三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)

三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì),自由度,圓柱,坐標(biāo),工業(yè),機(jī)器人,設(shè)計(jì) 三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)班級(jí) 設(shè)計(jì)要求 綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí) 搜集有關(guān)資料獨(dú)立完成三自由度圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)和驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì)工作 原始數(shù)據(jù) 自動(dòng)線上有 兩條輸送帶之間距離為1 5m 需設(shè)計(jì)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(shí)體圖 總體方案 在工業(yè)機(jī)器人的諸多功能中 抓取和移動(dòng)是最主要的功能 這兩項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)是精巧的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和良好的伺服控制驅(qū)動(dòng) 本次設(shè)計(jì)就是在這一思維下展開的 根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和需求確定圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人 利用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和諧波齒輪傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 利用另一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng) 考慮到本設(shè)計(jì)中的機(jī)器人工作范圍不大 故利用液壓缸驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)手臂的伸縮運(yùn)動(dòng) 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(dòng)夾緊 三維動(dòng)畫演示 末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 采用內(nèi)撐連桿杠桿式夾持器 用小型液壓缸驅(qū)動(dòng)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(jī)構(gòu)傳遞撐緊力 即當(dāng)液壓缸1工作時(shí) 推動(dòng)推桿2向下運(yùn)動(dòng) 使兩鉗爪3向外撐開 從而帶動(dòng)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(jì) 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(shí) 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(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中手臂由滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng) 結(jié)構(gòu)簡單 裝拆方便 還設(shè)計(jì)有兩根導(dǎo)柱導(dǎo)向 以防止手臂在滾珠絲杠上轉(zhuǎn)動(dòng) 確保手臂隨機(jī)座一起轉(zhuǎn)動(dòng) 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(dòng) 腰部和基座設(shè)計(jì) 通過安裝在支座上的步進(jìn)電機(jī)和諧波齒輪直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)殼體轉(zhuǎn)動(dòng) 從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 通過安裝在頂部的步進(jìn)電機(jī)和聯(lián)軸器帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)手臂的上下移動(dòng) 采用了雙導(dǎo)柱導(dǎo)向 以防止手臂在滾珠絲杠上轉(zhuǎn)動(dòng) 確保手臂隨機(jī)座一起轉(zhuǎn)動(dòng) 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(jìn)電機(jī) 3 諧波齒輪 4 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)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(dòng)方式的選擇 由上表可知步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)器人有著許多無可替代的優(yōu)點(diǎn) 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(yùn)動(dòng)軌跡要求嚴(yán)格的小型通用機(jī)械手等 所以本設(shè)計(jì)采用它來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)和上下移動(dòng) 選電機(jī)為BF反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) 型號(hào)為 90BF001 由上表可知 液壓驅(qū)動(dòng)方式反應(yīng)靈敏 可實(shí)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(jī)器人的伸縮運(yùn)動(dòng)采用液壓驅(qū)動(dòng)方式來實(shí)現(xiàn) 從而使機(jī)器人容易找準(zhǔn)工件 它的型號(hào)為Y HG1 C50 28 100LJ1HL1Q 它的主要技術(shù)參數(shù)如下表 工業(yè)機(jī)器人的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述 工業(yè)機(jī)器人具有多個(gè)自由度 每個(gè)自由度一般包括一個(gè)伺服機(jī)構(gòu) 它們必須協(xié)調(diào)起來 組成一個(gè)多變量控制系統(tǒng) 這種多變量的控制系統(tǒng) 一般要用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn) 因此 機(jī)器人控制系統(tǒng)也是一個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的功能是控制機(jī)器人操作機(jī)的運(yùn)動(dòng)和操作以滿足作業(yè)的要求 在作業(yè)中機(jī)器人的工作任務(wù)是要求操作機(jī)的末端執(zhí)行器按點(diǎn)位或軌跡運(yùn)動(dòng) 并保持設(shè)定的姿態(tài) 在運(yùn)動(dòng)中或在規(guī)定的某點(diǎn)位執(zhí)行作業(yè)規(guī)定的操作 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行時(shí)應(yīng)采取的安全措施 工業(yè)機(jī)器人能代替人在危險(xiǎn)有害的環(huán)境中作業(yè) 但又給人另一種危險(xiǎn) 即機(jī)器人傷人事故 這是工業(yè)機(jī)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(jī)器人的特殊性 采取相應(yīng)可靠的對(duì)策 對(duì)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用工程的安全要求有如下幾條 必須為工業(yè)機(jī)器人和周邊設(shè)備安裝安全護(hù)欄 以防止人靠近而造成傷害 工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)作范圍不能超越護(hù)欄 在護(hù)欄出入口的門上必須設(shè)置插拔式電接點(diǎn)點(diǎn)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(duì)應(yīng)的門 這時(shí) 工業(yè)機(jī)器人及周邊設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn) 并且將工業(yè)機(jī)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(jī)器人和有關(guān)的設(shè)備立即停止運(yùn)轉(zhuǎn) 謝謝各位老師