工业机器人的结构设计.doc

南昌航空大学科技学院学士学位论文 1 引言 在加速科技进步中，机械制造业的发展起着关键的作用，其任务是在工业生产中迅 速将工艺装备的独立单元变为自动化综合体（自动化工段，生产线和自动化车间）， 将来甚至实现自动化工厂。这种自动化生产最重要的特点是具有柔性，它能预料到， 在 节当 省代 劳柔 力性 （自 或动 无化 人生 ）产 情的 况建 下立，和根广据泛工应艺用条，件取调决整于装作配为，科以技适进应步多的种催产化品剂生的产机。床 制 造、机器人技术、计算机技术、微电子技术、仪器制造等技术的加速发展。工业机器 人是多品种的经常更换产品的生产过程自动化的通用手段。在机械制造中，工业机器 人既有效地用于柔性生产系统组成工艺装备的基本工序中，也有效地用于辅助操作 中。工业机器人与传统自动化手段不同之处，首先在于它在各种生产功能上的通用性 和重新调整的柔性。在柔性生产系统中，工业机器人广泛应用于数控机床、锻压机床、 铸造机械和仓储设备上，以完成传送装备和其它操作。工业机器人和基本工艺装备、 辅助手段以及控制装置一起形成各种不同形式的机器人技术综合体—柔性生产系统 基本随结着构工模业块技。术和经济的惊人发展，标志着多品种中、小批量生产必威体育精装版水平的 （柔性制造系统），FA（工厂自动化）技术更加引人注目；作为 FMS、FA 技术重要 FMS 组成之一的工业机器人技术也将得到迅速发展。应用工业机器人是提高生产过程自动 化，改善劳动环境条件，提高产品质量和生产效率手段之一。 本次设计是根据对工业六自由度机器人的总体结构及传动系统的分析和探讨，进行三 自由度工业机器人的结构设计。关键在于三轴（臂）的传动系统的设计以及整体的结 构 设在计设，计避中免许运瑛动老的师干给涉予。了在很本大次的设指计导中和主帮要助负，责在第此一谨臂致与谢底意座。的 结 构 设 计 。 限于水平，本设计难免有缺点、错误，恳请各位老师批评指正。 １ 南昌航空大学科技学院学士学位论文 1.1 选题的依据及意义： 在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。化工等连续性生产 过用 程机 的床 自是 动大 化批 量已生基 产本 自得 动到 化解的决 有。但效在办机法械；程工 控业 机中 床，加、数工 控、装机 配床 等、加生工产中是心不 等连自续动的 化。 机专 械量 是的 有装 效卸地、搬解运决 、多装品配种等小作批业量，生有 产待自于 动进 化一 的步 重实要现办机法械 。化但。除机切器削人加的工出本现身并 外得 ，到还应有用大， 为这些 “作工业业的机机器械人化”奠（定I n了du良st好ri的al基R础ob。ot）：多数是指程序可变（编）的独立的自动 抓取 、机搬器运人工是件一、种操具作有工人具体的上装肢置的（部国分内功称能作，工 工业 作机 程器 序人固或定通的用自机动器化人装）。置 。 机 器 人 具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。目前我国常 把具有而上少述自特 由点 度的 工机 业器 机人 械称人为 中专大用 多机 数器 为人 机， 械而手把，工而业机机械械手人机称器为人通主用要机 由器 手人部。和运动 机重 构量 组、材成料。和手作部业是要用求来而抓有持多工 种件 结（ 构或 形工 式具 ，）如的夹部 持件型， 、根托据持被型抓和持吸物附件型的等形。状运、动尺机寸构、， 使的手位部置和完姿成势各 。种运转动动 机（ 构摆的动升）、降移、动伸或缩复、旋合转运 等动独来立实运现动规方定式的 ，动称作为，机改械变手被的抓自持由物度件。 为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有 6 个自由度。自由度是机 械手设计的 关般专键用参机数械。手自有由 度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一 2～3 个自由度。 机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手； 按制适和用连范续围轨可迹分控为制专机用械机手械等手。和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控 ２ 南昌航空大学科技学院学士学位论文 1.2 国内外研究概况 机器人工程是近二十多年来迅速发展起来的综合学科。它集中了机械工程、电子工 程学 、技 计术 算发 机展 工最 程活、跃自的 动领控域制之工一程，以也 及是 人我工国智科 能技等界多跟种踪学国科际的高最科新技研发究展成的果重 ，要是方当面代。 科工 业许 机多 器国人家的的研广究泛 、重制视造。和应用水平，是一个国家科技水平和经济实力的象征，正受到 目前，工业机器人的定义，世界各国尚未统一，分类也不尽相同。最近联合国国际 标编准程化的组多织功采能纳操 作了装美置国，机可器以人通协过会改给 变工 动业 作机 程器 序人 ，下来的完定成义各：工种业工机作器，主