„„„„„„„„„„„误差分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„可以继续探索的方向„„„„„„„„„„„„„„„„„„„致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第章绪论机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自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有效办法程控机床数控机床加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。

但除切削加工本身外，还有大量的装卸搬运装配等作业，有待于进步实现机械化。

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机器人或通用机器人。

机器人是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本低廉维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。

目前我国常把具有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。

简而言之，机器人就是用机器代替人手，把工件由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。

机器人般分为三类。

第类是不需要人工操作的通用机器人，也即本文所研究的对象。

它是种独立的不附属于主机的装置，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之外，还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。

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。

工业中采用的锻造操作机也属于这范畴。

第三类是专业机器人，主要附属于大学出版社，沈裕康严武升杨庚辰电机与电器北京理工大学出版社，罗建军朱丹军顾刚刘路放大学程序设计教程北京高等教育出版社，罗建军崔舒宁杨琦大学程序设计案例教程北京高等教育出版社，摘要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，逐渐被企业所认同并采用。

工业机器人的技术水平和应用程度在定程度上反映了个国家工业自动化的水平，目前，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，工作方式般采取示教再现的方式。

本文将设计台四自由度的工业机器人，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电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，目录第章绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„机器人概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„机器人的历史现状„„„„„„„„„„„„„„„„„„„机器人的发展趋势„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第章机器人实验平台介绍及机械手的设计„„„„„„„„„„„„自由度及关节„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„基座及连杆„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„基座„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„大臂„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„小臂„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„机械手的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„驱动方式„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„传动方式„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„制动器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第章控制系统硬件„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„控制系统模式的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„控制系统的搭建„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„工控机„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„数据采集卡„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„伺服放大器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„端子板„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„电位器及其标定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„电源„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第章控制系统软件„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„预期的功能„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„实现方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„时显示各个关节角及运动范围控制„„„„„„„„„直流电机的伺服控制„„„„„„„„„„„„„„„„电机的自锁„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„示教编程及在线修改程序„„„„„„„„„„„„„„所以最终制动时间为总结对于方法二，其控制框图如图所示图示教编程及在线修改程序设计方法当机器人停止在个位置时，可以记录下在该位置所对应的组关节角，这组关节角用个结构体存储用函数控制循环次数，经过此循环后，跳出循环，大臂或小臂已停止下落实现制动记录的位置同时显示在列表框中，记录位置不超过个。

为了便于对这些位置作修改，本文采用链表来动态存储这些结构体。

当记录结束以后，就可以运行刚才记录的系列位置了，由于采用链表结构存储程序，所以取用这些程序很方便，只需用个指针从链表首部开始取程序，逐行运行，至到链表末尾即可。

程序运行的时候，机器人各个关节同时运动，工作效率高正在运行的那行程序，以高亮状态显示。

另外，对于记录的位置可以做删除清空等操作。

设置参考点及回参考点程序启动或退出的时候，机器人应停留在预设的参考点上，这个参考点在初始对话框函数中预先设置。

在程序运行期间，使用者也可以自行设置。

回参考点的程序和回放示教程序样，不过回参考点只是运行到个位置。

第章总结所完成的工作对实验平台的改造本文利用的是报废的焊接机器人，要改造成送料机器人，不但要对末端执行机构进行重新设计，还要重新布线。

对关节轴电位器进行重新标定由于标定电压不同，标定曲线和所得的函数关系就不同，本文选用的是电压。

设计端子板电路及驱动电路端子板是计算机板卡控制信号端与机器人电路端的桥梁，承担着信号调理驱动放大等任务。

控制软件的设计软件是机器人的大脑思维，软件的设计就是将人的意志赋予机器人的大脑。

设计经验底座设计成长方体不合理当腰关节在不同的位置时，肩关节运动的下限不同，不便于编程最好将底座设计成圆柱体，并且下面带有法兰支撑。

最好安装机械制动装置仅依靠程序来实现制动并么认识，但通过这次设计，我了解了，也感受到了。

总之，这次设计，使我将三年中所学到的基础知识得到了次综合应用，使学过的知识结构得到科学组合，同时也从理论到实践发生了次质的飞跃，可以说这次设计是理论知识与实践运用之间互相过渡的桥梁。

知识的巩固固然重要，但能力的培养同样不可忽略。

我觉得这次设计的完成，不仅锻炼了我搞设计的工作能力，培养了我独立思考的能力，解决困难的方法，并且也培养了我独立﹑创新﹑力求先进的思想。

同时我认识到无论做什么事，只要你深入的去做，难事不难，但如果你不去用心的做，易事不易。

机不可失，我在这次的设计中倾注了大量的心血，尽切力量争取将设计做到在最好。

我认为我在这段时间内所有的收获，对我今后的学习和工作会是笔难得的财富。

于老师总是耐心地给我讲解有关方面的知识，及时了解我设计中遇到的难题，使我得以在短时间内完成设计工作，同时教导我们不管是在以后的工作还是学习中，都要保持治学严谨的态度。

在本次毕业设计中，于老师以及其他指导老师付出了辛勤的劳动，在此向他们表示衷心的感谢。

此次设计的圆满完成与同组其他人员的通力合作也是分不开的，他们给了我许多帮助和指点，在此并表示感谢，由于自己能力所限，时间仓促，设计中还存在许多不足之处，恳请各位老师同学给予批评指正。

参考文献，北京机械工业出版社，索罗门采夫工业机器人图册北京机械工业出版社，周伯英工业机器人设计北京机械工业出版社，郭洪红贺继林田宏宇席巍工业机器人技术西安电子科技大学出版社，三浦宏文机电体化实用手册科学出版社社，陈国联王建华夏建生电子技术西安交通不可靠，例如突然掉电，将无法制动。

电机上应安装放电回路电机相当于个线圈，在电机启动或者停止瞬间，会产生很高的感应电动势，很可能会对电路中的元器件造成破坏，所以要加上稳压或者续流元件。

电位器输出电压会在定范围内会有无规则的波动由于电位器材料电阻率分布的不均匀以及电刷滑动时接触电阻的无规律变化，会引起所谓的滑动噪声。

这导致电位器反馈电压并不准确。

关节角的方向及电位器的安装关节角最好符合关节角坐标系，并且电位器输出电压最好随关节角的增大而增大，这样便于编程。

误差分析本文中每个关节的角度误差在左右，由于是开环机构，所以综合叠加起来，末端误差可能会较大，并且重复精度不够。

下面简要分析下误差的来源工作台基座的上下表面平行度误差，腰关节转轴的垂直度误差，以及其它关节之间的平行度误差齿轮轴承的间隙，齿形带的变形不均匀装配误差各关节轴的回转误差，各连杆的受力变形误差运行时，机械部分的振动电位器的滑动噪声，以及电源的不稳定都会导致反馈电压的不准确用程序实现制动不如机械制动装置反应快可以继续探索的方向对于本文中的示教编程部分，将程序稍作修改，就能实现对示教程序的保存和离线修改，进而也容易实现离线编程。

可以用或者订作