三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人設計.ppt

上傳人:max****ui 文檔編號:16234257 上傳時間:2020-09-23 格式:PPT 頁數(shù):19 大小:407.31KB
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1、三自由度圓柱坐標型工業(yè)機器人設計,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: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

2、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

3、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

4、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-C50/28100LJ1HL1Q,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 :

5、 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)??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!,

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