搬运机器人毕业设计
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四自由度工业机器人毕业设计摘要近二十年来,机器人技术发展非常迅速,各种用途的机器人在各个领域广泛获得应用。
我国在机器人的研究和应用方面与工业化国家相比还有一定的差距,因此研究和设计各种用途的机器人特别是工业机器人、推广机器人的应用是有现实意义的。
本文简要介绍了工业机器人的概念,机器人的组成和分类,机器人的自由度和坐标形式,气动技术的特点。
对机器人进行总体方案设计,确定了机器人的坐标形式和自由度,确定了机器人的技术参数。
同时,设计了机器人的夹持式手部结构,设计了机器人的手腕结构,计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩。
设计了机器人的手臂结构。
设计出了机器人的气动系统,绘制了机器人气压系统工作原理图,对气压系统工作原理图的参数化绘制进行了研究,大大提高了绘图效率和图纸质量。
关键词:工业机器人,机器人,气动,单片机控制ABSTRACTIn the past twenty years, robotic technology is developing very fast, all sorts of use robots in various fields can be used widely. Our country in the research and application of robots and industrial countries, there is still a gap compared, therefore, the research and design various USES robots especially industrial robots, promote the use of robots is a realistic significance.This paper briefly introduces the concept of industrial robot, robot, robot composition and classification of freedom and coordinates, the characteristics of pneumatic technology. The general scheme design of robot, robot was determined, and freedom of coordinates the technical parameters of robot was determined. Meanwhile, the design of the robot hand gripping type of the robot structure, design wrist structure, calculated the wrist rotation for driving moment and rotary cylinder driving moment. Design a robot arm structure.Designed a robot pneumatic system, painted robots working principle diagram, pneumatic system of pneumatic system working principle diagram parametric drawing was studied, and greatly improve the efficiency of drawing and drawings quality.Keywords: industrial robot, pneumatic, SCM control第一章绪论随着计算机技术的不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,工业机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。
机械手完整毕业设计论文毕业论文(设计)(范文)课题名称 ______________________ 学生姓名______________ 学号_______________ 系部 _________________ 专业年级 _________________________指导教师 ___________________________20XX年XX 月在当今大规模制造业中,企业为提高生产效率,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的重要成员,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,H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强度极大的丄作,工作方式一般釆取示教再现的方式。
本文将设计一台四自由度的工业机器人,用于给冲压设备运送物料。
首先,本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构,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、端子板电路的设讣以及控制软件的设计,重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性,最终实现的口标包括: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。
关键词:机器人,示教编程,伺服,制动ABSTRACTIn the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on 什w automation degree of the production process in order to enhance theproduction efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises・ The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jops of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way.In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used tocarry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software・Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running・ The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring 什】e movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point・KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake目录第1章绪论 (3)1.1机器人概述 (4)1.2机器人的历史、现状 (4)1.3机器人的发展趋势 (4)第2章机器人实验平台介绍及机械手的设计 (3)2.1自由度及关节 (4)2.2基座及连杆 (4)2.2. 1 基座 (7)2.2.2大臂 (7)2.2.3小臂 (7)2.3机械手的设计 (4)2.4驱动方式 (4)2.5传动方式 (4)2.6制动器 (4)第3章控制系统硬件 (4)3.1控制系统模式的选择 (4)3.2控制系统的搭建 (4)3.2. 1工控机 (4)3.2.2数据采集卡 (4)3.2.3伺服放大器 (4)3.2. 4 端子板 (4)3.2. 5电位器及其标定 (4)3.2. 6 电源 (4)第4章控制系统软件 (4)4.1预期的功能 (4)4.2实现方法 (4)4. 2. 1实时显示各个关节角及运动范围控制 (4)4. 2. 2直流电机的伺服控制 (4)4. 2.3电机的自锁 (4)4. 2. 4示教编程及在线修改程序 (4)4. 2. 5设置参考点及回参考点 (4)第5章总结 (4)5.1所完成的工作 (4)5.2设计经验 (4)5.3误差分析 (4)5.4可以继续探索的方向 (4)致谢 (4)参考文献 (4)1.1机器人概述在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
目录1绪论 01.1研究背景及意义 01.2国内码垛机器人的研究现状 (1)1.3码垛机器人的发展趋势 (3)2设计方案 (3)2.1设计要求 (3)2.2 机构组成 (4)2.3码垛机器人路径规划 (4)3起升机构设计计算 (6)3.1 起升机构电机选择 (6)3.1.1 起升机构电机容量选择 (6)3.2 起升机构钢丝绳选择选择与计算 (7)3.2.1钢丝绳绳经的选择............................................................ 错误!未定义书签。
3.3卷筒的设计与计算 (8)3.4 起升机构减速器选择 (9)3.5起升机构联轴器的选择 (11)4旋转机构设计计算 (12)4.1旋转机构电机选择 (12)4.2旋转机构减速器选择 (14)4.3旋转机构联轴器的选择 (16)4.4旋转机构齿轮传动设计 (17)4.5旋转机构齿轮传动强度校核 (19)4.6旋转机构轴的设计计算 (21)4.6.1最小轴径确定.................................................................... 错误!未定义书签。
4.6.2二轴的结构设计及强度校核............................................ 错误!未定义书签。
4.6.3二轴上深沟球轴承校核.................................................... 错误!未定义书签。
5堆垛机构设计计算. (24)5.1堆垛机构电机选择 (24)5.2堆垛机构平台设计 (27)5.3槽轮机构设计 (27)5.4堆垛机构减速器的选择 (28)5.5堆垛机构联轴器的选择 (29)5.6堆垛机构轴最小直径计算 (30)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (31)1绪论1.1研究背景及意义随着现代社会科技水平日新月异的变化,机器人技术已经渗透到人类生活中的方方面面,演着不可替代的角色。
工业机器人毕业设计工业机器人是一种能自动执行各种工业操作的机器人,被广泛应用于生产线上的物料搬运、装配、焊接等工作。
本文对一种基于视觉导航的工业机器人进行毕业设计。
设计思路:本设计旨在实现工业机器人的视觉导航功能,使其能够根据预先设置好的路径自动导航到指定位置,并执行任务。
设计内容包括:硬件设计、软件设计和系统测试。
硬件设计:硬件设计主要包括工业机器人的机械结构、电子系统和传感器系统的设计。
机械结构部分需要满足载重要求,同时保证机器人能够自由运动。
电子系统包括主控制器、执行器和电源等组成,需要根据机械结构的要求进行选择和设计。
传感器系统主要用于机器人的感知能力,包括视觉传感器、距离传感器等,用于实现视觉导航。
软件设计:软件设计主要包括机器人的导航算法和控制系统的设计。
导航算法包括路径规划和障碍物避障两个模块。
路径规划模块根据输入的目标位置,通过算法计算出机器人需要经过的路径;障碍物避障模块通过传感器获取周围环境信息,根据算法决定机器人如何绕过障碍物。
控制系统设计主要包括机器人的姿态控制、速度控制和力控制等,确保机器人能够按照设定的路径准确导航。
系统测试:系统测试主要包括对机器人的导航能力、准确性和稳定性进行测试。
导航能力的测试主要是测试机器人能否按照预设的路径准确导航到指定位置;准确性测试主要是测试机器人到达目标位置的偏差;稳定性测试主要是测试机器人在导航过程中的平稳性和抗干扰能力。
预期结果:预期结果是实现一个能够实现视觉导航功能的工业机器人。
工业机器人能够根据设定的路径自动导航到指定位置,并执行任务。
导航能力准确、稳定,能够避免障碍物,执行任务的效率高。
结论:本设计实现了一个能够实现视觉导航功能的工业机器人。
通过硬件设计、软件设计和系统测试,确保机器人的导航能力、准确性和稳定性。
全套设计通过答辩优秀CAD图纸QQ 36396305XX学院毕业设计说明书(论文)作者: 学号:学院(系):专业:题目: 重载搬运机器人本体结构设计【六自由度机械手】2015 年5月全套设计通过答辩优秀CAD图纸QQ 36396305毕业设计说明书(论文)中文摘要机械手是一种典型的机电一体化产品,搬运机械手是机械手研究领域的热点。
研究搬运机械手需要结合机械、电子、信息论、人工智能、生物学以及计算机等诸多学科知识,同时其自身的发展也促进了这些学科的发展。
本文对一种使用在搬运机械手的结构进行设计,并完成总装配图和零件图的绘制。
要求对机械手模型进行力学分析,估算各关节所需转矩和功率,完成电机和减速器的选型。
其次从电机和减速器的连接和固定出发,设计关节结构,并对机构中的重要连接件进行强度校核。
关键词:结构设计,机器臂,关节型机械手,结构分析毕业设计说明书(论文)外文摘要目录1 绪论 (1)1.1 引言 (2)1.2 搬运机械手研究概况 (3)1.2.1 国外研究现状 (3)1.2.2 国内研究现状 (4)1.4 搬运机械手的总体结构 (5)1.5 主要内容 (5)2 总体方案设计 (6)2.1 机械手工程概述 (6)2.2 工业机械手总体设计方案论述 (7)2.3 机械手机械传动原理 (8)2.4 机械手总体方案设计 (8)2.5 本章小结 (10)3 机械手大臂结构设计 (1)3.1 大臂部结构设计的基本要求 (1)3.2 大臂部结构设计 (2)3.3 大臂电机及减速器选型 (2)3.4 减速器参数的计算 (3)3.5承载能力的计算 (7)3.5.1 柔轮齿面的接触强度的计算 (7)3.5.2 柔轮疲劳强度的计算 (7)3.6 轴的计算校核 (8)3.7 大臂的平衡设计 (11)3.7.1 弹簧的受力分析 (11)3.7.2 弹簧的设计计算 (14)4机械手小臂结构设计 (18)4.1 腕部设计 (18)4.2 小臂部结构设计 (31)4.3 小臂电机及减速器选型 (31)4.3.1.传动结构形式的选择 (32)4.3.2.几何参数的计算 (32)4.4 凸轮波发生器及其薄壁轴承的计算 (33)4.4.1柔轮齿面的接触强度的计算 (34)4.4.2柔轮疲劳强度的计算 (35)4.5 轴结构尺寸设计 (36)4.6 轴的受力分析及计算 (36)4.7 轴承的寿命校核 (37)5机械手机身结构设计.......................................................................... 错误!未定义书签。
搬运机械手(毕业设计)答辩搬运机械手(毕业设计)答辩尊敬的评委:大家好!我是搬运机械手毕业设计的设计者,今天很高兴来到这里参加答辩。
本次毕业设计的题目是:搬运机械手的设计与实现。
现在,我将从设计背景、设计思路、设计流程、设计结果、存在的问题与改善方案以及结论等方面介绍我的毕业设计。
一、设计背景随着制造业发展的迅速,机器人搬运是提高生产效率和质量的必然趋势,在各种工业场所如汽车、电子、食品、印刷和医药等行业都有广泛应用。
目前机器人搬运技术市场上的机器人手臂都是由不同的电机驱动旋转关节,传统机器人手臂的构造复杂,体积较大,且价格高昂,显然不符合生产企业的实际需要。
因此,设计一款小型、低成本、高效率的搬运机械手成为必然趋势。
二、设计思路本文的搬运机械手主要由组成件构成:机械臂、手爪和控制器。
机械臂和手爪主要用于搬运物品,控制器负责控制整个机器人的动作。
机械臂:由五个旋转关节组成,每个旋转关节由一个步进电机驱动。
旋转关节间使用机械臂联轴器进行紧固拼接,联轴器具有连接两个轴线、传递扭矩和补偿轴向位移的功能。
机械臂可以做出复杂的运动,以完成不同的操作任务。
手爪:手爪放置在机器人的末端,手爪可以是夹式的,也可以是磁铁式的。
本文采用的是夹式的手爪,其夹爪可以通过电机控制开闭动作。
控制器:采用基于单片机的控制器设计,控制器的主要功能是接收外部控制信号,然后通过给定的控制算法计算出各电机的控制参数,以控制整个机器人的运动状态。
本设计采用的是Atmega328P单片机,可实现串口通信以及完整的IO口控制。
控制器直接控制电机运动,从而完成了机械臂的运动控制。
三、设计流程本设计流程分为五个部分:机械结构设计、手爪设计、电机驱动电路设计、控制部分设计和整机调试。
1. 机械结构设计机械臂由五个旋转关节以及长度可调的“小手”组成。
机械臂的长度、重量和运动范围对机械结构设计至关重要。
2. 手爪设计手爪的结构和精度决定了机器人在搬运和放置物品时的稳定性。
机械手毕业设计
机械手毕业设计
机械手是一种能够模拟人类手臂运动的机器人系统。
它可以用于工业生产线上的装配、搬运和包装等任务,也可以用于医疗手术、危险环境作业等领域。
在本次毕业设计中,我将设计一个基于六自由度的机械手系统。
首先,我会进行机械手的结构设计。
根据需要,我选择六自由度机械手,这种类型的机械手可以模拟人类手臂的运动。
我将使用铝合金材料制作机械手的结构,这种材料轻便且耐用。
接下来,我将选择适合的电机和传感器系统。
电机是机械手运动的驱动力,传感器用于感知环境信息和机械手的轨迹位置。
为了确保机械手的精确性和稳定性,我会选择高精度的步进电机和光电编码器作为驱动和反馈装置。
然后,我将设计机械手的控制系统。
控制系统是机械手的大脑,负责将输入信号转化为电机动作并监控机械手的状态。
我打算使用单片机作为控制系统的核心,编写相应的控制程序以实现机械手的运动和任务完成。
最后,我会进行机械手的实验验证。
我将制作一个小型的实验平台,用于测试机械手的运动范围、负载能力和精确度等性能指标。
同时,我还会开发相应的控制软件,以便于对机械手进行控制和调试。
通过这次毕业设计,我希望能够深入了解机械手的原理和设计方法,提高自己的技术能力。
同时,我也希望通过设计一个可实际应用的机械手系统,为工业自动化和机器人技术的发展做出一点贡献。
6自由度机器人机械结构设计及路径规划摘要近二十年来,机器人技术发展非常迅速,各种用途的机器人在各个领域广泛获得应用。
我国在机器人的研究和应用方面与工业化国家相比还有一定的差距,因此研究和设计各种用途的机器人特别是工业机器人、推广机器人的应用是有现实意义的。
典型的工业机器人例如焊接机器人、喷漆机器人、装配机器人等大多是固定在生产线或加工设备旁边作业的,本论文作者在参考大量文献资料的基础上,结合任务书的要求,设计了一种小型的实现移动的六自由度串联机器人。
首先,作者针对机器人的设计要求提出了多个方案,对其进行分析比较,选择其中最优的方案进行了结构设计;同时进行了运动学分析,用D- H 方法建立了坐标变换矩阵,推算了运动方程的正、逆解。
机器人广泛应用于工业、农业、医疗及家庭生活中,工业机器人主要应用领域有弧焊、点焊、装配、搬运、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业。
总之,工业机器人的多领域广泛应用,其发展前景广阔。
关键词:机器人关节,运动学分析,工业机器人,自由度CONSTRUCTION DESIGN、KINEMATICS ANALYSIS OF SIX DEGREE OF FREEDOM ROBOTABSTRACTIn the past twenty years, the robot technology has been developed greatly and used in many different fields. There is a large gap between our country and the developed countries in research and application of the robot technology so that there will be a great value to study , design and applied different kinds of robots, especially industrial robots.Most typical industrial robots such as welding robot, painting robot and assembly robot are all fixed on the product line or near the machining equipment when they are working. Based on larger number of relative literatures and combined with the need of project, the author have designed a kind of small-size serial robot with 6 degree of freedom which can be fixed on the AGV to construct a mobile robot.First of all, several kinds of schemes were proposed according to the design demand. The best scheme was chosen after analysis and comparing and the structure was designed. At same time, The kinematics analysis was conducted, coordinate transformation matrix using D - H method was set up, and the kinematics equation direct solution and inverse solution was deduced, robots are widely used in industry, agriculture, medical and family life, the main application areas of industrial robot are complex operations includes welding, spot welding, assembly, handling, painting, inspection, palletizing, grinding polishing and Laser processing etc. In one word, the development prospects of widely used in many fields of industrial robots are broad.KEY WORDS:Robot joints,Kinematics Analysis,Industrial robot,Degree of freedom.目录前言 (1)第1章工业机器人介绍 (2)§1.1工业机器人概述. (2)§1.2 工业机器人的驱动方式 (3)§1.3 工业机器人的分类. (3)第2章工业机器人结构方案确定 (4)§2.1机器人自由度分配和手臂手腕构形 (4)§2.2传动系统布置 (5)§2.3方案描述 (6)第3章机械设计部分 (8)§3.1底座旋转台设计. (8)§3.1.1 电机选择...................................错误!未定义书签。
机电一体化毕业设计范文一、引言。
大家好!今天我要给大家讲讲我的机电一体化毕业设计——智能物料搬运机器人。
在现代工业生产中,物料搬运可是个大活儿,又累人又容易出错。
所以呢,我就想设计一个聪明的机器人来干这个活儿。
二、设计目标。
1. 精准定位:它得知道自己在哪儿,要去哪儿,不能像个没头的苍蝇到处乱撞。
2. 安全可靠:在工厂里有很多人和设备,机器人可不能到处乱撞,得稳稳当当、安安全全的。
3. 高效搬运:毕竟是来干活儿的,要是慢吞吞的,那可不行,得快速准确地把物料从一个地方搬到另一个地方。
三、总体设计方案。
# (一)机械结构设计。
1. 底盘。
底盘就像是机器人的脚,我选择了四轮驱动的底盘结构。
四个轮子能够提供更好的稳定性和机动性。
轮子采用了特殊的橡胶材质,有很好的摩擦力,这样机器人在行驶过程中就不容易打滑。
为了实现转向功能,我在底盘上安装了转向机构。
这个转向机构就像汽车的方向盘一样,可以控制机器人的行驶方向。
2. 机械臂。
机械臂是用来抓取和搬运物料的关键部件。
我设计的机械臂有三个关节,可以灵活地伸展和弯曲。
每个关节都由一个电机驱动,通过精确的控制算法,能够实现机械臂在三维空间中的精确定位。
在机械臂的末端,我安装了一个特制的夹具。
这个夹具可以根据不同物料的形状和大小进行调整。
对于方形的物料,可以使用夹板式夹具;对于圆形的物料,可以使用环抱式夹具。
# (二)控制系统设计。
1. 硬件部分。
控制器:我选用了一款功能强大的单片机作为机器人的大脑。
这个单片机可以处理各种传感器传来的信息,并且根据预先编写的程序控制机器人的行动。
传感器:为了让机器人能够感知周围的环境,我安装了多种传感器。
比如说,安装了激光雷达传感器,它就像机器人的眼睛一样,可以扫描周围的环境,构建出环境地图,这样机器人就能知道哪里有障碍物,哪里是安全的通道。
还安装了红外传感器,用于近距离检测障碍物,起到一个辅助的作用。
另外,在机械臂上安装了力传感器,当夹具抓取物料时,力传感器可以检测到抓取的力度,避免用力过大损坏物料或者用力过小抓不住物料。
abb机器人毕业设计ABB机器人毕业设计在现代科技的快速发展下,机器人技术正逐渐成为各个领域的热门话题。
ABB机器人作为全球领先的机器人制造商之一,其先进的技术和广泛的应用领域备受关注。
本文将探讨ABB机器人在毕业设计中的应用,以及其在工业自动化领域的潜力。
一、机器人在毕业设计中的应用随着机器人技术的不断发展,越来越多的学生选择将机器人应用于毕业设计项目中。
ABB机器人作为一种高性能、高精度的机器人系统,广泛应用于制造业、物流等领域,为毕业设计提供了丰富的创新空间。
1.1 机器人在制造业中的应用制造业是ABB机器人最常见的应用领域之一。
在毕业设计中,可以利用ABB机器人的高精度和灵活性,设计并实现各种自动化生产线。
例如,可以利用ABB机器人进行零件的组装和焊接,提高生产效率和产品质量。
同时,还可以通过机器人与传感器、视觉系统的结合,实现智能化的生产过程。
1.2 机器人在物流领域中的应用物流领域是另一个适合应用ABB机器人的领域。
在毕业设计中,可以利用ABB机器人的高速度和准确性,设计并实现智能化的物流系统。
例如,可以利用ABB机器人进行货物的搬运和分拣,提高物流效率和准确性。
同时,还可以通过机器人与物流管理系统的结合,实现全自动化的物流流程。
二、ABB机器人在工业自动化领域的潜力ABB机器人作为全球领先的机器人制造商之一,其在工业自动化领域具有巨大的潜力。
随着工业自动化的发展,ABB机器人将扮演越来越重要的角色。
2.1 提高生产效率和质量ABB机器人具有高速度、高精度和高稳定性的特点,可以大幅度提高生产效率和产品质量。
在工业自动化领域,ABB机器人可以取代重复性高、劳动强度大的工作,实现生产过程的智能化和自动化。
2.2 减少人力成本和安全风险ABB机器人的应用可以减少人力成本和安全风险。
在一些危险环境下,例如高温、高压和有毒环境,ABB机器人可以代替人类进行作业,保障工人的安全。
同时,机器人的应用还可以减少人力成本,提高企业的竞争力。
物流机器人系统毕业设计论文引言本文介绍了一个物流机器人系统的毕业设计论文。
该系统的目标是提高物流仓储过程的效率和准确性,通过使用机器人技术来自动化物流操作。
设计目标本设计的目标是开发一个能够执行物流操作的机器人系统。
主要设计目标包括:1. 通过视觉感知技术识别和定位物品;2. 利用自动导航技术规划最优路径;3. 在仓库内自动执行物品搬运和分拣任务;4. 与现有物流管理系统进行集成,提供实时数据传输和反馈。
系统架构本系统基于以下组件构建:1. 嵌入式视觉感知模块,用于物品识别和定位;2. 自动导航模块,用于路径规划和导航;3. 机械臂模块,用于物品搬运和分拣;4. 无线通信模块,用于与物流管理系统进行数据传输。
实现方法为了实现物流机器人系统,我们采用以下方法:1. 设计并实现嵌入式视觉感知模块,使用深度研究算法进行物体识别和定位;2. 开发自动导航算法,基于地图和传感器数据进行路径规划和导航;3. 集成机械臂模块,实现自动化物品搬运和分拣;4. 配置无线通信模块,通过与物流管理系统进行数据交互。
实施计划以下是我们的实施计划:1. 设计和搭建实验环境,包括物流仓库模拟场景和相关硬件设备;2. 开发视觉感知模块,并进行实验验证;3. 开发自动导航算法,并进行实验验证;4. 集成机械臂模块,并进行实验验证;5. 配置无线通信模块,并进行与物流管理系统的集成测试;6. 完成系统整体性能测试和优化。
结论本文介绍了一个物流机器人系统的毕业设计论文。
通过使用嵌入式视觉感知、自动导航和机械臂技术,该系统可以提高物流仓储过程的效率和准确性,实现自动化的物品搬运和分拣。
我们将在实施计划中逐步完成系统的开发和测试,以验证系统的可行性和性能。
以上是关于物流机器人系统毕业设计论文的内容。
工业机器人毕业设计工业机器人是一种在现代化生产线上广泛应用的自动化设备,其具有高效、精确、稳定等优点。
随着科技的不断进步,工业机器人在现代工业中起到了越来越重要的作用。
本文将围绕工业机器人设计展开,依次介绍机器人的设计要素、设计过程以及设计中的注意事项。
一、机器人设计要素1.功能要素:工业机器人应具备完成特定任务的功能。
根据不同的应用场景,功能要素可以包括抓取物体、搬运、焊接、喷涂等。
2.结构要素:工业机器人的结构要素包括机器人臂、关节、传感器等。
结构要素的设计应满足机器人完成相应功能的需求,同时要考虑到结构的稳定性、刚性以及精度要求。
3.控制要素:工业机器人的控制要素包括控制器、传感器、执行机构等。
控制要素的设计应能够使机器人按照预定的路径和动作完成任务,并且要保证控制的准确性和稳定性。
二、机器人设计过程1.确定设计目标:根据实际应用需求,确定工业机器人的功能要素、结构要素、控制要素和人机交互要素。
2.进行初步设计:在确定设计目标的基础上,进行初步设计,包括机器人的整体结构和控制系统的设计。
3.进行详细设计:根据初步设计结果,进行详细设计,包括机器人各部件的设计和选择,以及控制系统的具体参数和算法设计。
4.搭建原型设备:按照详细设计结果,制作机器人的原型设备,并进行试验和调试,验证设计的可行性和稳定性。
5.优化设计:在原型设备的基础上,根据试验和调试结果,对机器人的设计进行优化,以提高性能和稳定性。
三、设计中的注意事项1.安全性:在设计工业机器人时要考虑到安全性,避免万一发生故障或意外事故。
可以采用安全设备、安全控制系统等措施来确保机器人的运行安全。
2.精度要求:针对不同的应用场景,要对机器人的精度要求进行合理设定,并通过相应的控制算法和传感器来实现。
3.可维护性:在设计机器人时,要考虑到日后的维护工作。
合理的设计可以降低维护的复杂度和成本。
4.可扩展性:随着科技的不断发展,机器人技术也在不断更新。
毕业设计方案题目学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级学生学号20090404048指导教师二〇一一年月日学院机械工程学院专业机械工程及自动化学生学号设计题目一、选题背景与意义1.国内外研究现状采用机械手完成玻璃的装卸、搬运与放置。
工业机械手是一种模仿人体上肢部分功能,按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备,它可以代替手的繁重劳动,改善劳动条件,提高劳动生产率和自动化水平。
着广阔的发展前途。
目前国内机械于主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面,数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。
所以,在国内主要是逐步扩大应用范围,以减轻劳动强度,改善作业条件,在应用专用机械手的同时,相应的发展通用机械手,有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。
同时要提高速度,减少冲击,正确定位,以便更好的发挥机械手的作用。
考虑与计算机连用,逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。
国外机械手在机械制造行业中应用较多,发展也很快。
目前主要用于机床、横锻压力机的上下料,以及点焊、喷漆等作业,它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。
国外机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。
使它具有一定的传感能力,能反馈外界条件的变化,作相应的变更。
如位置发生稍许偏差时,即能更正并自行检测,重点是研究视觉功能和触觉功能。
目前已经取得一定成绩。
目前世界高端工业机械手均有高精化,高速化,多轴化,轻量化的发展趋势。
定位精度可以满足微米及亚微米级要求,运行速度可以达到3M/S,量新产品达到6轴,负载2KG的产品系统总重已突破100KG。
更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合,从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。
同时,随着机械手的小型化和微型化,其应用领域将会突破传统的机械领域,而向着电子信息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业发展。
2.目的及意义单靠人力将这些不连续的生产工序衔接起来,不仅费时而且效率不高。
湖南科技大学毕业设计(论文)题目六自由度工业机器人结构设计作者学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化学号指导教师二〇一五年五月三十日湖南科技大学毕业设计(论文)任务书机电工程学院院机械设计制造及其自动化系(教研室)系(教研室)主任:(签名)年月日学生姓名: 学号: 专业: 机械设计制造及其自动化1 设计(论文)题目及专题:六自由度工业机器人结构设计2 学生设计(论文)时间:自 2015 年3 月 1 日开始至 2015 年 5 月 29 日止3 设计(论文)所用资源和参考资料:《工业机器人》、《机器人学》、《机器人运动学基础》、《Solidworks2013从入门到精通》4 设计(论文)应完成的主要内容:(1)介绍工业机器人的发展现状及前景;(2)工业机器人工作空间计算和简单的运动学分析;(3)工业机器人结构设计及关键零部件计算;(4)对关键零部件进行强度校核。
5 提交设计(论文)形式(设计说明与图纸或论文等)及要求:(1)相关的计算、设计框图及仿真图;(2)论文不少于35页;(3)说明书中必须有与设计(论文)内容或专业相关的不少于1500字的外文资料翻译。
6 发题时间: 2015 年 3 月 1 日指导教师:学生:湖南科技大学毕业设计(论文)指导人评语[主要对学生毕业设计(论文)的工作态度,研究内容与方法,工作量,文献应用,创新性,实用性,科学性,文本(图纸)规范程度,存在的不足等进行综合评价]全套图纸,加153893706指导人:(签名)年月日指导人评定成绩:湖南科技大学毕业设计(论文)评阅人评语[主要对学生毕业设计(论文)的文本格式、图纸规范程度,工作量,研究内容与方法,实用性与科学性,结论和存在的不足等进行综合评价]评阅人:(签名)年月日评阅人评定成绩:湖南科技大学毕业设计(论文)答辩记录日期:学生:学号:班级:题目:提交毕业设计(论文)答辩委员会下列材料:1 设计(论文)说明书共页2 设计(论文)图纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计(论文)答辩委员会评语:[主要对学生毕业设计(论文)的研究思路,设计(论文)质量,文本图纸规范程度和对设计(论文)的介绍,回答问题情况等进行综合评价]答辩委员会主任:(签名)委员:(签名)(签名)(签名)(签名)答辩成绩:总评成绩:摘要六自由度工业机器人是一种高精度的自动化机械,具有高度的灵活性以及平稳性。
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。
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。
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4.4 PLC及运动控制单元选型5 结论与展望致谢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(CIMS)的自动化工具。
搬运机器人毕业设计 1 搬运机器人毕业设计
前言 当代科学技术发展的特点之一就是机械技术,电子技术和信息技术的结合,机器人就是这种结合的产物之一。现代机器人都是由机械发展而来。与传统的机器的区别在于,机器人有计算机控制系统,因而有一定的智能,人类可以编制动作程序,使它们完成各种不同的动作。随着计算机技术和智能技术的发展,极大地促进了机器人研究水平的提高。现在机器人已成为一个庞大的家族,科学家们为了满足不同用途和不同环境下作业的需要,把机器人设计成不同的结构和外形,以便让他们在特殊条件下出色地完成任务。机器人成了人类最忠实可靠的朋友,在生产建设和科研工作中发挥着越来越大的作用。 搬运机器人不但能够代替人的某些功能,有时还能超过人的体力能力。可以24小时甚至更长时间连续重复运转,还可以承受各种恶劣环境。 因此,搬运机器人是人体局部功能的延长和发展。 21世纪是敏捷制造的时代,搬运机器人在敏捷制造系统中应用广泛。 2
1 绪论 1.1 工业机器人的历史、现状及应用 机器人首先是从美国开始研制的,1958年美国联合控制公司研制出第一台机器人。它的结构特点是机体上安装一回转长臂,端部装有电磁铁的工件抓放机构,控制系统是示教型的。日本是工业机器人发展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进两种典型机器人后,大力从事机器人的研究。 目前工业机器人大部分还属于第一代,主要依靠人工进行控制;控制方式则为开环式,没有识别能力;改进的方向主要是降低成本和提高精度。 第二代机器人正在加紧研制,它设有微型电子计算机控制系统,具有视觉、触觉能力,甚至听、想的能力。研究安装各种传感器,把感觉到的信息进行反馈,使机器人具有感觉机能。 第三代机器人则能独立地完成工作过程中的任务,它与电子计算机和电视设备保持联系,并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing System)和柔性制造单元FMC(Flexible Manufacturing Cell)中的重要一环。 随着现代化科学技术的飞速发展和社会的进步,针对于上述各个领域的机器人系统的应用和研究对系统本身也提出越来越多的要求。制造业要求机器人系统具有更大的柔性和更强大的编程环境,适应不同的应用场合和多品种、小批量的生产过程。计算机集成制造(CIM)要求机器人系统能和车间中的其它自动化设备集成在一起[1]。研究人员为了提高机器人系统的性能和智能水平,要求机器人系统具有开放结构和集成各种外部传感器的能力。 美国工业机器人技术的发展,大致经历了以下几个阶段: 1)1963-1967年为试验定型阶段。1963-1966年,万能自动化公司制造的工业机器人供用户做工艺试验。1967年,该公司生产的工业机器人定型为1900型; 2)1968-1970年为实际应用阶段。这一时期,工业机器人在美国进入应用阶段,例如,搬运机器人毕业设计 3 美国通用汽车公司1968年订购了68台工业机器人;1969年该公司又自行研制出SAM新工业机器人,并用21组成电焊小汽车车身的焊接自动线;又如,美国克莱斯勒汽车公司32条冲压自动线上的448台冲床都用工业机器人传递工件; 3)1970年至今一直处于推广应用和技术发展阶段。1970-1972年,工业机器人处于技术发展阶段。1970年4月美国在伊利斯工学院研究所召开了第一届全国工业机器人会议。据当时统计,美国大约200台工业机器人,工作时间共达60万小时以上,与此同时,出现了所谓了高级机器人,例如:森德斯兰德公司(Sundstrand)发明了用小型计算机控制50台机器人的系统[2]。又如,万能自动公司制成了由25台机器人组成的汽车车轮生产自动线。麻省理工学院研制了具有“手眼”系统的高识别能力微型机器人。 1.2 我国的工业机器人 我国工业机器人是从二十世纪八十年代开始起步,经过二十多年的努力,已经形成了一些具有竞争力的工业机器人研究机构和企业。先后研发出弧焊、电焊、装配、搬运、注塑、冲压及喷漆等工业机器人。近几年,我国工业机器人及含工业机器人的自动化生产线相关的产品的年销售额已突破10亿元。目前国内市场年需求量在3000台左右,年销售额在20亿元以上。统计数据显示,中国市场上工业机器人总共拥有量尽万台,占全球总量的0.56%,其中完全国产工业机器人(行业规模比较大的前三家工业机器人企业)行业集中度占30%左右,其余都是从日本、美国、瑞典、德国、意大利等20多个国家引进的。国产工业机器人目前主要以国内市场应用为主,年出口量为100台左右,年出口额为0.2亿元以上。 目前,工业机器人的应用领域主要有弧焊、点焊、装配、搬用、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业。 在我国,工业机器人的最初应用是在汽车和工程机械行业,主要用于汽车及工程机械的喷涂及焊接。目前,由于机器人技术及研发的落后,工业机器人还主要应用在制造业,非制造业使用的较少。据不完全统计,近几年国内厂家所生产的哦工业机器人有超过一半是提供给汽车行业。由此可见,汽车工业的发展是近几年我国工业机器人增长的原动力之一。 搬运机器人在实际的工作中就是一个机械手,机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识:其一、它能部分的代替人工操作;其二、它能按照生产工艺的要求,遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸;其三、它能操作必要的机具进行焊4
接和装配,从而大大的改善了工人的劳动条件,显著的提高了劳动生产率,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而,受到很多国家的重视,投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合,应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展,并且取得一定的效果,受到机械工业的重视。机械手的结构形式开始比较简单,专用性较强。随着工业技术的发展,制成了能够独立的按程序控制实现重复操作,适用范围比较广的“程序控制通用机械手”,简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序,适应性较强,所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。 机器人就是用机器代替人手,把工件由某个地方移向指定的工作位置,或按照工作要求以操纵工件进行加工。机器人一般分为三类。第一类是不需要人工操作的通用机器人,也即本文所研究的对象。它是一种独立的、不附属于某一主机的装置,可以根据任务的需要编制程序,以完成各项规定操作。它是除具备普通机械的物理性能之外,还具备通用机械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人工操作的,称为操作机(Manipulator)。它起源于原子、军事工业,先是通过操作机来完成特定的作业,后来发展到用无线电讯号操作机器人来进行探测月球等。工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是专业机器人,主要附属于自动机床或自动生产线上,用以解决机床上下料和工件传送。这种机器人在国外通常被称之为“Mechanical Hand”,它是为主机服务的,由主机驱动。除少数外,工作程序一般是固定的,因此是专用的。 1.3 机器人发展趋势 随着现代化生产技术的提高,机器人设计生产能力进一步得到加强,尤其当机器人的生产与柔性化制造系统和柔性制造单元相结合,从而改变目前机械制造的人工操作状态,提高了生产效率。 就目前来看,总的来说现代工业机器人有以下几个发展趋势: 1)提高运动速度和运动精度,减少重量和占用空间,加速机器人功能部件的标准化和模块化,将机器人的各个机械模块、控制模块、检测模块组成结构不同的机器人; 2)开发各种新型结构用于不同类型的场合,如开发微动机构用以保证精度;开发多关节多自由度的手臂和手指;开发各类行走机器人,以适应不同的场合; 3)研制各类传感器及检测元器件,如,触觉、视觉、听觉、味觉、和测距传感器等,用传感器获得工作对象周围的外界环境信息、位置信息、状态信息以完成模式识别、状态搬运机器人毕业设计 5 检测。并采用专家系统进行问题求解、动作规划,同时,越来越多的系统采用微机进行控制。 2 总体方案设计
2.1 自由度和坐标系的选择 机器人的运动自由度是指各运动部件在三维空间相当于固定坐标系所具有的独立运动数,对于一个构件来说,它有几个运动坐标就称其有几个自由度。各运动部件自由度的总和为机器人的自由度数。机器人的手部要像人手一样完成各种动作是比较困难的,因为人的手指、掌、腕、臂由19个关节组成,共有27个自由度。而生产实践中不需要机器人的手有这么多的自由度一般为3-6个(不包括手部)。本次设计的搬运机器人为5自由度即:手爪张合;腕部回转;臂部伸缩;臂部回转;臂部升降。 工业机器人的结构形式主要有直角坐标结构、圆柱坐标结构、球坐标结构、关节型结构四种。各结构形式及其相应的特点,分别介绍如下: 1) 直角坐标机器人结构 直角坐标机器人的空间运动是用三个相互垂直的直线运动来实现的,如图2-1(a)所示。由于直线运动易于实现全闭环的位置控制,所以,直角坐标机器人有可能达到很高的位置精度(μm级)。但是,这种直角坐标机器人的运动空间相对机器人的结构尺寸来讲,是比较小的。因此,为了实现一定的运动空间,直角坐标机器人的结构尺寸要比其他类型的机器人的结构尺寸大得多[2]。 直角坐标机器人的工作空间为一空间长方体。直角坐标机器人主要用于装配作业及搬运作业,直角坐标机器人有悬臂式、龙门式、天车式三种结构。 2) 圆柱坐标机器人结构 圆柱坐标机器人的空间运动是用一个回转运动及两个直线运动来实现的,如图2-1(b)。这种机器人构造比较简单,精度还可以,常用于搬运作业。其工作空间是一个圆柱状的空间。 3) 球坐标机器人结构 球坐标机器人的空间运动是由两个回转运动和一个直线运动来实现的,如图2-1(c)。这种机器人结构简单、成本较低,但精度不很高。主要应用于搬运作业。其工作空间是一个类球形的空间。 4) 关节型机器人结构