目录

1.1工业机器人研究的目的和意义

1. 驱动方式的改变

2. 信息处理速度的提高

3. 传感器技术的发展

1.2工业机器人在国内外的发展现状与趋势

1．工业机器人机械系统性能的提高。

1.3工业机器人的分类

1.3.1按作业用途分类

1.3.2按操作机的运动形态分类

1.3.3按机器人的负荷和工作范围分类

1.3.4按机器人具有的运动自由度数分类

1.4本课题研究的主要内容

第二章  总体设计方案确定

2.1结构设计概述

2.2基本设计参数

2.4.1传动方案分析

2.4.2 伺服驱动与步进驱动的比较

第三章　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气动手爪的选型计算

3.3手爪驱动气缸设计计算

3.4进给丝杠的设计计算：

3.5驱动电机的选型计算

3.5.1手爪旋转电机的选型计算

3.5.2滑动丝杠驱动电机的选型计算

3.5.3小臂驱动电机的选型计算

3.5.4大臂驱动电机的选型计算：

小臂驱动电机关于大臂驱动轴的转动惯量

3.6手臂强度校核

第四章 搬运机器人的控制系统

4.1机器人控制系统分类

4.2控制系统方案设计

4.2.1控制系统方案分析

4.2.2控制系统特点

1. 编程方法简单

2．控制系统结构简单，通用性强

3．抗干扰能力强

4．可靠性高

5．体积小、结构紧凑，安装、维护方便

4.3机器人的控制系统方案确定

4-1 交流伺服系统控制框图

4.4 PLC及运动控制单元的选型

1、 单元号设置开关

2、 连接器

第五章 结论与展望

致 谢

第一章 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(CIMS)的自动化工具。广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与数量,而且保障人身安全、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。和计算机、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。

20世纪80年代以来，工业机器人技术逐渐成熟，并很快得到推广，目前已经在工业生产的许多领域得到应用。在工业机器人逐渐得到推广和普及的过程中，下面三个方面的技术进步起着非常重要的作用。

1. 驱动方式的改变

20世纪70年代后期，日本安川电动机公司研制开发出了第一台全电动的工业机器人，而此前的工业机器人基本上采用液压驱动方式。与采用液压驱动的机器人相比，采用伺服电动机驱动的机器人在响应速度、精度、灵活性等方面都有很大提高，因此，也逐步代替了采用液压驱动的机器人，成为工业机器人驱动方式的主流。在此过程中，谐波减速器、R V减速器等高性能减速机构的发展也功不可没。近年来，交流伺服驱动已经逐渐代替传统的直流伺服驱动方式，直线电动机等新型驱动方式在许多应用领域也有了长足发展。

2. 信息处理速度的提高

机器人的动作通常是通过机器人各个关节的驱动电动机的运动而实现的。为了使机器人完成各种复杂动作，机器人控制器需要进行大量计算，并在此基础上向机器人的各个关节的驱动电动机发出必要的控制指令。随着信息技术的不断发展，C P U的计算能力有了很大提高，机器人控制器的性能也有了很大提高，高性能机器人控制器甚至可以同时控制20多个关节。机器人控制器性能的提高也进一步促进了工业机器人本身性能的提高，并扩大了工业机器人的应用范围。近年来，随着信息技术和网络技术的发展，已经出现了多台机器人通过网络共享信息，并在此基础上进行协调控制的技术趋势。

3. 传感器技术的发展

机器人技术发展初期，工业机器人只具备检测自身位置、角度和速度的内部传感器。近年来，随着信息处理技术和传感器技术的迅速发展，触觉、力觉、视觉等外部传感器已经在工业机器人中得到广泛应用。各种新型传感器的使用不但提高了工业机器人的智能程度，也进一步拓宽了工业机器人的应用范围。

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