機器人三關節(jié)模塊研制

機器人三關節(jié)模塊研制,機器人,關節(jié),模塊,研制 2015 屆畢業(yè)設計（論文）開題報告 題 目 機器人三關節(jié)模塊研制 學 院 機械工程學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 姓 名 徐海琦 班 級 11機制1 指導教師 朱 巧 榮 起止日期 2014年12月 至 2015年6月 2014年 12月 20日 畢業(yè)設計（論文）開題報告 一、課題目的意義： 廣泛采用工業(yè)機器人，不僅可提高產(chǎn)品的產(chǎn)量與質量，而且對保障人身安全，改善勞動環(huán)境，減輕強度，提高生產(chǎn)率節(jié)約材料消耗以及降低生產(chǎn)成本，都有著十分重要的意義。我國科學家對機器人的定義是：“機器人是一種自動化的機器，所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器。”機器人技術是建立在機械、微電子、控制、人工智能能技術等基礎上的一門機電一體化的高新技術。機器人誕生于二十世紀50年代，目前已經(jīng)發(fā)展到第三代智能機器人?？v觀機器人發(fā)展的歷史和高新技術的發(fā)展趨勢，機器人已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)化發(fā)展中不可缺少的必備工具。 這個課題接觸了很多新知識，包括信號分析與系統(tǒng)連接，并繪制電路圖以及機器人編程技術等機械結構知識。是把我學的專業(yè)知識由理論走向實際，能應用到該課題上，就算有我沒學過的知識和不熟悉的知識我能通過自學、問老師、看實際操作、看資料來了解、熟悉、掌握。為我以后的工作做準備，提前來一次小小的實習。 ? 二、主要設計（研究）內容： (1)、開發(fā)調試準備，配件采購； (2)、機器人三關節(jié)結構設計，繪制裝配圖及立體模型； (3)、加工工藝及數(shù)控程序設計，非標件零件圖設計； (4)、信號分析與系統(tǒng)連接，并繪制電路圖； (5)、撰寫畢業(yè)設計說明書，整理全部有關資料文檔. 三、設計（研究）方案： 我對機器人三關節(jié)結構設計的立體模型如下圖所示: 在目前國內的數(shù)字控系統(tǒng)中，步進電機的應用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機也越來越多地應用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應數(shù)字控制發(fā)展的趨勢，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或伺服電機作為執(zhí)行電動機。雖然兩者在控制方式上相似，但在使用性能和應用中有較大的差異。 圖1-1結構方案示意圖 圖1-2傳動方案示意圖 方案一 采用步進電機，它的步距值不受各種干擾因素的影響，誤差不長期積累，控制性能好，而且價格便宜。將步進電機裝入三關節(jié)的長方體的下面半圓柱體中，這樣既美觀，好看又可以防止灰塵的進入。 方案二 采用伺服電機，它的精度高、高速性能好、抗鍋仔能力強、低速運行平穩(wěn)、發(fā)熱和噪音明顯降低。然后按照方案一的方法把電機裝入半圓柱體中，這樣看起來美觀，也可以避免灰塵的落入，減少電機的損害。 四、預期成果： (1)、完成機器人第三關節(jié)模塊設計； (2)、正確連接各種信號線； (3)、編制程序進行調試。 五、進度安排： 14.12.11～14.12.20 查資料定方案，撰寫開題報告； 14.12.21～15.03.31開發(fā)調試準備，配件采購，機器人三關節(jié)裝配圖設計； 15.04.01～15.05.22信號分析與系統(tǒng)連接，并繪制電路圖； 15.05.23～15.05.30完成設計說明書。規(guī)范化整理文檔，準備答辯。 六、主要參考文獻： [1]孫漢卿，吳海波．多關節(jié)機器人原理與維修[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2004． [2] 黃鶴濘．機械制造裝備[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005． [3] 鄒青．機械制造技術基礎課程設計指導教程[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2004． [4] 周伯英.工業(yè)機器人設計[M].機械工業(yè)出版社，1995.． [5]盧秉恒. 機械制造技術基礎 [M]. 機械工業(yè)出版社,2011. [6] 黨志宏．機器人制作入門攻略[M]．北京：人民郵電出版社，2013． [7] 謝里陽．現(xiàn)代機械設計方法[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2002． [8] 林以敏．機器人制作 [M]． 北京：機械工業(yè)出版社， 2004． [9] 劉品，張也晗．機械精度設計與檢測基礎[M] ．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)出版社，2003． [10] 清弘智昭，鈴木升，劉本偉.機器人制作寶典[M].北京：科學出版社，2002. [11] 城井田勝仁.機器人組裝大全[M].北京：科學出版社，2002. [12] 邁克·普瑞德科.機器人控制與程序設計[M].北京：科學出版社，2004. [13] 麥庫姆.機器人本體制作指南[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006. [14]IFR. Word Rbotics 2010 Report[R] .2010. 7(5) [15]Jianqiu Zhang,Yong. Yon.On-Line continuous measurement ofparticle size using electrostatic sensors[J].Powder Technology.2003.8(1). [16]KUKA Roboter GMBH.KUKA Typenubersicht[R].KUKA Roboter GMBH.2011.22(5). [17]MA Zhi-yan, CHEN You-ping, LI Jian-jin, ZHAO Yao-jing.Method oftriangular mesh modeling in numerical control machining simuation[J].JOURNAL OF CENTRAL SOUTH UNIVERSITY OF TECHNOLOGT(ENGLTSH EDITION),2010,17(5). 指導教師意見（對課題設計（研究）內容的深度、廣度及設計（研究）方案的意見和對畢業(yè)設計（論文）結果的預測等） 指導教師簽名： 年 月 日 系（教研室）審核意見： 系主任簽名： 年 月 日 注：開題報告應在指導教師指導下由學生填寫，經(jīng)指導教師及系審核后生效。 江蘇理工學院 2015 屆畢業(yè)設計（論文）任務書本文件需要正反面打印，只能1頁。打印文稿請全部刪除或隱藏批注 學 院 機械工程學院 班 級 11機制1 姓 名 徐海琦 題 目 設計 機器人三關節(jié)模塊研制題目長度不得影響美觀，若影響美觀，請自行調節(jié)各格子長度。設計題目在所有畢業(yè)設計資料文件中，必須完全一致，不允許相差哪怕一個字。 題目字數(shù)要適當，一般不宜超過20個漢字。 指導教師 朱巧榮 論文 主要內容及基本要求 一、主要內容： 1、開發(fā)調試準備，配件采購 2、機器人三關節(jié)結構設計，繪制裝配圖及立體模型 3、加工工藝及數(shù)控程序設計，非標件零件圖設計 4、信號分析與系統(tǒng)連接，并繪制電路圖 5、撰寫畢業(yè)設計說明書，整理全部有關資料文檔 二、基本要求： 1、裝配圖符合規(guī)范 2、系統(tǒng)接線正確 3、畢業(yè)設計說明書全部資料文檔符合規(guī)范 設計（研究）條件及預期目標 一、設計（研究）條件： 現(xiàn)有3軸伺服機構多套，工業(yè)機器人多個，可供參考。 二、設計預期目標： 1、完成機器人三關節(jié)模塊的設計 2、正確連接各種信號線 3、編制程序進行調試 進度安排 起 止 日 期 內 容 14.12.11～14.12.20 14.12.21～15.03.31 15.04.01～15.05.22 15.05.23～15.05.30 與開題報告內的時間完全一致 查資料定方案，撰寫開題報告 開發(fā)調試準備，配件采購，機器人三關節(jié)裝配圖設計 信號分析與系統(tǒng)連接，并繪制電路圖 完成設計說明書。規(guī)范化整理文檔，準備答辯 參 考 文 獻 [1] 李道霖．電氣控制與PLC原理及應用 西門子系列[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2004．格式要求請閱讀“格式與要求” 文件夾內的相應文件 [2] 李辛，蒒欽林．電氣設計禁忌500例[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005． [3] 何寧．數(shù)控原理與應用[M]．重慶：重慶大學出版社，2004． [4] 徐衡．數(shù)控機床故障維修[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2005． [5] 葉伯生．數(shù)控加工編程與操作[M]．武漢：華中科技大學出版社，2012． [6] 黨志宏．數(shù)控機床操作與維護[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2002． [7] 余仲裕．數(shù)控機床維修[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2002． [8] 王侃夫．數(shù)控機床故障診斷及維護[M]． 北京：機械工業(yè)出版社， 2004． [9] 孫志永，趙硯江．數(shù)控與電控技術[M] ．北京：機械工業(yè)出版社，2003． [10] 蔡崧．傳感器與PLC編程技術基礎[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2008． 指導教師（簽名）：_________ 2015年 12 月11 日所有文件的日期中藍色部分可先空著，學校將有統(tǒng)一的公布 系（教研室）審核意見 符合畢業(yè)設計立題要求，同意立題。 系主任（簽名）：__________ 2015年 12 月11 日 說明：畢業(yè)論文任務書由指導教師根據(jù)課題的具體情況填寫，經(jīng)系部審核并由系主任簽字后生效。此任務書在畢業(yè)論文開始前一周內填寫并發(fā)給學生。 2015 屆畢業(yè)設計（論文）開題報告 題 目 機器人三關節(jié)模塊研制 學 院 機械工程學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 姓 名 徐海琦 班 級 11機制1 指導教師 朱 巧 榮 起止日期 2014年12月 至 2015年6月 2014年 12月 20日 畢業(yè)設計（論文）開題報告 一、課題目的意義： 廣泛采用工業(yè)機器人，不僅可提高產(chǎn)品的產(chǎn)量與質量，而且對保障人身安全，改善勞動環(huán)境，減輕強度，提高生產(chǎn)率節(jié)約材料消耗以及降低生產(chǎn)成本，都有著十分重要的意義。我國科學家對機器人的定義是：“機器人是一種自動化的機器，所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器。”機器人技術是建立在機械、微電子、控制、人工智能能技術等基礎上的一門機電一體化的高新技術。機器人誕生于二十世紀50年代，目前已經(jīng)發(fā)展到第三代智能機器人。縱觀機器人發(fā)展的歷史和高新技術的發(fā)展趨勢，機器人已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)化發(fā)展中不可缺少的必備工具。 這個課題接觸了很多新知識，包括信號分析與系統(tǒng)連接，并繪制電路圖以及機器人編程技術等機械結構知識。是把我學的專業(yè)知識由理論走向實際，能應用到該課題上，就算有我沒學過的知識和不熟悉的知識我能通過自學、問老師、看實際操作、看資料來了解、熟悉、掌握。為我以后的工作做準備，提前來一次小小的實習。 ? 二、主要設計（研究）內容： (1)、開發(fā)調試準備，配件采購； (2)、機器人三關節(jié)結構設計，繪制裝配圖及立體模型； (3)、加工工藝及數(shù)控程序設計，非標件零件圖設計； (4)、信號分析與系統(tǒng)連接，并繪制電路圖； (5)、撰寫畢業(yè)設計說明書，整理全部有關資料文檔. 三、設計（研究）方案： 我對機器人三關節(jié)結構設計的立體模型如下圖所示: 在目前國內的數(shù)字控系統(tǒng)中，步進電機的應用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機也越來越多地應用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應數(shù)字控制發(fā)展的趨勢，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或伺服電機作為執(zhí)行電動機。雖然兩者在控制方式上相似，但在使用性能和應用中有較大的差異。 圖1-1結構方案示意圖 圖1-2傳動方案示意圖 方案一 采用步進電機，它的步距值不受各種干擾因素的影響，誤差不長期積累，控制性能好，而且價格便宜。將步進電機裝入三關節(jié)的長方體的下面半圓柱體中，這樣既美觀，好看又可以防止灰塵的進入。 方案二 采用伺服電機，它的精度高、高速性能好、抗鍋仔能力強、低速運行平穩(wěn)、發(fā)熱和噪音明顯降低。然后按照方案一的方法把電機裝入半圓柱體中，這樣看起來美觀，也可以避免灰塵的落入，減少電機的損害。 四、預期成果： (1)、完成機器人第三關節(jié)模塊設計； (2)、正確連接各種信號線； (3)、編制程序進行調試。 五、進度安排： 14.12.11～14.12.20 查資料定方案，撰寫開題報告； 14.12.21～15.03.31開發(fā)調試準備，配件采購，機器人三關節(jié)裝配圖設計； 15.04.01～15.05.22信號分析與系統(tǒng)連接，并繪制電路圖； 15.05.23～15.05.30完成設計說明書。規(guī)范化整理文檔，準備答辯。 六、主要參考文獻： [1]孫漢卿，吳海波．多關節(jié)機器人原理與維修[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2004． [2] 黃鶴濘．機械制造裝備[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005． [3] 鄒青．機械制造技術基礎課程設計指導教程[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2004． [4] 周伯英.工業(yè)機器人設計[M].機械工業(yè)出版社，1995.． [5]盧秉恒. 機械制造技術基礎 [M]. 機械工業(yè)出版社,2011. [6] 黨志宏．機器人制作入門攻略[M]．北京：人民郵電出版社，2013． [7] 謝里陽．現(xiàn)代機械設計方法[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2002． [8] 林以敏．機器人制作 [M]． 北京：機械工業(yè)出版社， 2004． [9] 劉品，張也晗．機械精度設計與檢測基礎[M] ．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)出版社，2003． [10] 清弘智昭，鈴木升，劉本偉.機器人制作寶典[M].北京：科學出版社，2002. [11] 城井田勝仁.機器人組裝大全[M].北京：科學出版社，2002. [12] 邁克·普瑞德科.機器人控制與程序設計[M].北京：科學出版社，2004. [13] 麥庫姆.機器人本體制作指南[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006. [14]IFR. Word Rbotics 2010 Report[R] .2010. 7(5) [15]Jianqiu Zhang,Yong. Yon.On-Line continuous measurement ofparticle size using electrostatic sensors[J].Powder Technology.2003.8(1). [16]KUKA Roboter GMBH.KUKA Typenubersicht[R].KUKA Roboter GMBH.2011.22(5). [17]MA Zhi-yan, CHEN You-ping, LI Jian-jin, ZHAO Yao-jing.Method oftriangular mesh modeling in numerical control machining simuation[J].JOURNAL OF CENTRAL SOUTH UNIVERSITY OF TECHNOLOGT(ENGLTSH EDITION),2010,17(5). 指導教師意見（對課題設計（研究）內容的深度、廣度及設計（研究）方案的意見和對畢業(yè)設計（論文）結果的預測等） 指導教師簽名： 年 月 日 系（教研室）審核意見： 系主任簽名： 年 月 日 注：開題報告應在指導教師指導下由學生填寫，經(jīng)指導教師及系審核后生效。 江蘇理工學院 2015 屆畢業(yè)設計（論文）任務書本文件需要正反面打印，只能1頁。打印文稿請全部刪除或隱藏批注 學 院 機械工程學院 班 級 11機制1 姓 名 徐海琦 題 目 設計 機器人三關節(jié)模塊研制題目長度不得影響美觀，若影響美觀，請自行調節(jié)各格子長度。設計題目在所有畢業(yè)設計資料文件中，必須完全一致，不允許相差哪怕一個字。 題目字數(shù)要適當，一般不宜超過20個漢字。 指導教師 朱巧榮 論文 主要內容及基本要求 一、主要內容： 1、開發(fā)調試準備，配件采購 2、機器人三關節(jié)結構設計，繪制裝配圖及立體模型 3、加工工藝及數(shù)控程序設計，非標件零件圖設計 4、信號分析與系統(tǒng)連接，并繪制電路圖 5、撰寫畢業(yè)設計說明書，整理全部有關資料文檔 二、基本要求： 1、裝配圖符合規(guī)范 2、系統(tǒng)接線正確 3、畢業(yè)設計說明書全部資料文檔符合規(guī)范 設計（研究）條件及預期目標 一、設計（研究）條件： 現(xiàn)有3軸伺服機構多套，工業(yè)機器人多個，可供參考。 二、設計預期目標： 1、完成機器人三關節(jié)模塊的設計 2、正確連接各種信號線 3、編制程序進行調試 進度安排 起 止 日 期 內 容 14.12.11～14.12.20 14.12.21～15.03.31 15.04.01～15.05.22 15.05.23～15.05.30 與開題報告內的時間完全一致 查資料定方案，撰寫開題報告 開發(fā)調試準備，配件采購，機器人三關節(jié)裝配圖設計 信號分析與系統(tǒng)連接，并繪制電路圖 完成設計說明書。規(guī)范化整理文檔，準備答辯 參 考 文 獻 [1] 李道霖．電氣控制與PLC原理及應用 西門子系列[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2004．格式要求請閱讀“格式與要求” 文件夾內的相應文件 [2] 李辛，蒒欽林．電氣設計禁忌500例[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005． [3] 何寧．數(shù)控原理與應用[M]．重慶：重慶大學出版社，2004． [4] 徐衡．數(shù)控機床故障維修[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2005． [5] 葉伯生．數(shù)控加工編程與操作[M]．武漢：華中科技大學出版社，2012． [6] 黨志宏．數(shù)控機床操作與維護[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2002． [7] 余仲裕．數(shù)控機床維修[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2002． [8] 王侃夫．數(shù)控機床故障診斷及維護[M]． 北京：機械工業(yè)出版社， 2004． [9] 孫志永，趙硯江．數(shù)控與電控技術[M] ．北京：機械工業(yè)出版社，2003． [10] 蔡崧．傳感器與PLC編程技術基礎[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2008． 指導教師（簽名）：_________ 2015年 12 月11 日所有文件的日期中藍色部分可先空著，學校將有統(tǒng)一的公布 系（教研室）審核意見 符合畢業(yè)設計立題要求，同意立題。 系主任（簽名）：__________ 2015年 12 月11 日 說明：畢業(yè)論文任務書由指導教師根據(jù)課題的具體情況填寫，經(jīng)系部審核并由系主任簽字后生效。此任務書在畢業(yè)論文開始前一周內填寫并發(fā)給學生。