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说明书1份，共25页，约12000字左右

 

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中文摘要

在工业上，自动控制系统有着广泛的应用，如工业自动化机床控制，计算机系统，机器人等。而工业机器人是相对较新的电子设备，它正开始改变现代化工业面貌。实际的机器人由带有腕(或称为手臂)的主机身和机身端部的工具(通常是某些类型的夹持器)组成,同时也包括一个辅助动力系统。本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。该机械手的设计重点是总体设计和控制设计两部分，总体设计包括确定机械手的外形尺寸和工作空间，拟定机械手各环节的总体运动方案，对机械手抓取物体的形式以及整体结构进行详细设计，选择气动的方式作为机械手的动力，并合理布置气缸的位置，确定各级传动参数，对齿轮、气缸、轴和轴承的进行设计计算和校核。控制设计包括选取西门子S7-200PLC作为控制器，编写出全部程序，并构建一个完整的机、电、气动一体化的综合性控制系统。本次设计需要掌握PLC的运行原理、PLC程序的编写方法、变频器的实现原理、变频器的配置、传感器的原理，合理的连接各个系统部件，调节控制系统各个部分协同工作，控制电机的运行等。设计完成后，整个系统能满足实验的要求，结构简单，装卸方便，便于维修、调整，并具有刚性好，位置精度高、系统运行平稳的特点，基本满足设计要求。

 

关键词：手臂；夹持器；工业机器人；控制系统

 

 

目录

 

 

中文摘要 ………………………………………………………………………………………   1

Abstract ………………………………………………………………………………………   1

第1章  绪论…………………………………………………………………………………    2

1.1工业机器人简介……………………………………………………………………………   2

1.2工业机器人的发展…………………………………………………………………………   2

第2章  工业机器人的总体设计………………………………………………………………  3

2.1工业机器人的组成及各部分关系概述……………………………………………………   3

2.2工业机器人的设计分析……………………………………………………………………   3

2.2.1设计要求………………………………………………………………………………   3

2.2.2总体方案拟定…………………………………………………………………………   3

2.2.3工业机器人主要技术性能参数………………………………………………………   4

第3章  工业机器人的机械系统设计………………………………………………………   5

3.1工业机器人的运动系统分析……………………………………………………………    5

3.1.1 机器人的运动概述…………………………………………………………………    5

3.1.2  机器人的运动过程分析……………………………………………………………   6

3.2工业机器人的执行机构设计……………………………………………………………    7

3.2.1  末端执行机构设计…………………………………………………………………   7

  3.2.1.1 设计时要注意的问题：………………………………………………………   7

  3.2.1.2   总体结构设计………………………………………………………………   7

3.2.1.3   液压油缸的选择和夹紧力的校验…………………………………………   8

3.2.1.4 弹性爪的强度校验……………………………………………………………   10

3.2.2  手臂机构的设计…………………………………………………………………     10

  3.2.2.1   手臂的设计要求……………………………………………………………  10

3.2.2.2   伸缩液压油缸的选择………………………………………………………  11

3.2.2.3   活塞杆的强度校核…………………………………………………………  11

3.2.3  腰部和基座设计…………………………………………………………………     13

3.2.3.1   结构设计……………………………………………………………………  13

3.2.3.2   步进电机的选取……………………………………………………………  13

3.2.3.3   轴承的选取…………………………………………………………………  16

3.2.3.4   齿轮的选取…………………………………………………………………  17

第4章  工业机器人的计算机控制系统概述………………………………………………   18

4.1 工业机器人控制系统的特点及对控制功能的基本要求………………………………   18

4.2 计算机控制系统的设计方案……………………………………………………………   18

4.3 硬件电路的组成…………………………………………………………………………   19

 

 

4.4 电路接口说明……………………………………………………………………………   19

第5章 工业机器人运行时应采取的安全措施………………………………………………  21

5.1 安全要求…………………………………………………………………………………   21

5.2实施方法…………………………………………………………………………………   21

总    结………………………………………………………………………………………   22

鸣    谢………………………………………………………………………………………   23

参考文献………………………………………………………………………………………   24