噴漆機(jī)器人的設(shè)計說明書[帶圖紙].pdf

I摘要隨著中國加入世貿(mào)組織，國內(nèi)的噴漆行業(yè)面臨著一個非常嚴(yán)峻的問題，就是如何引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)提高生產(chǎn)率，其中就有噴漆機(jī)器人技術(shù)的引進(jìn)和開發(fā)。在噴漆操作中產(chǎn)生的煙霧、有毒氣體和灰塵等對人體的健康有影響，另一個原因是有些噴漆部位人很難進(jìn)行操作或者根本不能操作，基于上述的原因國內(nèi)的廠家迫切需要用噴漆機(jī)器人代替人進(jìn)行噴漆作業(yè)。本次設(shè)計的“噴漆機(jī)器人”就是為了解決這些問題。該機(jī)器人不但能代替人在危險或有毒害的工作環(huán)境中穩(wěn)定的工作，而且它又巧妙地解決了噴漆線中某些復(fù)雜部位的噴漆。它有五個自由度，運轉(zhuǎn)靈活，手腕的兩個自由度控制直接決定了噴漆的質(zhì)量和效率。這次機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計是機(jī)器人設(shè)計中重要的部分，它是根據(jù)生產(chǎn)中的實際問題而采取的有效方法，不僅具有理論研究價值，而且具有現(xiàn)實意義。它可以打開我國的機(jī)器人生產(chǎn)品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本高，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定的僵局。關(guān)鍵詞：噴漆機(jī)器人；結(jié)構(gòu)設(shè)計；大臂；小臂IIAbstractFollowingChinajoiningintheWTO,spray-paintofindustryinourcountryfacesamachineforveryrigorousproblemwhateverintroduceintoadvancedtechnologytoincreaseproductivity，spray-paintrobottechnologysintroduceintoandopenout.Smog、toxicantanddustaffectGodsimagehealthinthecourseofthespray-paint,toalldoharmtothehumanbodytoissometospray-paintthepartpersonverydifficultproceedingoperationortherootcantoperate,baseonupperreasonthatinternalfactoryisaimpendencethingthatrequiretousespray-paintrobotforreplacingmantojoiningwork.Thedesignofthespray-paintrobotaimtoresolvetheseproblem.Itcannotonlyreplacethepersonattheworkthatdangerousorpoisonousharmtoinsidesteady,anditisagainskillfullytoresolvethespray-paintofsomeandcomplicatedpartofinsideofspray-paintline.Twofreedegreecontrolsthatithavefivefreedegrees,revolvesisvivid,andthewristcometoadecisiontheweddingsquantitywiththeefficiency.ThetotalconstructiondesignofrobotofthisArcspray-paintisaArcspray-paintrobotthesysteminsideisextremelyimportantathepart,itisaccordingtothevalidmethodthatactualproblemwithinproductionandthenadopt,andnotonlyhavethetheoriesresearchthevalue,butalsohavetherealisticmeaning.itcanopenthedeadlockofourcountrysrobotslotsofvarietystandards,littleofbatch,lownessofpartsgeneraluse,thelongcycleofsupply,thehighcost,andthatthequalityanddependabilityisunsteadiness.Keywords:Paintmachine；structuraldesign；bigarm；forearmIII目錄摘要.IAbstract.II第1章緒論.11.1概述.11.2工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成及分類.21.2.1工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成.21.2.2機(jī)器人的分類.31.3研究工業(yè)機(jī)器人的意義和目的.51.3.1研究工業(yè)機(jī)器人的意義.51.3.2研究工業(yè)機(jī)器人目的.8第2章噴漆機(jī)器人的方案設(shè)計.102.1確定驅(qū)動系統(tǒng).102.2確定驅(qū)動機(jī)型和自由度.102.3確定傳動方式.112.4確定運動桿長和各軸的運動范圍.112.5確定臂桿結(jié)構(gòu)和平衡方式.12第3章噴漆機(jī)器人結(jié)構(gòu)及傳動系統(tǒng)設(shè)計.133.1底座及腰部設(shè)計.133.1.1腰部傳動系統(tǒng)設(shè)計.133.1.2箱體設(shè)計.253.2大臂及小臂設(shè)計.263.2.1大臂驅(qū)動部分的設(shè)計.263.2.2小臂驅(qū)動部分的設(shè)計.353.2.3選擇減速器.37IV3.2.4同步帶的設(shè)計計算.393.3腕部設(shè)計.41第4章工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng).434.1控制特點與分級.434.1.1工業(yè)機(jī)器人的控制有如下特點.434.1.2機(jī)器人控制系統(tǒng)分級.444.2運動控制方式.454.2.1點位控制方式.454.2.2連續(xù)軌跡控制方式.464.3控制裝置的軟件系統(tǒng).484.3.1噴漆機(jī)器人軟件系統(tǒng).484.3.2噴漆機(jī)器人噴漆系統(tǒng).49結(jié)論.50致謝.51參考文獻(xiàn).521第1章緒論1.1概述工業(yè)機(jī)器人是工業(yè)制造及物流自動化中的重要裝置之一，是當(dāng)今世界新技術(shù)革命的一個重要標(biāo)志。工業(yè)機(jī)器人是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它大體上分解為四個部分：機(jī)器人本體、末端執(zhí)行器、傳感器和控制器1。在科技界，科學(xué)家會給每一個科技術(shù)語一個明確的定義，但機(jī)器人問世已有幾十年，機(jī)器人的定義仍然仁者見仁，智者見智，沒有一個統(tǒng)一的定義。原因之一是機(jī)器人還在發(fā)展，新的機(jī)型，新的功能不斷涌現(xiàn)。根本原因主要是因為機(jī)器人涉及到了人的概念，成為一個難以回答的哲學(xué)問題。就像機(jī)器人一詞最早誕生于科幻小說之中一樣，人們對機(jī)器人充滿了幻想。也許正是由于機(jī)器人定義的模糊，才給了人們充分的想象和創(chuàng)造空間。而我國科學(xué)家對機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)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(jī)器”2。在研究和開發(fā)未知及不確定環(huán)境下作業(yè)的機(jī)器人的過程中，人們逐步認(rèn)識到機(jī)器人技術(shù)的本質(zhì)是感知、決策、行動和交互技術(shù)的結(jié)合。隨著人們對機(jī)器人技術(shù)智能化本質(zhì)認(rèn)識的加深，機(jī)器人技術(shù)開始源源不斷地向人類活動的各個領(lǐng)域滲透。結(jié)合這些領(lǐng)域的應(yīng)用特點，人們發(fā)展了各式各樣的具有感知、決策、行動和交互能力的特種機(jī)器人和各種智能機(jī)器，如移動機(jī)器人、微機(jī)器人、水下機(jī)器