自动送料工业机器人设计毕业设计论文
自动送料机控制系统设计毕业论文
自动送料机控制系统设计毕业论文让我来给你提供一些关于自动送料机控制系统设计的毕业论文的思路和段落结构。
1. Introduction介绍自动送料机控制系统的背景和意义，说明自动送料机在工业生产中的重要性，以及设计一个高效可靠的控制系统对于提高生产效率和质量的意义。
2. Literature Review综述现有的自动送料机控制系统设计方法和技术，包括传统的PID控制方法以及现代控制理论中的模型预测控制和自适应控制等方法。
对各种方法的优缺点进行分析和比较。
3. System Modeling对自动送料机进行数学建模，建立动力学模型。
可以考虑使用系统辨识技术，从实际运行数据中提取模型参数，或者基于物理原理和传感器测量数据建立模型。
4. Control System Design基于建立的系统模型，设计自动送料机的控制系统。
可以选择合适的控制方法，如PID控制、模型预测控制等，并设计合适的控制器结构和参数。
5. Simulation and Analysis通过数值模拟和仿真实验，验证控制系统设计的性能。
比较不同控制方法的性能优劣，分析控制系统的稳定性、鲁棒性和性能指标等。
6. Hardware Implementation将控制系统在自动送料机的实际硬件平台上进行实现和集成，包括传感器、执行机构和控制器等部件的配置和连接。
7. Experimental Validation在实际工作场景中进行试验验证，对比实验结果与仿真结果，评估控制系统在实际工作环境中的性能和可靠性。
8. Conclusion总结研究工作，回顾控制系统设计的目标和方法，总结主要研究结果和创新点。
讨论研究的局限性和未来的改进方向。
这是一个简单的论文结构框架，你可以根据自己的实际情况进行修改和完善。
在每个章节中，可以根据具体内容添加故障诊断、控制策略优化等相关内容。
希望对你的论文写作有所帮助！。
工业机器人机械手毕业设计论文
学院毕业设计(论文)工业机器人机械手设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《工业机器人机械手设计》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。
承诺人（签名）：年月日摘要本文对机械手进行了总体方案设计，确定了机械手的座标型式和自由度，确定了机械手的技术参数。
同时，分别设计了机械手的夹持式手部结构以及吸附式手部结构;设计了机械手的手腕结构，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;设计了机械手的手臂结构，设计了手臂伸缩、升降用液压缓冲器和手臂回转用液压缓冲器。
关键词：工业机械手，机械手，气动毕业设计（论文）AbstractIn this paper, the mechanical hand the overall scheme design, the manipulator to determine the coordinates of the types and degrees of freedom, determine the technical parameters of the manipulator. At the same time, respectively, the design of the manipulator clamping type hand structure and adsorption type structure of hand; designed the structure of robot wrist, the wrist to calculate the rotation of the driving torque required and a rotary cylinder driving torque; the design of the manipulator arm structure, design of the telescopic arm, a lifting hydraulic buffer and the arm rotary hydraulic buffer.Key Words:industrial robot, manipulator, pump, air pressure drive目录摘要 (III)Abstract..................................................................................................................................... I V 目录 (V)第1章引言 (7)1.1 工业机械手概述 (7)1.2 工业机器人机械手的课题设计要求 (8)1.3 机械手的系统工作原理及组成 (13)第2章机械手的整体设计方案 (8)2.2 机械手的手部结构方案设计 (10)2.3 机械手的手腕结构方案设计 (11)2.4 机械手的手臂结构方案设计 (11)2.5 机械手的驱动方案设计 (11)2.6 机械手的控制方案设计 (11)2.7 机械手的主要技术参数 (11)第3章手部结构设计 (15)3.1 夹持式手部结构 (15)3.1.1手指的形状和分类 (15)3.1.2设计时考虑的几个问题 (15)3.1.3手部夹紧气缸的设计 (16)第4章手腕结构设计 (20)4.1 手腕的自由度 (20)4.2 手腕的驱动力矩的计算 (20)4.2.1手腕转动时所需的驱动力矩 (20)4.2.2回转气缸的驱动力矩计算 (23)4.2.3 手腕回转缸的尺寸及其校核 (24)第5章手臂伸缩，升降，回转气缸的尺寸设计与校核 (27)5.1 手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核 (27)5.1.1 手臂伸缩气缸的尺寸设计 (27)5.1.2 尺寸校核 (27)5.1.3 导向装置 (28)5.1.4 平衡装置 (28)5.2 手臂升降气缸的尺寸设计与校核 (28)5.2.1 尺寸设计 (28)5.2.2 尺寸校核 (28)5.3 手臂回转气缸的尺寸设计与校核 (29)5.3.1 尺寸设计 (29)5.3.2 尺寸校核 (29)总结 (31)参考文献 (32)致谢 (33)第1章引言1.1 工业机械人概述随着科技的发展人类的生活也向自动化靠拢，作为自动化中不可缺少的机器人渐渐地融入我们的生活，成为我们生活中不可缺少的一部分。
【精品完整版】毕业设计(论文)基于solidworks工业机器人设计
（此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！）毕业设计（论文）Graduation Project (Thesis) for Undergraduate of LSHU 题目基于SolidWorks工业机器人设计TITLE Base SolidWorks Industrial EquipmentHuman Design学院矿业工程学院School School of Mining Engineering 专业班级Major&Class姓名Name指导教师Supervisor论文独创性声明本人所呈交的论文，是在指导教师指导下，独立进行研究和开发工作所取得的成果。
除文中已特别加以注明引用的内容外，论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并致谢。
本声明的法律结果由本人承担。
特此声明。
论文作者（签名）：摘要在当代所有全自动高智能的制造区域，工业用的机械人本领是在这几十年里发展而来的。
工业机器手是工业机器人的一类，它们是通过自己的手臂和机械结构性能的双方的结合来完成任务的，各种动作是通过编程来实现的特征，尤其是机器人的智力和接受性[1]。
在保证精度情况下，能在多样环境下完成操纵能力，多功能自动定位控制和变化性的控制，能适应多个自由度，不同环境的作业有不同的机器人工作。
本文作为设计对象选择汽车生产线轴锻造搬运的机械手设计，设计了手和身体的各部分设计，机械手采用液压气缸臂驱动，使用SolidWorks软件进行了组装图和零件图的设计，对机械手进行简单的3D造型、爆炸图、动漫。
关键词：SolidWorks；机械手；液压AbstractIn the field of automatic manufacturing, industrial robot technology has been developed here for decades. Industrial robot hand is a kind of industrial robot, which is the completion of their own human and mechanical structure and performance of both sides of the task, for a variety of programming features, especially human intelligence and adaptability. In the case of guaranteed accuracy, the ability to perform manipulation, automation, positioning, control, and change in a variety of environments, the task of delivering jobs in a wide variety of environments with varying degrees of freedom, is something.The manipulator design of automobile production spool handling this draft forging as the design object, the design of each part of the design of hand and body, the mechanical hand adopts hydraulic cylinder arm drive, SolidWorks is used to design the assembly drawing and parts drawing, simple 3D modeling, animation of the manipulator, explosion diagram.Keywords :SolidWorks; Manipulator; Hydraulic pressure目录引言 (1)1总体方案设计 (4)1.1汽车半轴模锻生产线的总体方案 (4)1.2机器人总体方案 (6)2手臂的设计计算 (8)2.1手臂直线运动的驱动力计算 (8)2.1.1手臂水平回转运动驱动力计算 (8)2.1.2手臂竖直升降运动驱动力计算 (11)2.2 手臂上下驱动的力矩计算 (12)2.3液压缸的选择 (13)2.3.1伸缩缸的选择 (13)2.3.2摆动缸的选择 (15)2.4 手臂的结构及装配 (17)2.4.1连接摆动缸 (18)2.4.2安装伸缩缸 (19)2.4.3手臂连接 (20)3机身设计 (22)3.1 机身材料选用 (22)3.2 机身结构设计 (22)3.3 机械定位挡块设计 (24)3.3.1竖直定位挡块 (24)3.3.2水平定位挡块 (25)3.4 机器人装配 (25)4机器人S o l i d W o r k s建模仿真 (27)4.1 SolidWorks软件介绍 (27)4.2 机器人SolidWorks三维建模及装配 (27)4.2.1零件的建模 (27)4.2.2机器人装配 (30)4.3 机器人SolidWorks运动仿真 (31)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录 (37)引言目前在我国民营企业中的汽车行业名列前茅，近些年每个家庭都会拥有汽车导致汽车发展迅速。
工业机器人毕业设计
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。
自动送料工业机器人设计毕业论文
自动送料工业机器人设计毕业论文摘要：随着工业自动化水平的提高，自动送料工业机器人在现代工厂中扮演着越来越重要的角色。
本文以工厂为背景，针对其自动送料工艺流程进行了研究和设计，提出了一种基于机器视觉的自动送料工业机器人系统。
通过对物料的识别、定位和抓取，实现了自动化的物料供给，大大提高了工作效率和质量。
关键词：自动送料，工业机器人，机器视觉，物料识别，物料定位，物料抓取1.引言自动送料工业机器人是一种高效、可靠的自动化的物料供给系统，在工业生产中应用广泛。
传统的手工送料方式效率低下，存在很大的人为误差。
而自动送料工业机器人能够通过对物料的识别、定位和抓取，实现自动化供给，大大提高了工作效率和质量。
2.设计原理本文提出的自动送料工业机器人系统基于机器视觉技术，通过对物料的识别、定位和抓取，实现自动供给。
主要包括以下几个方面的设计原理：2.1物料识别通过使用机器视觉技术，对待供给的物料进行识别。
通过对物料的特征进行提取和分析，能够判断物料的种类和状态，从而进行后续的处理。
2.2物料定位在物料识别的基础上，通过机器视觉系统准确定位物料的位置和方向。
通过识别物料的边缘和特征点，能够计算出物料的圆心和姿态，为后续的抓取做准备。
2.3物料抓取根据物料的定位信息，设计抓取装置对物料进行抓取。
通过机械臂的运动和控制，能够准确地抓取物料，并将其移动到指定的位置。
3.系统设计基于以上的设计原理，本文设计了一个自动送料工业机器人系统。
该系统由机器视觉系统、机械臂和抓取装置组成。
3.1机器视觉系统机器视觉系统负责物料的识别和定位。
通过摄像头获取物料的图像数据，通过图像处理算法对物料图像进行处理和分析，计算出物料的位置和姿态。
3.2机械臂机械臂负责根据物料的定位信息进行运动和控制。
根据物料的位置和方向，调整机械臂的运动轨迹和速度，确保物料能够准确地被抓取。
3.3抓取装置抓取装置负责对物料进行抓取。
根据物料的形状和特征，设计合适的抓取器件，确保物料能够稳定地被抓取并移动到指定的位置。
毕业设计--工业机器人机械手及其控制系统设计
毕业设计工业机器人机械手及其控制系统设计Design of industrial robot manipulator and its control system系别：机械与汽车工程系专业名称：机械设计制造及其自动化i毕业设计任务书摘要工业机器人技术是近年来新技术发展的重要领域之一，是以微电子技术为主导的多种新兴技术与机械技术交叉、融合而成的一种综合性的高新技术。
这一技术在工业、农业、国防、医疗卫生、办公自动化及生活服务等众多领域有着越来越多的应用。
工业机器人在提高产品质量、加快产品更新、提高生产效率、促进制造业的柔性化、增强企业和国家的竞争力等诸多方面有着举足轻重的地位。
而机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一；是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分；是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。
尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。
本课题将设计一台四自由度的工业机器人，将会被用作自动送料装置。
主要工作部件及设计重点就是机械手。
第一，本人将设计该机器人的底座、大臂、小臂以及执行机构机械手爪的结构和模型；第二，再设计出适合于该机器人的驱动、传动方式，以期构成其的结构平台。
最后，在此基础上再将其控制系统设计出来，由下面几个步骤组成：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、端子板电路的设计以及控制软件的设计。
其中重点要加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终要实现的目标包括：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。
关键词：工业机器人；机械手；驱动；控制AbstractIndustrial robot technology is one of the important fields in the development of new technologies in recent years, is a cross, a variety of emerging technology and mechanical technology integration with microelectronics technology as the leading into a comprehensive high and new technology. This technology has been used more and more in the fields of industry, agriculture, national defense, medical, office automation and service life. Industrial robots play a decisive role in improving the quality of products, to speed up the update products, improve production efficiency, promote manufacturing flexibility, strengthen enterprise and national competitiveness etc. The manipulator is the traditional task execution mechanism of industrial robot system, is one of the key components of the robot; is a product of modern control theory and automation of industrial production practice, and to become an important part of modern mechanical manufacturing system; it is one of the effective ways to improve the production process automation, improve working conditions, to improve the product quality and production efficiency. Especially with a radioactive pollution in high temperature, high pressure, dust, noise and occasions, more widely applied.This topic will be the design of industrial robot with a four degree of freedom, will be used for the automatic feeding device. The main working parts and design focus is manipulator. First, the base, I will design the robot big arm, small arm and gripper actuator structure and model; second, redesign drive, drive mode suitable for the robot, in order to form the structure of platform. Finally, on the basis of the designed control system, consisting of the following steps: the design of data acquisition card and servo amplifier selection, feedback system and the feedback component selection, terminal board circuit design and control software. The key to strengthen the security of operation reliability and robot control software, to achieve the ultimate goals include: Joint servo control and brake problems, real-time monitoring the movement of each joint of robot, robot teaching programming and online modify the program, set the reference point and the reference point return.Key Words：Industrial robot; Manipulator; Drive; Control目录1绪论 (1)1.1工业机器人简介 (1)1.1.1发展史 (1)1.1.2特点 (1)1.1.3构造分类 (2)1.1.4 应用 (3)1.2国内外发展状况 (4)1.2.1 国外发展 (4)1.2.2 国内发展 (5)1.3工业机器人发展趋势 (5)2 工业机器人试验平台及机械手设计 (6)2.1机械手设计 (6)2.1.1机械手简介 (6)2.1.2 机械手分类 (6)2.1.3具体结构设计 (7)2.2工业机器人基座与连杆设计 (9)2.2.1基座的设计 (9)2.2.2大臂设计 (9)2.2.3小臂设计 (10)2.3工业机器人自由度及关节的设计 (10)2.4选择合适的驱动方式 (11)2.4.1电机驱动 (11)2.4.2液压驱动 (12)2.4.3气压驱动 (12)2.4.4驱动方式的确定 (13)2.5选择合适的传动方式 (13)2.6选择合适的制动器 (14)3控制系统硬件的组成 (15)3.1选择合适的控制系统模式 (15)I3.2建立合适的控制系统模型 (16)4控制系统软件的选取和设计 (19)4.1预期实现动作 (19)4.2实现手段 (19)4.2.1 各关节运动控制及监测 (19)4.2.2 直流电机伺服控制 (20)4.2.3 电机自锁 (20)4.2.4 程序的在线修改与示教控制 (22)4.2.5 参考点的设置 (22)5总结 (22)5.1设计经验 (22)5.2 误差分析 (23)5.3 总体评价 (23)致谢 (23)参考文献 (24)1绪论1.1工业机器人简介1.1.1发展史1920年由著名捷克斯洛伐克作家查培克所作剧本《罗萨姆的万能机器人》里第一次出现了“机器人”这个名词，但最初”Robot”一词是苦力的意思，指的是一台类人的且具有特殊功能的机器，为一种人造苦力。
机电一体化专业毕业设计范文
机电一体化专业毕业设计范文一、引言。
大家好！今天我要给大家分享我的机电一体化专业毕业设计——智能物料搬运机器人。
在现代工业生产中，物料搬运可是个大事情，就像在一个超级忙碌的大厨房里，得有人把食材准确地送到厨师跟前一样，在工厂里物料也得被高效准确地搬来搬去。
这时候，我们的智能物料搬运机器人就闪亮登场啦。
二、设计目标。
1. 高效性。
我的首要目标就是让这个机器人搬东西的速度够快。
想象一下，在一个大型仓库里，如果机器人慢吞吞的，那货物都要堆成山了。
所以我希望它能像一个超级敏捷的小助手，在规定的时间内搬运尽可能多的物料。
2. 准确性。
这可太重要了。
机器人得知道把物料准确地放到哪里，不能搞混。
比如说，要把零件A放到生产线1的某个位置，可不能放到生产线2去了，不然整个生产流程都得乱套，就像你把盐当成糖放进蛋糕里，那可就糟糕透顶了。
3. 智能化。
这个机器人可不能是个只会听指令傻干活的家伙。
它得有自己的“小脑袋”，能够感知周围的环境，比如说遇到障碍物得能躲开，就像我们在路上走路看到前面有个大石头，肯定会绕过去一样。
而且还能根据不同的物料类型和搬运任务，自动调整自己的工作模式。
三、总体设计方案。
1. 机械结构设计。
底盘：我给机器人设计了一个坚固又灵活的底盘。
底盘就像是机器人的脚，它采用了四轮驱动的方式，这样可以保证机器人在不同的地面条件下都能平稳地移动。
轮子的选择也很有讲究，我用了特制的橡胶轮，摩擦力刚刚好，既能跑得稳，又不会在地面上留下难看的痕迹。
机械臂：这是机器人用来抓取物料的“手臂”。
机械臂有多个关节，可以像人的手臂一样自由弯曲和伸展。
关节处采用了高精度的减速器，这样可以保证机械臂在抓取物料时的准确性。
机械臂的末端还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。
比如说，如果是搬运方形的箱子，夹具就会变成适合夹住箱子四个角的形状；如果是搬运圆柱形的物体，夹具就会变成环抱式的。
2. 控制系统设计。
毕业设计--送料机械手设计
第一章机械手的简介机器人概述工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。
生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。
因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用。
机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。
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。
工业机器人（英语：industrial robot。
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毕业论文题目：自动送料工业机器人设计专业：机械设计制造及其自动化院系机械工程专业机械设计制造及其自动化年级机制及其自动化2010-6班(专本)学号10820775姓名蔡峰学习中心如皋学习中心指导教师谢延敏题目自动送料工业机器人设计指导教师评语是否同意答辩过程分(满分20)指导教师(签章) 评阅人评语评阅人(签章) 成绩答辩组组长(签章)年月日毕业论文任务书班级机制及其自动化2010-6班(专本)学生姓名蔡峰学号10820775开题日期：2012年 2 月 20 日完成日期：2012年 4 月 28 日题目自动送料工业机器人设计1、本论文的目的、意义现代大规模制造业中，为提高生产效率，保障产品质量，许多企业普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人逐步被企业所认同并采用。
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强度极大的工作，因而选择自动送料工业机器人设计作为毕业课题有着不同一般的实际生产意义。
2、学生应完成的任务完成论文开题，收集资料，完成论文大纲设计，完成论文初稿，审核后完成定稿任务，准备答辩。
3、论文各部分内容及时间分配：（共 25 周）第一部分开题阶段( 12 周) 第二部分设计阶段( 5 周) 第三部分定稿阶段( 4 周)评阅或答辩( 周)诚信承诺一、本论文是本人独立完成；二、本论文没有任何抄袭行为；三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩（评阅）资格。
承诺人（钢笔填写）：年月日目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1 机器人概述 (1)1.2 机器人的历史、现状 (3)1.3 机器人的发展趋势 (5)第2章机器人实验平台介绍及机械手的设计 (5)2.1自由度及关节 (6)2.2 基座及连杆 (6)2.2.1 基座 (6)2.2.2 大臂 (6)2.2.3 小臂 (7)2.3 机械手的设计 (7)2.4 驱动方式 (10)2.5 传动方式 (12)2.6 制动器 (13)第3章控制系统硬件 (14)3.1 控制系统模式的选择 (14)3.2 控制系统的搭建 (14)3.2.1 工控机 (15)3.2.2 数据采集卡 (15)3.2.3 伺服放大器 (16)3.2.4 端子板 (17)3.2.5电位器及其标定 (18)3.2.6电源 (21)第4章控制系统软件 (21)4.1预期的功能 (21)4.2实现方法 (21)4.2.1实时显示各个关节角及运动范围控制 (22)4.2.2直流电机的伺服控制 (22)4.2.3电机的自锁 (22)4.2.4示教编程及在线修改程序 (25)4.2.5设置参考点及回参考点 (26)第5章误差与性能提升分析 (26)5.1 误差分析 (26)5.2 性能提升分析 (27)结束语 (28)致谢 (29)参考文献 (30)西南交通大学网络教育毕业设计（论文）I摘要在现今大规模制造业中，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，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强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。
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、端子板电路的设计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。
关键词：机器人，示教编程，伺服，制动自动送料工业机器人设计第1章绪论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。
化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。
但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。
专用机床是大批量生产自动化的有效办法；程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。
但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。
机器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。
“工业机器人”（Industrial Robot）：多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置（国内称作工业机器人或通用机器人）。
机器人是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。
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。
目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人，而把工业机械人称为通用机器人。
简而言之，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。
机器人按照结构形式的不同又可分为多种类型，其中关节型机器人以其结构紧凑，所占空间体积小，相对工作空间最大，甚至能绕过基座周围的一些障碍物等这样一些特点，成为机器人中使用最多的一种结构形式，世界一些著名机器人的本体部分都采用这种机构形式的机器人。
要机器人像人一样拿取东西，最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、臂、关节等部分组成的抓取和移动机构——执行机构；像肌肉那样使手臂运动的驱动－传动系统；像大脑那样指挥手动作的控制系统。
这些系统的性能就决定了机器人的性能。
一般而言，机器人通常就是由执行机构、驱动－传动系统和控制系统这三部分组成，如图 1-1 所示。
图1-1 机器人的一般组成对于现代智能机器人而言，还具有智能系统，主要是感觉装置、视觉装置和语言识别装置等。
目前研究主要集中在赋予机器人“眼睛”，使它能识别物体和躲避障碍物，以及机器人的触觉装置。
机器人的这些组成部分并不是各自独立的，或者说并不是简单的叠加在一起，从而构成一个机器人的。
要实现机器人所期望实现的功能，机器人的各部分之间必然还存在着相互关联、相互影响和相互制约。
它们之间的相互关系如图1-2 所示。
图1-2 机器人各组成部分之间的关系机器人的机械系统主要由执行机构和驱动－传动系统组成。
执行机构是机器人赖以完成工作任务的实体，通常由连杆和关节组成，由驱动－传动系统提供动力，按控制系统的要求完成工作任务。
驱动－传动系统主要包括驱动机构和传动系统。
驱动机构提供机器人各关节所需要的动力，传动系统则将驱动力转换为满足机器人各关节力矩和运动所要求的驱动力或力矩。
有的文献则把机器人分为机械系统、驱动系统和控制系统三大部分。
其中的机械系统又叫操作机(Manipulator)，相当于本文中的执行机构部分。
1.2 机器人的历史、现状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（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。
随着工业机器人研究制造和应用领域不断扩大，国际性学术交流活动十分活跃，欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。
国际工业机器人会议ISIR决定每年召开一次会议，讨论和研究机器人的发展及应用问题。
目前，工业机器人主要用于装卸、搬运、焊接、铸锻和热处理等方面，无论数量、品种和性能方面还不能满足工业生产发展的需要。
使用工业机器人代替人工操作的，主要是在危险作业（广义的）、多粉尘、高温、噪声、工作空间狭小等不适于人工作业的环境。
在国外机械制造业中，工业机器人应用较多，发展较快。
目前主要应用于机床、模锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先制订的作业程序完成规定的操作，但还不具备传感反馈能力，不能应付外界的变化。
如发生某些偏离时，就将引起零部件甚至机器人本身的损坏。
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。
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。
然而，目前商品化的机器人系统多采用封闭结构的专用控制器，一般采用专用计算机作为上层主控计算机，使用专用机器人语言作为离线编程工具，采用专用微处理器，并将控制算法固化在EPROM中，这种专用系统很难（或不可能）集成外部硬件和软件。
修改封闭系统的代价是非常昂贵的，如果不进行重新设计，多数情况下技术上是不可能的。
解决这些问题的根本办法是研究和使用具有开放结构的机器人系统。
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。