。我国整体装备制造水平不高，制约了我国工业机器人产业的形成和实现规模化的发展。尽管中国工业机器人的需求在逐年增加，但要能为用户提供高质价廉的工业机器人商品，目前在我国尚有较长的路程。首先为了促进中国工业机器人产业的发展，必须在以市场需求为主的前提下，国家在政策上鼓励企业在技术投入和技术改造方面应用国产工业机器人。同时转变现有的机制，建立以适应市场经济所需的工业机器人的产业基地。其次，在国家的科技发展规划中，应继续对工业机器人的研究开发和应用关键基础部件的研究和产品化给予支持，形成产品和自动化制造装备同步协调发展的新局面。第三，结合我国的国情，加强我国工业机器人应用工程的开发，使之与国民经济的发展密切相结合。经过近十年的努力，我国在工业机器人应用工程的开发方面已具有相当的实力，已有支了解企业的需求，能开发出符合实际使用条件应用工程，成本低，服务及时，具备与国外公司的竞争能力，因此加强工业机器人应用工程的开发，并围绕应用工程的需要进行工业机器人新产品的开发，使之具有定的规模化生产能力，这样可以促进我国企业的技术进步和提高竞争力，同时工业机器人的应用也可形成具有定规模的产业。如果说世纪年代机床创新的最大成就是发明并联机床的话，那么当今工业机器人在机床上的应用已成为发展的大趋向。机器人与机床相结合，以往主要是解决工件自动上下料搬运问题，致使机床得以无人化小时连续运转。如擅长专机制作的意大利公司，他们比较成熟地将缸体及缸盖生产线中的零件搬运，设计成由机器人完成。当然，对工件的抛光打磨清洗及其它脏累活也是机器人表现的舞台。去年月在汉诺威展览会上，工业机器人的应用非常抢眼，而且它应用的领域也在扩大。然而在这次展览会上，值得机器人应用是当今机床发展的大趋向提的是号馆意大利意沃乐公司，这个欧洲最大的机器人应用与集成公司，他们的台机器人修边倒角装置特别引人注目。该机器人可以装夹工具对主轴上零件修边去毛刺，甚至机器人可以加装动力源用刀具对零件进行加工，因此它已将机械人传统的搬运喷漆焊接工作范围扩展到了金属切削及抛光领域。工作单元还可以配备各种上料方式如带视频装置可抓取随机摆放的工件，或以旋转台摆放，或以传送带摆放等等。工作单元可以处理的最大负荷为。适宜加工的金属材料为铝镁合金铜铅铸铁等。可以代替至少四个工人的工作量。编程软件将以往小时编程时间缩减为分钟，为小批量多品种的工件提供最好的解决方案。意沃乐公司除此以外最常涉足的领域还有用于压铸单元车铣中心单元复合机床单元零件抛光单元上的各种机械人应用等等。随着社会的不断发展和进步，势必劳动力的成本将越来越高，对环保及安全的要求将越来越严，所以工业机器人的应用必将与时俱进。而且，由机器人干出的工件，譬如说打磨，其零件的致性肯定比人工来得好，因此欧洲有些名牌汽车制造商甚至对些零件的些工步，规定必须由机器人来操作。由此看来，工业机器人在机床上的应用会将越来越广。第二章滚珠丝杠螺母副的选型滚珠丝杠螺母副的设计首先要选择结构类型，确定滚珠循环方式，滚珠丝杠副的预紧方式。结构类型确定以后，再计算和确定其他技术参数，包括公称直径,导程，滚珠丝杠的工作圈数，列数，精度等级等。滚珠的循环方式可分为外循环和内循环两大类，外循环又分为螺旋槽式和插管式。滚珠丝杠副的预紧方法有双螺母垫片式预紧，双螺母螺纹式预紧，双螺母齿差式预紧，单螺母变导程预紧，以及过盈预紧等。滚珠丝杠副是由丝杠螺母滚珠等零件组成的机械元件，其作用是将旋转运动转变为直线运动或将直线运动转变为旋转运动，它是传统滑动丝杠的进步延伸发展。这发展的深刻意义如同滚动轴承对滑动轴承所带来得改变样。滚珠丝杠副因优良的摩擦特性使其广泛的运用于各种工业设备精密仪器精密数控机床。尤其是近年来，滚珠丝杠副作为数控机床直线驱动执行单元，在机床行业得到广泛运用，极大的推动了机床行业的数控化发展。这些都取决于其具有以下几个方面的优良特性由于滚珠丝杠副运转顺滑消除轴向间隙以及制造的致性，采用多套滚珠丝杠副方案驱动同装置或多个相同部件时，可获得很好的同步工作。传动效率高定位精度高传动可逆性使用寿命长同步性能好第节提升机构滚珠丝杠副的计算及选型计算进提升率引力作用在丝杠上的提升率引力主要包括工作在上升时移动分析。图直接驱动机械手和激光动态校准器实验的结果显示所提出的速度估算方法是有效的。估算出的速度和从激光动态校准器中计算出的平均速度非常接近。正如所预料的，估算出的速度相对从激光校准器上测量的实际速度有段时间延迟。高速时时间延迟短，低速时时间延迟长。在低速的时候电动机驱动器提供的速度没有使用所建议的速度估算方法获得的速度来的准确。在高速时速度评估的结果比的上从在取样率的电子微分器上得到的结果。图是使用实验数据进行所提出方法的低速评估结果，和与在电动机驱动器中使用激光动态校准器和电子微分器测量的速度进行的比较。图显示具体的相对精度是如何影响速度估算结果的，如果在估算中选择了较高的相对精度，将会有段较大的时间延迟。摩擦补偿文献中的系统模型参数的名义价值和不确定范围是从基于使用在文献中提到的激光校准器和文献中的类似程序得到的实验数据上估算出来的。估算的参数如表所示。控制目标是取得关节摩擦规线的高精度位置追踪。理想的参考规线被选择为式中是用来改变参考规线的常量。对于，参考位置和速度如图所示。不确定性范围是在实验结果的基础上估算出来的。以分解为基础的摩擦补偿方法能直观的调节以取得最好的追踪结果。控制参数，包括相对速度估算准确度，被尝试着调节以使在机械手没有出现大的震动时取得最好的追踪结果。表中列出了主要控制参数。图是以分解为基础摩擦补偿方法的位置追踪结果，图是速度估算。从图中我们可以发现当机器人关节反转时，实际的速度接近零，因为最大向后步骤数的限制速度估算将会带来较大的误差。因此位置的追踪误差也会随之增加。图中出现的速度峰值时产生的相对较大速度估算噪音是图中出现的相对较大位置估算噪音的直接结果。结合所提出的速度估算方法和摩擦补偿方案机械手已经可以完成精确运动控制。在实验期间，人们发现速度估算对追踪性能有重要的影响。高的反馈扩大了速度测量噪音从而刺激未减速的高阶动力。本文提出的速度估算方法允许较高的反馈，这反倒导致更精确的追踪。对于如表所列的同样设置的控制参数，如果电子微分器输出或者简单的欧拉图速度评价结果低速运动。逼近用于速度测量，机械手将会产生严重的振动。为了不激发高阶动力，我们不得不减少控制增量，而且追踪误差也会增加。图。各种相对精确度规格下的速度评估结果图控制的位置和速度图位置追踪误差图评估速度。表名义模型参数表控制参数结论速度估算是直接驱动机械手精确低速运动控制中的个关键的因素。速度估算的稳定性和准确性对关节处的摩擦补偿和控制方案的效能有重要的影响。在本文中，提出了中从抽样的增量式编码器脉冲序列中估算速度的简单而有效的方法，然后把这个应用于种所提出的以分解为基础摩擦补偿方法的实验调查中。直接驱动机械手的实验结果证明可以在存在显著的关节摩擦的前提下进行低速的精确运动控制。鸣谢这项研究得到国家科学部门和加拿大工程研究理事会的支持。参考文献,,,,,三自由度机械手设计摘要在工业上，自动控制系统有着广泛的应用，如工业自动化机床控制，计算机系统，机器人等。而工业机器人是相对较新的电子设备，它正开始改变现代化工业面貌。机械手是机器人的操作机，是机器人完成各种任务的执行机构。本文主要针对生产线上的自动化设计了个三自由度搬运机械手，实现生产的自动化。减轻了工人的劳动强度，提高了劳动生产率。该机械手采用电机驱动，实现了伸缩升降旋转等动作。为了现实这些动作，采用部件设计，分别实现这些动作。比如了为实现伸缩这个动作，设计了个水平伸缩机构。把各个部件的运动协调起来，形成了个有规则运动系统。各个部件的联接，先铸造出个合格的机械本体，把各个部件安装在机械本体上，形成个机器。控制系统采用控制。关键词三自由度工业机器人。,目录摘要目录第章绪论第二章滚珠丝杠螺母副的选型第节提升机构滚珠丝杠副的计算及选型计算进提升率引力二计算最大动负载三滚珠丝杠螺母副的选型四传动效率的计算五刚度验算第二节伸缩机构滚珠丝杠副的计算及选型计算进伸缩率引力二计算最大动负载三滚珠丝杠螺母副的选型四传动效率的计算五刚度验算第三章齿轮传动比的设计计算第节提升机构齿轮箱传动比计算第二节伸缩机构齿轮箱传动比计算第三节涡轮蜗杆传动的设计计算面接触疲劳强度设计二涡轮蜗杆的主要参数和几何尺寸设计三齿根弯曲疲劳强度的校核四精度等级公差和表面粗糙度的确定第四章电机的计算和选型第节步进电机概述感应子式步进电机特点二驱动控制系统组成第二节步进电机的计算及选型提升机构步进电机的计算及选型二伸缩机构步进电机的计算及选型第三节涡轮蜗杆电机的计算及选型电机的计算及选型二联轴器的计算及选型第五章接近开关及限位开关的选型第节接近开关的工作原理及选型接近开关概述二接近开关的选型第二节限位开关的工作原理及选型第六章机械手控制系统设计第节的基本概念产生和发展过程二的应用领域三的发展趋势四的特点五的分类第二节的工作原理梯形图编辑二梯形图的格式三梯形图编程格式的特点第三节的选型及外部接线图设计结论致谢参考文献附录附录二第章绪论工业机器人是机械技术电子技术与计算机技术有机结合在起形成的种机电体化的产品，从其诞生起就受到人们的关心与重视。经过几十年的发展，目前工业机器人技术已经很成熟。工业机器人已从最初在解决劳动密集型工业中单调重复的体力劳动发展到满足制造业自动化规模生产需要的工作。其应用领域不断扩大，从最初主要应用于汽车工业发展到现在涉及制造业的各个行业。目前我国国民经济的快速发展，先进制造业已进入个新的发展阶段。随着经济全球化和我国加入，中国制造业面临着与国际接轨参与国际竞争的局面。如何适应快速变化的国内外市场需求，如何以高质量低成本快速反应的手段在市场中取得生存和发展，已是我国企业不容回避的问题，这些问题为工业机器人的应用提供了大的市场需求，促使中国工业机器人的应用市场日趋成熟。近几年来，国外著名的工业机器人制造厂商纷纷加大了在我国的投资和应用技术的投入，对我国的国产工业机器人产业的发展带来了严峻的挑战。我国政府非常重视机器人技术的发展，从七五科技攻关及实施计划开始，就有计划地组织和发展工业机器人事业，经过多年的研制和应用，目前在工业机器人的些机种方面，如喷漆机器人焊接机器人搬运机器人装配机器人和特种机器人都有了长足的进步，基本掌握了工业机器人的设计制造技术和机器人应用中单元和生产线的设计制造技术，有了支具有定水平的技术队伍，奠定了我国自主发展机器人产业的基础。但是，我国工业机器人在总体技术上与国外先进水平相比还有很大差距，仅相当于国外九十年代中期的水平。目前工业机器人的生产规模仍然不大，多数是单件小批生产，关键配套的单元部件和器件始终处于进口状