三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人設(shè)計及動畫仿真【三維PROE】
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三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人設(shè)計 班級:機制1016姓名:劉建軍 指導(dǎo)老師:李作全老師設(shè)計要求:綜合運用所學(xué)知識,搜集有關(guān)資料獨立完成三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人操作機和驅(qū)動單元的設(shè)計工作。原始數(shù)據(jù):自動線上有,兩條輸送帶之間距離為1.5m,需設(shè)計工業(yè)器人將一零件從A帶送到B帶。零件尺寸:內(nèi)孔 100,壁厚 10,高 100。零件材料:45鋼。零件實體圖總體方案:在工業(yè)機器人的諸多功能中,抓取和移動是最主要的功能。這兩項功能實現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)是精巧的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和良好的伺服控制驅(qū)動。本次設(shè)計就是在這一思維下展開的。根據(jù)設(shè)計內(nèi)容和需求確定圓柱坐標型工業(yè)機器人,利用步進電機驅(qū)動和諧波齒輪傳動來實現(xiàn)機器人的旋轉(zhuǎn)運動;利用另一臺步進電機驅(qū)動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn),從而使與滾珠絲杠螺母副固連在一起的手臂實現(xiàn)上下運動;考慮到本設(shè)計中的機器人工作范圍不大,故利用液壓缸驅(qū)動實現(xiàn)手臂的伸縮運動;末端夾持器則采用內(nèi)撐連桿杠桿式夾持器,用小型液壓缸驅(qū)動夾緊。三維動畫演示末端執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計:采用內(nèi)撐連桿杠桿式夾持器,用小型液壓缸驅(qū)動夾緊,它的結(jié)構(gòu)形式如圖。內(nèi)撐連桿杠桿式夾持器采用四連桿機構(gòu)傳遞撐緊力,即當(dāng)液壓缸1工作時,推動推桿2向下運動,使兩鉗爪3向外撐開,從而帶動彈性爪4夾緊工件。該種夾持器多用于內(nèi)孔薄壁零件的夾持。彈性爪 的結(jié)構(gòu)設(shè)計:這種結(jié)構(gòu)是在手爪外側(cè)用螺釘固定彈性片兩端。當(dāng)彈性手工作時,由于夾緊過程具有彈性,就可以避免易損零件被抓傷,變形和破損。手臂機構(gòu)的設(shè)計:本設(shè)計中手臂由滾珠絲杠驅(qū)動實現(xiàn)上下運動,結(jié)構(gòu)簡單,裝拆方便,還設(shè)計有兩根導(dǎo)柱導(dǎo)向,以防止手臂在滾珠絲杠上轉(zhuǎn)動,確保手臂隨機座一起轉(zhuǎn)動。它的結(jié)構(gòu)如下圖。選用軸向腳架型液壓缸,活塞桿末端為外螺紋結(jié)構(gòu),手臂與末端執(zhí)行器連同活塞桿一起轉(zhuǎn)動。腰部和基座設(shè)計:通過安裝在支座上的步進電機和諧波齒輪直接驅(qū)動轉(zhuǎn)動殼體轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)機器人的旋轉(zhuǎn)運動,通過安裝在頂部的步進電機和聯(lián)軸器帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動實現(xiàn)手臂的上下移動。采用了雙導(dǎo)柱導(dǎo)向,以防止手臂在滾珠絲杠上轉(zhuǎn)動,確保手臂隨機座一起轉(zhuǎn)動。支撐梁采用槽鋼,以減輕重量和節(jié)省材料,它的結(jié)構(gòu)如圖。1支座,2步進電機,3諧波齒輪,4轉(zhuǎn)動機座5支承槽鋼梁,6滾珠絲杠,7導(dǎo)向柱,8錐環(huán)無鍵聯(lián)軸器驅(qū)動方式的選擇:由上表可知步進電機應(yīng)用于驅(qū)動工業(yè)機器人有著許多無可替代的優(yōu)點,如控制性能好,可精確定位,體積較小可用于程序復(fù)雜和運動軌跡要求嚴格的小型通用機械手等,所以本設(shè)計采用它來實現(xiàn)機器人的旋轉(zhuǎn)和上下移動。選電機為BF反應(yīng)式步進電機,型號為:90BF001。由上表可知,液壓驅(qū)動方式反應(yīng)靈敏,可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制,液體壓力高,可以獲得較大的輸出力,因此機器人的伸縮運動采用液壓驅(qū)動方式來實現(xiàn),從而使機器人容易找準工件.它的型號為Y-HG1-C50/28100LJ1HL1Q,它的主要技術(shù)參數(shù)如下表:工業(yè)機器人的計算機控制系統(tǒng)概述:工業(yè)機器人具有多個自由度,每個自由度一般包括一個伺服機構(gòu),它們必須協(xié)調(diào)起來,組成一個多變量控制系統(tǒng)。這種多變量的控制系統(tǒng),一般要用計算機來實現(xiàn)。因此,機器人控制系統(tǒng)也是一個計算機控制系統(tǒng)??刂葡到y(tǒng)的功能是控制機器人操作機的運動和操作以滿足作業(yè)的要求。在作業(yè)中機器人的工作任務(wù)是要求操作機的末端執(zhí)行器按點位或軌跡運動,并保持設(shè)定的姿態(tài)。在運動中或在規(guī)定的某點位執(zhí)行作業(yè)規(guī)定的操作。工業(yè)機器人運行時應(yīng)采取的安全措施工業(yè)機器人運行時應(yīng)采取的安全措施:工業(yè)機器人能代替人在危險有害的環(huán)境中作業(yè)。但又給人另一種危險,即機器人傷人事故。這是工業(yè)機器人安全管理的最為重要的一條原則。此外,除了通用的工業(yè)安全規(guī)程外,還要注意工業(yè)機器人的特殊性,采取相應(yīng)可靠的對策。對工業(yè)機器人應(yīng)用工程的安全要求有如下幾條:必須為工業(yè)機器人和周邊設(shè)備安裝安全護欄,以防止人靠近而造成傷害。工業(yè)機器人的動作范圍不能超越護欄。在護欄出入口的門上必須設(shè)置插拔式電接點點開關(guān),其插座有導(dǎo)線與控制系統(tǒng)的電路連接。只有拔下開關(guān)的插頭,才能打開對應(yīng)的門。這時,工業(yè)機器人及周邊設(shè)備停止運轉(zhuǎn),并且將工業(yè)機器人鎖定在示教模式。在距操作者的地方設(shè)置緊急停止開關(guān)。按下此開關(guān),工業(yè)機器人和有關(guān)的設(shè)備立即停止運轉(zhuǎn)。謝謝各位老師!
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類型:共享資源
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上傳時間:2021-12-05
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