机械毕业设计（论文）答辩-喷漆机器人-机身系统设计.ppt

喷漆机器人设计-机身系统设计 汇报人： 1 绪 论 随着人类科技的进步，社会经济的发展，机器人学成为近几十年来迅速发展的一门综合学科。它体现了光机电一体化技术的必威体育精装版成就，机器人作为其中的佼佼者更是发挥了不可磨灭的作用。 1.1机器人的特点 1机器人能进行自动化生产，降低成本。就本次设计的喷漆机器人而言，它能不间断的搬运零件和各种材料的输送。 2机器人能使产品品质稳定，减少人工污染。人工生产会使产品质量受工人状态起伏而影响。 3机器人能改善劳动条件，避免各种工伤。在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，人工操作会有危险，机器人能代替人工作，改善了人们的劳动条件。 4机器人能持久、耐劳，可以把人从繁重的劳动中解放出来，人在连续工作几个小时后，总会感到疲劳或厌倦，以机器人代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。 5机器人的灵活性、通用性强。它能通过更换部件来适应不同产品的生产。 1.2机器人的组成 工业机器人是由执行机构、驱动机构和控制机构三部分组成。 一般机器人的执行机构由手部或者叫抓取部分、腕部、臂部、缓冲与定位，还有行走机构组成。 驱动机构主要有液压驱动、气动驱动、电动驱动和机械驱动等形式。不过目前还是以液压和气动用的最多。 机器人的控制方式有点动和连续控制两种方式。大多数是用插销板进行点位程序控制，也有采用可编程序控制器控制、微型计算机数字控制，采用凸轮、磁盘磁带、穿孔卡等记录程序。主要控制的是坐标位置，并注意其加速度特性。 1.3喷漆机器人 喷漆机器人又叫喷涂机器人（spray painting robot）， 是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人，1969年由挪威Trallfa公司（后并入ABB集 团）发明。喷漆机器人主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成，液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源，如油泵、油箱和电机等。 1.4 本文研究主要内容 通过利用网络工具、图书馆的书籍和各类期刊、杂志查阅了解喷漆机器人的相关知识，确定本设计符合要求，满足需要。具体设计方法如下： 1、查阅资料、结合所学专业课程，产生喷漆机器人结构设计的基本思路； 2、查阅各类机械机构手册，确定合理的喷漆机器人结构； 3、根据给定技术参数来选择合适的手部、腕部、臂部等部位； 4、重点对驱动机构及控制机构进行设计研究； 5、通过研究国内外情况，确定本设计课题的重点设计； 6、完成2D装配图的设计和绘制，并由此绘制零件图； 7、编写设计说明书； 8、检查并完善本设计课题。 2 机器人机构总体方案设计 本文的重要任务是完成喷漆机器人的设计，本章内容是围绕喷漆机器人机构设计任务来展开，介绍喷漆机器人执行机构设计思路。 2.1喷漆机器人的基本技术参数确定 技术参数主要有自由度、坐标形式的选择。 2.1.1自由度 一般通用喷漆机器人有5～6个自由度即可满足使用要求（其中臂部有3个自由度，腕部和行走装置有2～3个自由度），专用喷漆机器人有1～2个自由度即可满足使用要求。 2.1.2坐标形式的选择 喷漆机器人的坐标形式主要可分为：直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型另外还有比较复杂的SCARA型和并联型。 1直角坐标型喷漆机器人 2圆柱坐标型喷漆机器人 3球坐标型机器人 4关节坐标型喷漆机器人 图2. 1喷漆机器人的坐标形式 图2.2 喷漆机器人基本形式示意图 2.2 喷漆机器人材料的选择 机器人手臂的材料应根据手臂的实际工作情况来进行选择，在满足机器人的设计和运动要求前提下。 机器人手臂选用的材料与一般的结构材料不同。机器人手臂是要受到控制的，必须考虑它的可控性。在选择手臂材料时，可控性还要和材料的可加工性、成本、质量等性质一起考虑。 总之，选择机器人手臂的材料时，要综合考虑强度、刚度、重量、弹性、抗震性、外观及价格等多方面因素。 2.3机械臂的运动方式 考虑到喷漆机器人的作业特点，即要求其动作灵活、有较大的工作空间、且要求结构紧凑、占用空间小等特点，故选用关节型喷漆机器人。这类喷漆机器人一般由2个肩关节和1个肘关节进行定位，由2个或3个腕关节进行定向. 图2.4 常见的运动方式 2.4喷漆机器人的驱动元件 在机器人驱动系统中，电气驱动是利用各种电动机产生的力或力矩，直接或经过减速机构去驱动机器人的关节，来获得动力。电气驱动主要有步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机、直线电动机以及最近几年出现的超声波电机和HD电动机等几种 。 对几种机器人常用电机的分析和比较，综合考虑本文喷漆机器人臂并不要求有很高的扭矩，但是要求有较高精度并要求能够快速启动和制动，所以选择应用较为广泛的步进电机作为驱动电机。 2.5 机构整体设计 综合考虑喷漆机器