的安全措施„„„„„„„„„„安全要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„实施方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„西安文理学院本科设计论文第页绪论工业机器人简介在现代工业中，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，主要附属于自动机床或自动生产线上，用以解决机床上下料和工件传送。

这种机器人在国外通常被称之为，它是为主机服务的，由主机驱动。

除少数外，工作程序般是固定的，因此是专用的。

机器人按照结构形式的不同又可分为多种志永浅谈快速自动换刀装置，新技术新工艺机械加工与自动化张祺，侯力，刘松加工中心换刀机械手控制系统研究，控制与检测刘瑞己加工中心快速自动换刀装置，机械工程师朱文艺，张庆乐数控加工中心换刀机构动作过程及控制原理研究，武汉工程职业技术学院学报李健玲，贺炜，丁毅种换刀机械手卡爪夹紧机构的设计，组合机床与自动化加工技术刘茂生刀具交换系统换刀机械手的方案设计，航空精密制造技术西安文理学院机械电子工程系本科毕业设计论文题目具有空间运动能力的产品输送机机械手的机械结构设计专业班级级机电班学号学生姓名张耐指导教师李润设计所在单位西安文理学院年月工业机器人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。

本文将设计台三自由度的工业机器人，用于给输送产品。

首先，本文将设计机器人的机械手爪手臂腰部和基座的设计，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驱动控制系统，包括驱动方式和电机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，„„„„„„„„工业机器人简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„工业机器人的发展„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„课题的提出意义及主要任务„„„„„„„„„„„„„„„„工业机器人的总体设计„„„„„„„„„„„„„„„„„工业机器人的组成及各部分关系概述„„„„„„„„„„„„„执行系统„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„驱动系统„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„控制系统„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„检测系统„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„工业机器人的设计分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„设计要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„工业机器人主要技术参数„„„„„„„„„„„„„„„机器人的运动概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„工业机器人的运动自由度„„„„„„„„„„„„„„„机器人的工作空间和机械结构类型„„„„„„„„„„„机器人的运动过程分析„„„„„„„„„„„„„„„原理方案的拟定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„原理方案的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„原理方案的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„工业机器人机械子系统的设计„„„„„„„„„„„„„机械手手爪的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„设计时要注意的问题„„„„„„„„„„„„„„„„„总体结构设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„气缸的选择和夹紧力的校验„„„„„„„„„„„„„„弹性爪的强度校验„„„„„„„„„„„„„„„„„„手臂机构的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„手臂的设计要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„西安文理学院本科设计论文第页手臂机械结构设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„伸缩气缸的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„活塞杆的强度校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„腰部和基座设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„结构设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„升降气缸的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„步进电机的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„连轴器的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„轴承的选取„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„齿轮的选择„„„„„„„„„„„„„„„„，西安文理学院本科设计论文第页目录绪论„„„„„„„„„„„„„„„„它们之间存在定的间隙，这个间隙用铅丝检西安文理学院本科设计论文第页验，保证间隙不小于并且不大于。

工业机器人气动系统的设计气动系统的概述工业机器人的驱动系统，按动力源分为液压，气动和电动三大类。

根据需要也可由这三种基本类型组合成复合式的驱动系统。

这三类基本驱动系统的各有自己的特点。

液压驱动系统由于液压技术是种比较成熟的技术。

它具有动力大力或力矩与惯量比大快速响应高易于实现直接驱动等特点。

适于在承载能力大，惯量大以及在防焊环境中工作的这些机器人中应用。

但液压系统需进行能量转换电能转换成液压能，速度控制多数情况下采用节流调速，效率比电动驱动系统低。

液压系统的液体泄泥会对环境产生污染，工作噪声也较高。

因这些弱点，近年来，在负荷为以下的机器人中往往被电动系统所取代。

气动驱动系统具有速度快系统结构简单，维修方便价格低等特点。

适于在中小负荷的机器人中采用。

但因难于实现伺服控制，多用于程序控制的机械人中，如在上下料和冲压机器人中应用较多。

电动驱动系统由于低惯量，大转矩交直流伺服电机及其配套的伺服驱动器交流变频器直流脉冲宽度调制器的广泛采用，这类驱动系统在机器人中被大量选用。

这类系统不需能量转换，使用方便，控制灵活。

大多数电机后面需安装精密的传动机构。

直流有刷电机不能直接用于要求防爆的环境中，成本也较上两种驱动系统的高。

但因这类驱动系统优点比较突出，因此在机器人中被广泛的选用。

综合上述四种驱动方式的优缺点，结合本设计之工业机械手的各项规格要求，应选用气压传动作为本机械手的驱动系统。

气动系统的分析与设计图所示为该机械手的气压传动系统工作原理图。

它的气源是由空气压缩机排气压力大于通过快换接头进入储气罐，经分水过滤器调压阀油雾器，进入各并联气路上的电磁阀，以控制气缸和手部动作。

西安文理学院本科设计论文第页图机械手气压传动系统工作原理图西安文理学院本科设计论文第页各执行机构的调速，凡是能采用排气口节流方式的，都在电磁阀的排气口安装节流阻尼螺钉进行调速，这种方法的特点是结构简单，效果尚好。

如手臂伸缩气缸在接近气缸处安装两个快速排气阀，可加快起动速度，也可调节全程上的速度。

升降气缸采用进气节流的单向节流阀以调节手臂的上升速度，由于手臂靠自重下降，其速度调节仍采用在电磁阀排气口安装节流阻尼螺钉来完成。

气液传送器气缸侧的排气节流，可用来调整回转液压缓冲器的背压大小。

为简化气路，业机器人应用工程中的安全，必须实施确保安全要求的具体措施。

总结本次设计的是液压通用机械手，相对于专用机械手，通用机械手的自由度可变，控制程序可调，因此适用面更广。

采用液压传动，动作迅速，反应灵敏，能实现过载保护，便于自动控制。

工作环境适应性好，不会因环境变化影响传动及控制性能。

阻力损失和泄漏较小，不会污染环境。

同时成本低廉。

通过对液压传动系统工作原理图的参数化绘制，大大提高了绘图速度，节省了大量时间和避免了不必要的重复劳动，同时做到了图纸的统规范。

机械手采用控制，具有可靠性高改变程序灵活等优点，无论是进行时间控制还是行程控制或混合控制，都可通过设定程序来实现。

可以根据机械手的动作顺序修改程序，使机械手的通用性更强。

西安文理学院本科设计论文第页致谢在这次毕业设计中，我有很多收获，首先把我几年来所学的知识做了次系统的复习，更深步了解了所学的知识，培养了我综合运用所学知识，独立