摘 要
在工业上，自动控制系统有着广泛的应用，如工业自动化机床控制、计算机系统、
机器人等。其中工业机器人是相对较新的机械电子设备，它在现代化工业生产中正扮演
着越来越重要的角色。
全自动化工业机械手有能模仿人手和手臂的某些动作功能，用固定程序搬运，抓取
物体或操作工具的自动操作装置，机械手主要由手部和运动机构组成。按照搬运或者抓
去的物件形状、尺寸、重量、材料和作业环境等的要求的不同，手部有几种结构形式，
吸附型，托持型和夹持型等。运动机构的功能是使手部完成各种动作：移动、转动等运
动来实现规定的动作。机构的伸缩、升降和旋转等运动方式，称为机械手的自由度。本
设计选用三自由度直角坐标型工业机器人，其工作方向为四个直线方向，是通过滚珠丝
杠来实现小臂与大臂的伸缩，升降。而这些动作都是通过在步进电机的带动下进行。在
控制器的作用下， 它将执行将工件从一条流水线抓取并运送到另一条流水线这一简单的
动作。
本篇论文主要对机械手的传动部分滚珠丝杠与步进电机进行了计算， 计算内容主要
包括工业机器人的传动机构的设计，以及其机械传动装置的选择。另外对控制部分的描
述主要有单片机的控制方案，接线原理图以及程序流程图等。
关键词：三自由度，直角坐标，工业机器人
ABSTRACT
Industrially, automatic control systems have a wide range of applications, such as
automation machine tool control, computer systems, robotics. The industrial robot is a
relatively new machinery and electronic equipment in the modern industry, it is playing a
more and moreimportant role.
机械设计基础实验教程
穆塔里夫 主编
新疆大学机械设计教研室
2004年3月
前 言
新疆大学在多年的教学改革的探索与实践过程中，机械设计课逐渐形成以“设计”为主线，培养学生的创新能力，工程实践能力，理论教学和实践教学紧密联系的新体系，并构建了理论教学平台和实践教学平台。实践教学平台由实验教学和课程综合设计组成，《机械设计基础实验教程》是实验教学平台建设的重要组成部分，使实验教学改革的具体体现。
提高工科大学生的创新意识，培养创新能力，加强动手能力是21世纪高等工科学校实践教学改革的重要组成部分。几年来，通过学校的“211”工程建设和重点学科建设，机械设计实验室的面貌发生了很大变化，实验设备得到了不断的更新、补充和完善。目前，已形成了从“机械认知实验”、“机械创新实验”到“机械性能测试与分析实验”等完整的实验体系，为培养学生的创新设计能力，动手能力和工程实践能力提供了良好的工程实践基地。
本书共分三章：第一章 绪论；第二章 实验项目及内容；第三章 实验报告。第二章中的实验项目可按学生的不同专业，分为必做实验，选做实验和开放性实验。该实验教程内容可供机械类和近机类专业学生使用，也可以作为非机械类学生的选做实验。
本书由新疆大学机械设计教研室穆塔里夫·阿赫迈德和徐重新共同编写。编写工作的分工为：第一章、第二章和第三章部分由穆塔里夫·阿赫迈德负责编写，第三章部分由徐重新负责编写，全书由穆塔里夫负责统稿并任主编。
新疆大学机械工程学院的买买提明教授和孙文磊教授仔细审阅了书稿并提出了许多修改意见，新疆大学教材科的肖明春老师也对本书的编写给予很大支持和帮助，在此一并表示衷心感谢。
本书是在原有实验设备和新近引进的实验设备试用的基础上，参考其使用说明书和其它有关资料编写而成的。由于作者水平有限，经验不足，漏误之处在所难免，希望广大读者不吝赐教。
编者
优秀通过答辩本科毕业设计（论文）
摘 要
当今世界，现代化工业技术飞速发展，日新月异。在机械制造领域，人们对于机械零件加工的质量、精度和效率等的要求也越来越高。因此，对于加工零件所需要的机床的跟新换代也与日俱增。在此趋势的推动下，数控机床的结构优化改造设计变得非常重大。大批的数控机床正如雨后春笋般进军机械制造业。比如数控雕刻机在模具加工、PCB电路板以及广告招牌等领域发挥着重要作用。
本文主要调查和研究了定梁式数控雕刻机在国内外发展状况以及其在未来制造业的前景，并对数控雕刻机的结构做了研究和优化设计，主要包含了数控机床的总体布局方案设计、机床主传动系统设计、（电主轴或电机直联传动结构）、机床进给运动系统（导轨及滚珠丝杠）的结构设计、相关滚珠丝杠的计算选型及校核、轴承和电机的计算及选型，最后利用CAD绘图软件绘制了机床的总装配图、部分零件图及相关结构示意图。
关键词：数控雕刻机；电主轴；导轨；滚珠丝杠；
优秀通过答辩本科毕业设计（论文）
Abstract
In today's world, modern industrial technology are rapidly developing with each passing day.
In the field of machinery manufacturing, people are increasingly high requirements for the
quality, accuracy and efficiency of the machine parts. Therefore, for a machine with a new
generation of machined parts is also increasing. In this trend, driven by CNC machine tools
transform the structure optimization design becomes very significant. A large number of CNC
II 摘要
本系统采用一级齿轮减速，带动丝杠传动，通过螺母的直线移动带动工作台运动。根据脉冲当量、步矩角、丝杠导程来确定齿轮的传动比，根据负载转矩的大小来校核丝杠传动的强度。 单片机控制二维工作台是众多控制机械传动方法的一种，它利用单片机发出指令控制步进电机的转角和转速，进而控制X-Y工作台两方向的移动，实现画线，移动物体等功能，常用于试验教学。
单片机控制二维工作台主要由三部分组成：工作台及传动支撑部分，减速装置，控制部分及电机组成。
单片机控制的X-Y工作台系统可以设计为开环，半闭环和闭环伺服系统三种。本设计采用开环伺服系统，通过单片机控制步进电动机的驱动，经传动机构动带动工作台的运动。系统没有检测装置。机械结构设计首先根据工作台的最大载荷，选取导轨副，设计工作台，然后进行结构设计，受力分析，转矩计算，画出工作台的装配草图，再选择步进电动机的型号，进而设计选择滚珠丝杠，最后设计出X-Y工作台，画出其装配图。
关键词 工作台；步进电机；脉冲当量；步距角
III
Abstract
SCM control of the XY table system can be designed for the open-loop, semi-closed-loop
system and closed-loop servo three. I design is open-loop servo systems using the stepper motor
driven by the stepper motor control microcontroller-driven, driven by the transmission
mechanism dynamic table of the campaign. System is not detecting device. Mechanical
structural design of the first table under the maximum load, select the rails of the design table,
