三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人設計
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三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人設計班級 設計要求 綜合運用所學知識 搜集有關資料獨立完成三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人操作機和驅動單元的設計工作 原始數(shù)據(jù) 自動線上有 兩條輸送帶之間距離為1 5m 需設計工業(yè)器人將一零件從A帶送到B帶 零件尺寸 內孔 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)的技術基礎是精巧的機械結構設計和良好的伺服控制驅動 本次設計就是在這一思維下展開的 根據(jù)設計內容和需求確定圓柱坐標型工業(yè)機器人 利用步進電機驅動和諧波齒輪傳動來實現(xiàn)機器人的旋轉運動 利用另一臺步進電機驅動滾珠絲杠旋轉 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 考慮到本設計中的機器人工作范圍不大 故利用液壓缸驅動實現(xiàn)手臂的伸縮運動 末端夾持器則采用內撐連桿杠桿式夾持器 用小型液壓缸驅動夾緊 三維動畫演示 末端執(zhí)行機構設計 采用內撐連桿杠桿式夾持器 用小型液壓缸驅動夾緊 它的結構形式如圖 內撐連桿杠桿式夾持器采用四連桿機構傳遞撐緊力 即當液壓缸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孔薄壁零件的夾持 彈性爪的結構設計 這種結構是在手爪外側用螺釘固定彈性片兩端 當彈性手工作時 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 手臂機構的設計 本設計中手臂由滾珠絲杠驅動實現(xiàn)上下運動 結構簡單 裝拆方便 還設計有兩根導柱導向 以防止手臂在滾珠絲杠上轉動 確保手臂隨機座一起轉動 它的結構如下圖 選用軸向腳架型液壓缸 活塞桿末端為外螺紋結構 手臂與末端執(zhí)行器連同活塞桿一起轉動 腰部和基座設計 通過安裝在支座上的步進電機和諧波齒輪直接驅動轉動殼體轉動 從而實現(xiàn)機器人的旋轉運動 通過安裝在頂部的步進電機和聯(lián)軸器帶動滾珠絲杠轉動實現(xiàn)手臂的上下移動 采用了雙導柱導向 以防止手臂在滾珠絲杠上轉動 確保手臂隨機座一起轉動 支撐梁采用槽鋼 以減輕重量和節(jié)省材料 它的結構如圖 1 支座 2 步進電機 3 諧波齒輪 4 轉動機座5 支承槽鋼梁 6 滾珠絲杠 7 導向柱 8 錐環(huán)無鍵聯(lián)軸器 驅動方式的選擇 由上表可知步進電機應用于驅動工業(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雜和運動軌跡要求嚴格的小型通用機械手等 所以本設計采用它來實現(xiàn)機器人的旋轉和上下移動 選電機為BF反應式步進電機 型號為 90BF001 由上表可知 液壓驅動方式反應靈敏 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 28 100LJ1HL1Q 它的主要技術參數(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 它們必須協(xié)調起來 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) 控制系統(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 采取相應可靠的對策 對工業(yè)機器人應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置插拔式電接點點開關 其插座有導線與控制系統(tǒng)的電路連接 只有拔下開關的插頭 才能打開對應的門 這時 工業(yè)機器人及周邊設備停止運轉 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置緊急停止開關 按下此開關 工業(yè)機器人和有關的設備立即停止運轉 謝謝各位老師
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編號：7221105
類型：共享資源
大小：4.45MB
格式：RAR
上傳時間：2020-03-16
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自由度
圓柱
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工業(yè)
機器人
設計
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