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換刀機器人機械設計

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更新時間：2014-04-07
發布人：649829230

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摘要

在當今大規模制造業中，企業為提高生產效率，保障產品質量，普遍重視生產過程的自動化程度，機械手作為自動化生產線上的重要成員，逐漸被企業所認同并采用。機械手的技術水平和應用程度在一定程度上反映了一個國家工業自動化的水平，目前，機械手主要承擔著焊接、噴涂、搬運以及堆垛等重復性并且勞動強度極大的工作，工作方式一般采取示教再現的方式。
本文將設計一臺四自由度的機械手，主要的功用就是自動換刀。首先，本文將設計機器人的底座、大臂、小臂和機械手的結構，然后選擇合適的傳動方式、驅動方式，搭建機器人的結構平臺；在此基礎上，本文將設計該機器人的控制系統，包括數據采集卡和伺服放大器的選擇、反饋方式和反饋元件的選擇、端子板電路的設計以及控制軟件的設計，重點加強控制軟件的可靠性和機器人運行過程的安全性，最終實現的目標包括：關節的伺服控制和制動問題、實時監測機器人的各個關節的運動情況、機器人的示教編程和在線修改程序、設置參考點和回參考點。

關鍵詞：機械手，示教編程，伺服，制動
目錄
第1章引言 3
1.1機械手分類……………………………………………………….3
1.2機械手的組成 6
1.3 應用機械手的意義 9
1.4 機械手的現狀 9
1.5 工業機械手在生產中的應用 12
1.6機械手的組成 13
1.7 課題要求 14
第2章機械手的結構設計 16
2.1手部結構 16
2.1.1手部設計基本要求 16
2.1.2典型的手部結構 16
2.1.3機械手手抓的設計計算 16
2.1.4 機械手手抓夾持精度的分析和計算 21
2.1.5彈簧的計算 21
2.2 系統的組成 23
2.3 總體技術方案 23
2.4腕部結構的設計 24
2.5 臂部 30
2.5.1臂部的結構形式 30
2.5.2臂部機構的導向裝置 31
2.6 機械手機身的設計計算 33
2.6.1機身的整體設計 34
2.6.2機身回轉機構設計的計算 35
2.6.3機身升降機構計算 38
2.6.4軸承選擇分析 41
2.7 驅動方式 42
2.8 傳動方式 43
2.9 制動器 45
設計小結 47
致謝 48
參考文獻 49
附錄1 50
附錄2 54
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