
（5）零件图的绘制与建模三维建模及仿真。
3、提交的成果：
（1）毕业设计（论文）正文；
（2）各零件二维图，各零件的三维模型，及装配模型。
（3）至少一篇引用的外文文献及其译文；
本次设计中，通过采用六个特定自由度的运动方式可以使其工作范围大大增加，减少了工业机器人工作死区（在自身运动范围内却无法到达的位置）。由于工作环境以及产品美观的要求，本次设计大体采用空心管道结构，各种线都是从轴的内部通过，而且结构本身材料采用铝合金2014，极大的减轻了结构的重量，同时由于结构的简单以及紧凑，更增加了设备的装卸速度，节省了时间。
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
位姿精度：根据用户对象和工作任务的要求，参考国内外同类产品的先进机型，确定机器人的重复定位精度，如弧焊机器人的重复定位精度为±0.4mm，ABB公司开发的Model-5003型喷涂机器人的重复定位精度为±1 mm；同时要确定构成机器人的零件的精度、臂体的尺寸精度、形位精度和传动链的间隙，如齿轮的精度和传动间隙，还要确定机器人上所用的元器件的精度，如减速器的传动精度、轴承的精度等。
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。
UR 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.
毕业设计（论文）材料之二（1）
安徽工程大学本科
毕业设计（论文）
专业：机械设计制造及其自动化
题目：UR-06六自由度工业机器人设计
作 者 姓 名：
导师及职称：
导师所在单位：机械与汽车工程学院
2012年 6 月 10 日
安徽工程大学
本科毕业设计（论文）任务书
2012届机械与汽车工程学院
机械设计制造及其自动化专业
In this design,scope of work can be greatly increase by six specific degrees freedom movement,reduce the dead zone of industrial robots' work (it was unable reach the location of its ' own range of motion). With the requirements of working conditions and the product appearance，this design generally use hollow pipe structure，various lines through the inside of axis，and the structure of the material using aluminum alloy 2014，greatly reduce the weight of the structure，at the same time due to the structure is simple and compact,also increase the speed of loading and unloading equipment,it can save time.
This issue is a Mechanical Design Manufacturing and Automation graduation project topic ,The design of the robot can be seen from the title is a general-purpose industrial robots，Through the installation of different gripper can perform different work，it have the feature that simple operation, convenient of loading and unloading, and widely used .The design includes parameters selected for robot main structure, chose of the motor and gear,bearings, screws, keys and other standard parts ' selection , Strength Check of Shaft, bearings, screws, and bond ,moreover the motion simulation of the model.
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，完善了本次设计的结构设计。
通用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，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。
因为在易燃易爆环境中工作，故具备防爆功能，同时轨迹精度和位姿精度及速度稳定性有较高要求。
（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。
本课题来源于安徽工程大学机器人视觉实验室，其首要解决的问题是组件内部组装问题，怎样实现模块化和可重构性。
第2章 结构方案确定
2.1
2.1.1
通过加装不同的手爪完成各种功能，包括焊接、喷漆、搬运等。
（1）焊接任务
工作对象：一辆汽车或一个复杂曲面的物体；
工作任务：对其实行弧焊或点焊；
要求：制造极度高，对机器人的轨迹精度和位姿精度及速度稳定性有很高的要求，要求具有摆弧的功能，同时要能在狭小空间内自由地运动，具备防碰撞功能，六自由度完全可以满足要求。
Keywords:Graduation design;UR robots;Application field
插图清单
插表清单
引言
UR-06六自由度工业机器人是个较新的课题，虽然其在国外已经具有了较完善的研究，但是在国内，对于它的研究依旧停留在较低的水平上。
安徽工程大学是一所以工为主的省属多科性高等院校和安徽省重点建设院校，其前身机电学院办学始于1935年由西班牙天主教耶稣会创设的安徽私立内思高级工校。尤其是我校的机械设计制造及其自动化专业更是国家特色专业，我专业对于机器人的研究已初见成效，虽然比不上那些老牌的重点院校。机械与汽车工程学院的机器人实验室中摆放着一台我校教工自主研发的通用机器人，尤其值得称道是我校教工自主开发的驱动程序。它基于旋转副及齿轮传动等原理，从而达到360度工作范围，通过驱动程序参数的设定，更能精确的完成点与点之间的运动。
（4）装配任务
工作对象：待装配零件；
工作任务：定点运动；
要求：对机器人的速度稳定性和位姿精度有很高要求。
2.1.2
负载：5~6 kg（根据用户对象和工作任务要求，参考国内外同类产品的先进机型确定负载）；
轨迹精度：根据用户对象和工作任务的要求，参考国内外同类产品的先进机型，确定机器人末端的最大符合速度和机器人各单轴的最大角速度；
UR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:毕业设计，UR机器人，应用领域
UR-06 Six Degrees Freedom of Industrial Robot
2、本课题研究的主要内容：
（1）根据机器人功能确定其结构；
（2）确定运动方案；
（3）零件设计与校核
1）轴承校核：设计中所用的所有重要轴承都要经过强度校核。在满足尺寸和强度要求的情况下，尽可能地选用国产轴承，以降低机器人的成本。
2）轴的校核：设计中所用的所有较重要的轴都要经过强度校核和刚度校核。
3）齿轮选用：设计中所用的所有齿轮都要经过强度校核。
新型机构也是当前研究的热点之一。随着对机器人的柔性程度和精度要求越来越高。于是对可重构机器人和并联机构的研究成为了时代的必要。
我国对工业机器人的研究始于20世纪70年代，通过“七五”的起步，“八五”、“九五”的技术攻关，已经基本掌握了工业机器人的设计制造技术、控制系统与驱动系统的设计技术和机器人软件与编程等关键技术，形成了一批具有较强机器人科研实力的公司和院校如中科院沈阳自动化研究所、沈阳新松机器人自动化有限公司清华大学哈尔滨工业大学北航等。
（2）喷漆任务
工作对象：一辆汽车或一个复杂曲面的物体；
工作任务：喷涂汽车的内部和车门或复杂曲面物体的表面；
要求：手腕要灵活，能在狭小空间内自由地运动，具备防碰撞功能；
要求能够在长时间内连续稳定可靠的工作，同时要求外表面光滑（流线型），漆、气管线最好能从横臂和手腕内部通过，放置污染已喷涂好的工作对象；
第来自百度文库
机器人在生产生活中具有极其重要的作用，由于现阶段的工业机器人普遍体积较大，安装过程繁琐，操作不易。工厂生产迫切的需要一种新的机器人，它必须是模块式的安装，操作简易，所以UR机器人的研制是顺应生产的实际需要。
UR-06六自由度工业机器人在现实生产实践中具有极其重要的作用，它在满足人工工作的条件下，节省了人力物力，以及大大缩短了生产周期，消除了人工长期重复一种劳动时的视觉及精神疲劳。其在工厂中具有不可替代的作用，同时跟上了时代的要求，追求技术创新及能源节省。
（4）附不少于10篇主要参考文献的题录及摘要。
指导教师（签字）
教研室主任（签字）
批 准 日 期2011/12/12
接受任务书日期2012/1/5
完 成 日 期
接受任务书学生（签字）
UR-06六自由度工业机器人
摘 要
课题是机械设计制造及其自动化专业毕业设计题目，从题目可以看出本次设计的机器人是通用工业机器人，通过加装不同的手爪可以完成不同的工作内容，具有操作简单，装卸方便，应用广泛等特点。本次设计主要工作内容包括机器人主要结构的参数选定，电机和减速器的选择，轴承、螺钉、键等标准件的选用，轴、轴承、螺钉和键的强度校核，以及模型的运动仿真。
4）键及花键：设计中所用的所有较重要的键及花键都要经过强度校核。
5）销与螺钉：设计中所用的所有较重要的销与螺钉都要经过强度校核。
（4）机器人运动学及动力学分析；
（5）零件图的绘制与建模三维建模及仿真。
3、提交的成果：
（1）毕业设计（论文）正文；
（2）各零件二维图，各零件的三维模型，及装配模型。
（3）至少一篇引用的外文文献及其译文；
本次设计中，通过采用六个特定自由度的运动方式可以使其工作范围大大增加，减少了工业机器人工作死区（在自身运动范围内却无法到达的位置）。由于工作环境以及产品美观的要求，本次设计大体采用空心管道结构，各种线都是从轴的内部通过，而且结构本身材料采用铝合金2014，极大的减轻了结构的重量，同时由于结构的简单以及紧凑，更增加了设备的装卸速度，节省了时间。
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
位姿精度：根据用户对象和工作任务的要求，参考国内外同类产品的先进机型，确定机器人的重复定位精度，如弧焊机器人的重复定位精度为±0.4mm，ABB公司开发的Model-5003型喷涂机器人的重复定位精度为±1 mm；同时要确定构成机器人的零件的精度、臂体的尺寸精度、形位精度和传动链的间隙，如齿轮的精度和传动间隙，还要确定机器人上所用的元器件的精度，如减速器的传动精度、轴承的精度等。
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。
UR 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.
毕业设计（论文）材料之二（1）
安徽工程大学本科
毕业设计（论文）
专业：机械设计制造及其自动化
题目：UR-06六自由度工业机器人设计
作 者 姓 名：
导师及职称：
导师所在单位：机械与汽车工程学院
2012年 6 月 10 日
安徽工程大学
本科毕业设计（论文）任务书
2012届机械与汽车工程学院
机械设计制造及其自动化专业
In this design,scope of work can be greatly increase by six specific degrees freedom movement,reduce the dead zone of industrial robots' work (it was unable reach the location of its ' own range of motion). With the requirements of working conditions and the product appearance，this design generally use hollow pipe structure，various lines through the inside of axis，and the structure of the material using aluminum alloy 2014，greatly reduce the weight of the structure，at the same time due to the structure is simple and compact,also increase the speed of loading and unloading equipment,it can save time.