年美国研制出世界上第台工业机器人以来，机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造系统自动化工厂计算机集成制造系统的自动化工具。机械手是种能模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序轨迹极其它要求，实现抓取，搬运工件或操做工具的自动化装置。在我国由于大多数工业机器人所执行的工作为模拟人的手臂而工作，因而通常把工业机器人称做操作机械手。智能机器人是机器人的发展方向，它具有智能系统，主要是感觉装置视觉装置和语言识别装置等。具有触觉力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作如具有识别功能或更进步增加自适应自学习功能，即成为智能型工业机器人。它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境，并自动完成更为复杂的工作。.选题背景与意义由于工业自动化的全面发展和科学技术的不设计者需要经常和用户在起，不停分析用户要求，寻求解决方案。机器人设计是面向加工的设计，再好的设计，如果工厂不能加工出产品，设计也是失败的，设计者需要掌握大量的加工工艺及加工手段。机器人设计是个不断完善的过程。五机器人设计流程使用要求的分析每个机器人都是根据特定的要求的产生而设计的，设计的第步就是要将使用要求分析清楚，确定设计时需要考虑的参数，包括.机器人的定位精度，重复定位精度.机器人的负载大小，负载特性.机器人运动的自由度数量，每自由度的运动行程.机器人的工作周期或运动速度，加减速特性.机器人的运动轨迹，动作的关联.机器人的工作环境安装方式.机器人的运行工作制运行寿命其他特殊要求机械模型初建机器人从机械结构分大体可分为龙门结构壁挂结构，垂挂结构，根据安装空间的要求选择不同的结构，每种结构的力学特性运动特性都是不样的。后续的设计必须是基于个确定的结构。图机器人的基本结构图速度最大速度加速度减速度其中为运动行程为定位运动时间加速时的驱动力运动物体质量和力学特性分析个机器人是由许多定位单元组成的，每根定位系统都要分析。需要分析的项目如下图力学分析图水平推力正压力侧压力机械强度校核每个定位单元，每个梁都要进行校核，尤其双端支撑梁和悬臂梁。挠度变形计算图挠度变形图负载定位单元长度材料弹性模量材料截面惯性矩挠度形变注意在计算挠度形变时，梁的自重产生的变形不能忽视，梁的自重按均布载荷计算。以上公式计算的是静态形变，实际应用中，因为机器人直处于运动状态，必须计算加速力产生的形变，形变直接影响机器人的运行精度。扭转形变计算当根梁的端固定，另端施加个绕轴扭矩后，将产生扭曲变形。实际应用中产生该形变的原因般是负载偏心或有绕轴加速旋转的物体存在。驱动元件选择常用的驱动系统有交流直流伺服电机驱动系统伺服电机驱动系统直线伺服电机直线伺服电机驱动系统。每个驱动系统都由电机和驱动器两部分组成。驱动器的作用是将弱电信号放大，将其加载在驱动电机的强电上，驱动电机。电机则是将电信号转化成精确的速度及角位移。需要计算的项目如下电机功率电机扭矩电机转速减速机减速比电机惯量负载惯量的匹配关系图扭转力矩分析图机械结构设计在完成了前面六项工作后，个直角坐标机器人定位系统的雏形就已经在设计者的头脑中形成了，接下来的工作就是将雏形画成工程图，以便生产。机器人的运动轨迹具有不确定性，灵活多变，往往在个位置不存在位置干涉，但到下个位置就干涉了。设备寿命校核机械结构设计完成后，要对整台设备进行寿命计算，核心元件的寿命到要计算，如机器人轨道的寿命，减速机的寿命，伺服电机的寿命等。操作机械手。机械手的特点对环境的适应性强能代替人从事危险，有害的工作。在长时间工作对人体有害的场所，机械手不受影响，只要根据工作环境进行合理的设计，选择适当的材料和结构，机械手就可以在异常高温或低温，异常压力和有害气体，粉尘，放射线作用下，以及冲压，灭等危险环境中胜任工作。机械手能持久，耐劳，可以把人从繁重单调的劳动中解放出来，并能扩大和延伸人的功能。由于机械手的动作准确，因此可以稳定和提高产品的质量，同时又可以避免人为的操作错误。机械手特点是通过用工业机械手的通用性，灵活性好，能很好的适应产品的不断变化，以满足柔性生产的需要。机械手的选择与分析为实现机器人的末端执行器在空间的位置而提供的个自由度，可以有不同的运动组合，通常可以将其设计成圆柱坐标型直角坐标型球坐标型关节型平面关节型五种形式。直角坐标型直角坐标型机器人，其运动部分的三个相互垂直的直线组成，其工作空间为长方体，它在各个轴向的移动距离可在坐标轴上直接读出，直观性强，易于位置和姿态的编程计算，定位精度高，结构简单，但机体所占空间大，灵活性较差。根据本次设计的要求，三轴同时可以模拟操作员取出动作，并可以沿着规定路径连续运动，因此选择直角坐标型。直角坐标机器人的设计方法直角坐标机器人概念工业应用中，能够实现自动控制的可重复编程的多功能的多自由度的运动自由度建成空间直角关系多用途的操作机。他能够搬运物体操作工具，以完成各种作业。关于机器人的定义随着科技的不断发展，在不断的完善，直角坐标机器人作为机器人的种，其含义也在不断的完善中。图典型直角坐标机器人二直角坐标机器人的特点自由度运动，每个运动自由度之间的空间夹角为直角自动控制的，可重复编程，所有的运动均按程序运行般由控制系统驱动系统机械系统操作工具等组成。灵活，多功能，因操作工具的不同功能也不同。高可靠性高速度高精度。可用于恶劣的环境，可长期工作，便于操作维修。三直角坐标机器人的应用因末端操作工具的不同，直角坐标机器人可以非常方便的用作各种自动化设备，完成如焊接搬运上下料包装码垛拆垛检测探伤分类装配贴标喷码打码软仿型喷涂目标跟随排爆等系列工作。特别适用于多品种便批量的柔性化作业，对于稳定提高产品质量，提高劳动生产率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。图直角坐标机器人的应用随着直角坐标机器人的应用越来越广泛，直角坐标机器人的设计工作日益显得重要。成功的设计台直角坐标机器人涉及到很多方面的工作，包括机械结构动力驱动伺服控制等等。四机器人设计特点机器人的设计是个复杂的工作，工作量很大，涉及的知识面很多，往往需要多人完成。机器人设计是面向客户的设计，不是闭门造车。年代是世界科技发展的个里程碑人类登上了月球，实现了金星火星的软着陆。我国也发射了人造卫星。世界上工业机器人应用掀起个高潮，尤其在日本发展更为迅猛，它补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下，我国于年开始研制自己的工业机器人。进入年代后，在高技术浪潮的冲击下，随着改革开放的不断深入，我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。“七五”期间，国家投入资金，对工业机器人及其零部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出了喷涂点焊弧焊和搬运机器人。年国家高技术研究发展计划计划开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿，经过几年的研究，取得了大批科研成果，成功地研制出了批特种机器人。从年代初期起，中国的国民经济进入实现两个根本转变时期，掀起了新轮的经济体制改革和技术进步热潮，我国的工业机器人又在实践中迈进大步，先后研制出了点焊弧焊装配喷漆切割搬运包装码垛等各种用途的工业机器人，并实施了批机器人应用工程，形成了批机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。中国工业机器人经过“七五”攻关计划“九五”攻关计划和计划的支持已经取得了较大进展,工业机器人市场也已经成熟,应用上已经遍及各行各业。虽然中国的工业机器人产业在不断的进步中，但和国际同行相比，差距依旧明显。从市场占有率来说，更无法相提并论。工业机器人很多核心技术，目前我们尚未掌握，这是影响我国机器人产业发展的个重要瓶颈。我国未来工业机器人技术发展的重点有第,危险恶劣环境作业机器人主要有防暴高压带电清扫星球检测油汽管道等机器人第二,医用机器人主要有脑外科手术辅助机器人,遥控操作辅助正骨等第三,仿生机器人主要有移动机器人,网络遥控操作机器人等。其发展趋势是智能化低成本高可靠性和易于集成。二工业机器人在工业生产中的应用工业机器人在工业生产中能代替人做些单调频繁和重复的长时间作业，或是危险恶劣环境下的作业，例如在冲压压力铸造热处理焊接涂装塑料制品成形机械加工金属制品业和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。在日美西欧等些工业发达的国家中，工业机器人得到越来越广泛的应用。三工业机器人在其他领域中的应用随着科技的发展，机器人功能和性能的不断改善和提高，机器人的应用领域日益在扩大，其应用范围已不限于工业，还用于农业林业交通运输业原子能工业医疗福利事业海洋和深空探测等事业中。四工业机器人的发展趋势机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表，是人造机器的“终极”形式。它涉及到机械电子自动控制计算机人工智能传感器通讯与网络等多个学科和领域，是多种高新技术发展成果的综合集成，因此它的发展与众多学科发展密切相关。当今工业机器人的发展趋势主要有工业机器人性能不断提高高速度高精度高可靠性便于操作和维修，而单机价格不断下降。,伺服,驱动,机器人,机构,设计,毕业设计,全套,图纸目录前言第章绪论.引言.工业机器人的含义.选题背景与意义.工业机器人的组成.工业机器人的发展及国内外发展趋势第二章三轴伺服驱动机器人结构设计方案.机械手的设计方法机械手的选择与分析直角坐标机器人的设计方法.机械手的结构设计机器人的总体设计机械手的传动部件设计机械手的臂部设计.三轴伺服驱动机器人机构的特点第三章工业机器人的运动系统分析.工业机器人的运动系统分析机器人的运动概述机器人的驱动方式第四章三轴伺服驱动机器人零件的设计.伺服电机的选择.减速机的选择.齿轮齿条的选择.导轨的选择第五章结论致谢参考文献前言进入世纪后,公司开发成功了配备有视觉传感器和力觉传感器的智能机器人。到现在已拥有可搬运质量从公斤到.吨的种类丰富的商品系列。随后，公司又开发了运用这智能机器人的长时间连续机械加工系统机器人单元。在整个加工工序中加工作业本身使用数控机床进行自动化加工已经非常普遍了。但是，附带作业，毛比如在加工中心的夹具上进行加工材料装卸的作业，以及去毛刺边，清洗等作业中的很多部分，现在还是依靠人工来完成。机器人单元使用智能机器人，不但实现了这些作业的自动化，而且在世界上最早实现了。小时的长时间连续加工，现在在公司的工厂共运转着套这样的机器人单元。机器人单元使用了两种控制装置也就是和机器人控制器我们现在正在开发使这两种控制装置都可以单独地显示双方状态的功能，以进步推进机床和机器人的融合。随着我国工业自动化水平的不断提高，在机械加工与制造领域，以及各种装配与包装自动化生产线上机械手的应用已相当普遍机械手通常担负着上料下料等加工任务。由于顺序控制具有系统简单可靠，控制灵活方便等特点，而且从诞生之日起其最基本最普遍的应用领域就是在工业环境下的顺序控制，因此，基于顺序控制的机械手在工业自动化领域中得到广泛的应用。机器人是种很特别的生产工具，因此，机器人应用的范围十分广泛。这些应用可以被划分为类材料处理材料搬运和装配。在材料处理中，机器人用工具来加工和处理原材料。例如，机器人工具可包括钻头，从而可以在原始材料上执行钻孔操作。材料搬运包括装载零件。这些操作可以由机器人可靠地重复执行，因此提高了质量，减少了废料损失。装配是机器人技术的另个广泛应用。自动装配系统能合并自