机械手论文本科机械机电毕业论文

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1、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，逐渐被金业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了i个国家工业自动化的水平，冃前，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。木文将设计一台四口由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的

2、控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板屯路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。关键词：机器人，示教编程，伺服，制动第1章绪论3①1机器人概述41・2机器人的历史、现状41・3机器人的发展趋势4第2章机器人实验平台介绍及机械手的设计3②1自由度及关节42.2基座及连杆42.2.1基座72.2大臂72.2.3小臂72.3机械手的设

3、计42.4驱动方式45传动方式46制动器4第3章控制系统硬件41控制系统模式的选择42控制系统的搭建43.2.1工控机43.2.2数据采集卡42.3伺服放大器43.2.4端子板4③2.5电位器及其标定43.2.6电源4第4章控制系统软件4①1预期的功能44.2实现方法4①.1实时显示各个关节角及运动范围控制42.2.2直流电机的伺服控制44.2.3电机的自锁42.4示教编程及在线修改程序44.2.5设置参考点及回参考点4笫5章总结41所完成的工作43.2设计经验4②3误差分析45.4可以继续探索的方向4致谢4参考文献4第1章绪论1.1机

4、器人概述在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。化工等连续性生产过程的口动化已基本得到解决。但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。专用机床是大批量生产自动化的冇效办法；程控机床、数控机床、加工中心等口动化机械是有效地解决多品种小批量牛产口动化的重要办法。但除切削加工木身外，述有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。机器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。“工业机器人”(IndustrialRobot)：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

5、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、成木低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。口前我国常把具冇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。简而言Z,机器人就是用机器代替人手，把工件由某个地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操纵工件进行加工。机器人一般分为三类。第一类是不需要人工操作的通用机器人，也即木文所研究的对象。它是一•种独立的、不附属于某一主机的装置，可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定操作。它是除具备普通机械的物理性能Z外，还

6、具备通用机械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人工操作的，称为操作机(Manipulator)c它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业,后来发展到用无线电讯号操作机器人来进行探测月球等。工业屮采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是专业机器人，主要附属于自动机床或自动生产线上,用以解决机床上卜•料和工件传送。这种机器人在国外通常被称Z为“MechanicalHand",它是为主机服务的，由主机驱动。除少数外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。机器人按照结构形式的不同又可分为多种类型，其屮关节型机器人以其结构紧凑，所占空

7、间体积小，相对工作空间最人，英至能绕过基座周围的-•些障碍物等这样一些特点，成为机器人中使用最多的一种结构形式，世界一些著名机器人的本体部分都采用这种机构形式的机器人。要机器人像人一样拿取东西，最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、臂、关节等部分组成的抓取和移动机构——执行机构；像肌肉那样使手臂运动的驱动一传动系统；像大脑那样指挥手动作的控制系统。这些系统的性能就决定了机器人的性能。一般而言，机器人通常就是由执行机构、驳动一传动系统和控制系统这三部分组成，如图1-1所示。图1-1机器人的一般组成对于现代智能机器人而言，还具有智能系统，

8、主要是感觉装置、视觉装置和语言识别装置等。冃前研究主耍集中在赋予机器人“眼晴”，使它能识别物体和躲避障碍物，以及机器人的触觉装置。机器人的这些组成部分并不是各自独立的,或者说并不是简单的叠加在一起，从而构成