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博观而约取，厚积而薄发。——苏轼

工业机器人

摘要

在当今大规模制造业中，企业为提高生产率，保障产品质量，普遍重视生产

过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上重要的成员，逐渐被企业所

认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工

业自动化的水平。目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重

复性并且劳动程度极大的工作，工作方式一般采取示教在线的方式。矚慫润厲钐瘗睞

枥庑赖。

本文将设计一台圆柱坐标型的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，

本文将设计机器人的大臂、小臂、底座和机械手的结构，然后选择合适的传动方

式、驱动方式，搭建机器人的结构平台：在此基础上，本文将设计该机器人的控

制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、以

及控制元件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最

终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的

运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。聞創沟燴

鐺險爱氇谴净。

海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。——林则徐

老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。——唐·王勃

目录

摘要

1绪论…………………1

1.1工业机器人研究的目的和意义…………………1

1.2工业机器人在国内外的发展现状与趋势……..

1.3工业机器人的分类

1.4本课题研究的主要内容

2总体方案的确定

2.1结构设计概述

2.2基本设计参数

2.3工作空间的分析

2.4驱动方式

2.5传动方式确定

3搬运机器人的结构设计

3.1驱动和传动系统的总体结构设计

3.2手爪驱动气缸设计计算

3.3进给丝杠的设计计算

百川东到海，何时复西归?少壮不努力，老大徒伤悲。——汉乐府

3.4驱动电机的选型计算

3.5手臂强度校核

4搬运机器人的控制系统

4.1机器人控制系统分类

4.2控制系统方案分析

4.3机器人的控制系统方案确定

4.4PLC及运动控制单元选型

5结论与展望

致谢

博观而约取，厚积而薄发。——苏轼

1绪论

1.1工业机器人研究的目的和意义

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先

进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上

第一台工业机器人以来，机器人技术及其产品

发展很快，已成为柔性制造系统（FMS）、自动

化工厂（ＦＡ）、计算机集成制造系统（ＣＩＭ

Ｓ）的自动化工具。广泛采用工业机器人、不

仅提高产品的质量与数量而且也保障人身安

全、改善劳动环境、减轻劳动强度、提高劳动

生产率、节约材料消耗以及降低生产成本有着

十分重要的意义。与计算机、网络技术一样，

工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。