基于工業(yè)機(jī)器人的玻璃纖維管自動(dòng)化鉆孔系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真,基于,工業(yè),機(jī)器人,玻璃纖維,自動(dòng)化,鉆孔,系統(tǒng),設(shè)計(jì),仿真 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 設(shè)計(jì)(論文)題目： 基于工業(yè)機(jī)器人的玻璃纖維管自動(dòng)化鉆孔系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 學(xué)生姓名： 二級(jí)學(xué)院： 班　　級(jí)： 提交日期： 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 目錄 目 錄 III 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 目錄 摘 要 III Abstract IV 1緒論 1 1.1課題設(shè)計(jì)背景及意義 1 1.2工業(yè)機(jī)器人概述 1 1.3國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展 2 1.4課題設(shè)計(jì)主要工作和內(nèi)容 3 2 方案分析 4 2.1管道鉆孔設(shè)備技術(shù)方案1 4 2.1.1方案說(shuō)明 4 2.1.2可能存在的問(wèn)題 5 2.2管道鉆孔設(shè)備技術(shù)方案2 5 2.2.1方案說(shuō)明 5 2.2.2可能存在的問(wèn)題 6 2.3管道鉆孔設(shè)備技術(shù)方案3 6 2.3.1方案說(shuō)明 6 2.3.2可能存在的問(wèn)題 7 3.方案確定與機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 3.1引言 8 3.2機(jī)器人設(shè)計(jì) 8 3.3 工業(yè)機(jī)器人的主要用途及技術(shù)參數(shù) 9 3.4 工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析 10 3.4.1設(shè)計(jì)要求 10 3.4.2設(shè)計(jì)方案 11 3.4.3 工業(yè)機(jī)器人主要零部件 11 3.5 工業(yè)機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì) 15 3.5.1 齒輪齒條傳動(dòng)的特點(diǎn) 16 3.5.2 齒輪齒條的計(jì)算 17 3.6 工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 3.6.1驅(qū)動(dòng)方式選擇 18 3.6.2 電機(jī)與減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算與選型 19 3.7 本章小結(jié) 20 4 自動(dòng)化鉆孔系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 21 4.1 Creo建模 21 4.1.1 機(jī)器人建模 21 4.2 自動(dòng)鉆孔系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建模 25 5 總結(jié)與展望 29 5.1 總結(jié) 29 5.2 展望 29 參考文獻(xiàn) 30 致謝 31 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 摘要 基于工業(yè)機(jī)器人的玻璃纖維管自動(dòng)化鉆孔系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真? 摘 要 隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，大大小小的企業(yè)也都引進(jìn)了機(jī)器人技術(shù)。本文主要闡述了六自由度機(jī)器人本體的總體構(gòu)成及其具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)機(jī)器人單關(guān)節(jié)位置進(jìn)行了簡(jiǎn)單的研究。 本課題來(lái)自企業(yè)橫向課題。該企業(yè)專門制造生產(chǎn)玻璃纖維管，需要在其圓周方向加工若干均布孔。由于管材尺寸較大且現(xiàn)有加工設(shè)備較低級(jí)，因此目前仍采用人工使用鋸片切割的形式加工，加工截面粗糙且精度較差。針對(duì)該加工對(duì)象，本課題考慮采用基于工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)開發(fā)自動(dòng)化鉆孔系統(tǒng)的模擬試驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)加工對(duì)象為比例縮小的管材，可以實(shí)現(xiàn)管材加工工位精確定位和鉆孔。內(nèi)容主要包括工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的建模與加工仿真。 本次設(shè)計(jì)主要利用Creo軟件對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行三維模型的建立，最后在裝配環(huán)境下實(shí)現(xiàn)每個(gè)零件的裝配及運(yùn)動(dòng)，選取幾個(gè)能鉆孔的的零界點(diǎn)，驗(yàn)證該方案的可行性。 關(guān)鍵字：工業(yè)機(jī)器人；精度；Creo；鉆孔 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 Abstract Based glass fiber tube drilling automation system design and simulation of industrial robot Abstract With the rapid development of modern industry, industrial robots are becoming more widespread, large and small companies have also introduced a robot technology. This article focuses on the overall composition and the specific design of the body of six degrees of freedom manipulator, and the manipulator single joint position for a simple study. This paper from the enterprise horizontal topic. The enterprise specializes in manufacturing glass fiber pipe production, the need for processing a plurality of holes uniformly distributed in the circumferential direction. Due to the larger size of the pipe and the existing processing equipment lower level, there is currently still using artificial form of blade cutting, machining sectional rough and poor accuracy. For the object to be processed, to consider this issue based on simulation test platform design and development of industrial robots, automated drilling system, the platform target for the scaled-down pipe, pipe processing stations can achieve precise positioning and drilling. Mainly including modeling and process simulation of industrial robot systems. The main advantage of Creo design software to build three-dimensional model for each module, and finally realize the assembly and movement of each part in the assembly environment, few can select zero boundary point of drilling, to verify the feasibility of the program. Keywords: Industrial robots; accuracy; Proe; drilling; IV 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第1章 緒論 1緒論 1.1課題設(shè)計(jì)背景及意義 由于現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)越來(lái)越成熟，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，很多企業(yè)都引用了機(jī)器人技術(shù)。 尤其是科技的不斷進(jìn)步與創(chuàng)新，傳統(tǒng)的生產(chǎn)關(guān)系已被打破，人類逐漸從生產(chǎn)勞動(dòng)中解放出來(lái)，被機(jī)械加工所取代，給而人類社會(huì)帶來(lái)了出巨大的財(cái)富，加速了人類社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，人類充分發(fā)揮自己的想象力與創(chuàng)新能力，在原有的基礎(chǔ)上加強(qiáng)了對(duì)于機(jī)械的制造與控制能力，擴(kuò)大了機(jī)械的應(yīng)用領(lǐng)域。而工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)與發(fā)展正是人類在使用機(jī)械進(jìn)行生產(chǎn)勞作史上的一個(gè)里程碑。 由于工業(yè)機(jī)器人的特殊性，使得其可以代替人類在各種惡劣的場(chǎng)合及一些需要長(zhǎng)時(shí)間工作的場(chǎng)合進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)，減少了對(duì)人的傷害，例如在焊接、涂裝、鑄造、涂裝和簡(jiǎn)單裝配等工序，以及一些特種加工部門，完成搬運(yùn)對(duì)人體有害物料或工藝操作。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用廣泛，不僅是為了保護(hù)人身安全，同時(shí)也能提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本和費(fèi)用，擴(kuò)大生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。因此，研究開發(fā)和設(shè)計(jì)推廣特種機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人，為社會(huì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有非常的現(xiàn)實(shí)意義。 1.2工業(yè)機(jī)器人概述 一臺(tái)典型的工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)、驅(qū)動(dòng)裝置和控制系統(tǒng)三部分組成。如圖1.1所示。 圖1.1 工業(yè)機(jī)器人的組成 操作機(jī)是機(jī)器人的骨架，主要起支撐作用和承載，并已符合人手臂的功能是把物體在太空中被逮捕或機(jī)械手段操作，包括基地，手臂，手腕和末端執(zhí)行器。機(jī)器人是固定相對(duì)于底座和承受各成分的力，主要是用于支撐手臂，手腕和調(diào)整端部執(zhí)行器，通過(guò)機(jī)器的操作，并連接到在手腕桿關(guān)節(jié)和筆記主要用于支持自由2-3旋轉(zhuǎn)度，也能夠擴(kuò)大該臂的工作范圍。端部執(zhí)行器，也被稱為手，該設(shè)備的操作是直接執(zhí)行的機(jī)器，也可以在必要時(shí)安裝夾具，工具，傳感器等。驅(qū)動(dòng)裝置肌肉機(jī)器人，是用于向機(jī)器人提供電力的部分原因，它主要用于操作所述驅(qū)動(dòng)單元被操作。控制系統(tǒng)是機(jī)器人的，主要是用于根據(jù)需要控制機(jī)器人的動(dòng)作的大腦中，控制系統(tǒng)通?？煞譃殚_環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)中，與快速的發(fā)展和進(jìn)步現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，許多工業(yè)機(jī)器人也開始采用電腦系統(tǒng)控制。 1.3國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展 工業(yè)機(jī)器人的誕生地是美國(guó)，其擁有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和先進(jìn)的技術(shù)，使得它在工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展中起到無(wú)可替代的作用。因而美國(guó)在一段時(shí)間內(nèi)掀起了研發(fā)工業(yè)機(jī)器人的狂潮，工業(yè)機(jī)器人研發(fā)與制造公司如雨后春筍般冒了出來(lái)?，F(xiàn)如今，Adept?Technologe?、Emersom?Industrial?Automation?等此類公司已經(jīng)站在了機(jī)器人行業(yè)的頂峰。 德國(guó)的制造技術(shù)處于世界一流水平，而在機(jī)器人研發(fā)與制造方面也沒(méi)有落后，僅次于日本和美國(guó)，居于世界第三，尤其在智能機(jī)器人的研究和應(yīng)用領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。而現(xiàn)在機(jī)器人正向著智能化與模塊化發(fā)展，德國(guó)的機(jī)器人有很大的發(fā)展前景及升值空間。 日系與歐系是世界上機(jī)器人生產(chǎn)商的兩大派系。兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)，適用于不同的場(chǎng)合?，F(xiàn)如今，ABB機(jī)器人公司的機(jī)器人產(chǎn)品遍布個(gè)行各業(yè)，廣泛應(yīng)用于各類生產(chǎn)加工及生活服務(wù)，極大的減少了人工的操作，提高了生產(chǎn)效率，增加了企業(yè)的利潤(rùn)。 我國(guó)由于在建國(guó)后政策上出現(xiàn)了一些重大失誤，錯(cuò)失了參與第二次科技革命的機(jī)會(huì)，使得我國(guó)工業(yè)機(jī)器人起步較晚，大約在上世紀(jì)70年代初期我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人發(fā)展大致可分為以下三個(gè)階段：70年代的起步期，80年代的成長(zhǎng)期和90年代的成熟期。雖然中國(guó)近幾年的發(fā)展很快，尤其是在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，已成為世界上第二大經(jīng)濟(jì)體，但是在一些機(jī)械及科研領(lǐng)域仍處于世界中下層，無(wú)法和國(guó)際同行相比。我國(guó)也有一些自主研發(fā)的工業(yè)機(jī)器人，如新松、華昌達(dá)等，但是市場(chǎng)占有率無(wú)法與國(guó)際同行相比，并且很多工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的核心技術(shù)也未曾掌握，阻礙了我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。 隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，機(jī)器人也向著智能化與模塊化方向發(fā)展，盡最大可能解放人的勞動(dòng)已不再是一個(gè)夢(mèng)或者少數(shù)行業(yè)巨頭的特權(quán)。機(jī)器人的智能化也極大的減少了企業(yè)在設(shè)備上的資金投入，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。這對(duì)于企業(yè)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步具有深遠(yuǎn)的影響。最近，科技行業(yè)公司谷歌也在大力收購(gòu)工業(yè)機(jī)器人公司，正是因?yàn)樗吹搅酥悄軝C(jī)器人廣闊的發(fā)展前景，通過(guò)結(jié)合自身在人工智能方面的優(yōu)勢(shì)，可以大力拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，為公司的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展鋪路。 1.4課題設(shè)計(jì)主要工作和內(nèi)容 本課題來(lái)自企業(yè)橫向課題。該企業(yè)專門制造生產(chǎn)玻璃纖維管，需要在其圓周方向加工若干均布孔。由于管材尺寸較大且現(xiàn)有加工設(shè)備較低級(jí)，因此目前仍采用人工使用鋸片切割的形式加工，加工截面粗糙且精度較差。針對(duì)該加工對(duì)象，本課題考慮采用基于工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)開發(fā)自動(dòng)化鉆孔系統(tǒng)的模擬試驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)加工對(duì)象為比例縮小的管材，可以實(shí)現(xiàn)管材加工工位精確定位和鉆孔。內(nèi)容主要包括工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的建模與分析。 31 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第2章 方案分析 2 方案分析 2.1管道鉆孔設(shè)備技術(shù)方案1 2.1.1方案說(shuō)明 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理如圖2.1所示。工作臺(tái)可沿軌道作軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，其上安裝有一個(gè)可沿圓管徑向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的鍵槽銑刀，圓管可作軸向雙向回轉(zhuǎn)。銑刀端部安裝有激光測(cè)距儀，用于檢測(cè)銑刀與圓管表面的距離，由銑刀的徑向進(jìn)給控制切割深度，通過(guò)工作臺(tái)的軸向進(jìn)給和圓管的軸向回轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)孔輪廓的切割。具體的孔輪廓加工路徑如圖2.2所示。 圖2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理 圖2.2 孔輪廓加工路徑圖 A點(diǎn)為鍵槽銑刀初始位置，C點(diǎn)為待加工孔徑的左極限位置。銑刀整個(gè)運(yùn)動(dòng)路徑可分4個(gè)階段：銑刀由A點(diǎn)——>O點(diǎn)的同時(shí)，圓管表面自上向下運(yùn)動(dòng)，則圓管表面在聯(lián)動(dòng)作用下形成AB圓?。汇姷队蒓點(diǎn)——>C點(diǎn)的同時(shí)，圓管表面自下向上運(yùn)動(dòng)，形成BC圓弧；銑刀C——>O時(shí)，圓管表面自下向上，形成CD圓??；銑刀O——>A時(shí)，圓管表面自上向下，形成DA圓弧，完成孔加工。 2.1.2可能存在的問(wèn)題 1.孔加工路徑是由工作臺(tái)的軸向進(jìn)給和圓管的軸向回轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)并插補(bǔ)形成的圓弧，因此需要圓管回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)也具有較高精度的位置和速度伺服，如現(xiàn)有設(shè)備不具有該功能，還需進(jìn)一步改造。 2.現(xiàn)有的加工設(shè)備具有一套數(shù)控系統(tǒng)，本方案的數(shù)控系統(tǒng)是需要獨(dú)立的還是和原有系統(tǒng)結(jié)合仍需作進(jìn)一步協(xié)商。 3.之所以控制鍵槽銑刀的切割深度是基于以下考慮：根據(jù)客戶的初步要求——打孔最好是在圓管仍在芯模上進(jìn)行，因此需避免銑刀切割時(shí)損傷芯模的情況，但由于加工誤差的因素，很可能出現(xiàn)打孔后仍有圓片與管道粘連的情況，因此在脫模后還需工人對(duì)孔輪廓部位進(jìn)一步修整。如果不要求圓管在芯模上打孔，則上述情況不存在。 2.2管道鉆孔設(shè)備技術(shù)方案2 2.2.1方案說(shuō)明 該方案結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理如圖2.3所示。與方案1不同的是，工作臺(tái)具有兩個(gè)自由度，即可沿軌道作軸向進(jìn)給和周向進(jìn)給，通過(guò)兩方向的聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)實(shí)現(xiàn)孔輪廓的加工。該方案不需圓管具有軸向回轉(zhuǎn)伺服功能。 圖2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理 2.2.2可能存在的問(wèn)題 1.現(xiàn)有的加工設(shè)備具有一套數(shù)控系統(tǒng)，本方案的數(shù)控系統(tǒng)是需要獨(dú)立的還是和原有系統(tǒng)結(jié)合仍需作進(jìn)一步協(xié)商。 2.與方案1中問(wèn)題3的情況相同。 2.3管道鉆孔設(shè)備技術(shù)方案3 2.3.1方案說(shuō)明 采用ABB或FUNAC六軸工業(yè)機(jī)器人，末端夾持鍵槽銑刀進(jìn)行鉆孔。通用性和柔性較好，如圖2.4所示。 圖2.4 工業(yè)機(jī)器人 2.3.2可能存在的問(wèn)題 1.成本較高。 2.一般工業(yè)機(jī)器人基座是固定的，要綜合考慮所要加工的孔間距范圍以及現(xiàn)有導(dǎo)軌車的承載能力等來(lái)確定采用該機(jī)器人的方式。如果孔間距不大，可采取固定工位。如果孔間距較大，可采用多個(gè)工業(yè)機(jī)器人（成本成倍增加）或機(jī)器人基座移動(dòng)（綜合考慮導(dǎo)軌車的承載能力、結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性對(duì)加工誤差的影響等）。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第3章 方案確定與機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.方案確定與機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1引言 ABB專門從事開發(fā)，生產(chǎn)機(jī)器人擁有30年的經(jīng)驗(yàn)，并已安裝了16萬(wàn)多套，在世界機(jī)器人。作為工業(yè)機(jī)器人的先驅(qū)和全球領(lǐng)先的工業(yè)機(jī)器人制造商之一，在瑞典，挪威和中國(guó)上海等地與機(jī)器人的研發(fā)，制造和銷售基地。 ABB于1974年設(shè)計(jì)了世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，并擁有世界上種類最多，最全面的機(jī)器人產(chǎn)品，技術(shù)和最大的整機(jī)銷售。 ABB領(lǐng)先不僅體現(xiàn)在市場(chǎng)份額，其龐大的規(guī)模，而且其長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光和巨大的研發(fā)投入。 本設(shè)計(jì)采用方案三的設(shè)計(jì)方案，使用ABB六軸工業(yè)機(jī)器人，末端夾持鍵槽銑刀進(jìn)行鉆孔。通用性和柔性較好。 圖3.1 IRB 4600 3.2機(jī)器人設(shè)計(jì) 機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn) （1） 精度高 工業(yè)機(jī)器人的精度高達(dá)0.05，其運(yùn)轉(zhuǎn)速度快，加工效率高，在擴(kuò)大產(chǎn)能、提升效率方面，擁有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，尤其擅長(zhǎng)應(yīng)用于點(diǎn)膠、機(jī)加工、測(cè)量、裝配及焊接等方面。此外，該機(jī)器人采用“所編即所得”的程序編寫機(jī)制，縮短了編程時(shí)間和生產(chǎn)周期。 在任何應(yīng)用場(chǎng)合下，尤其是當(dāng)新產(chǎn)品上線或生產(chǎn)線調(diào)整時(shí)，上訴編程功能可以最大限度地加快機(jī)器人的調(diào)試過(guò)程，減少生產(chǎn)線暫停時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 （2） 周期短 該機(jī)器人采用了最新優(yōu)化的設(shè)計(jì)，小巧輕便的機(jī)身，同類產(chǎn)品的最大加速度，其超快的運(yùn)行速度，由此產(chǎn)生的周期時(shí)間與行業(yè)可以減少25％最低標(biāo)準(zhǔn)相比相結(jié)合。操作上，機(jī)器人，同時(shí)避免在賽道上的障礙和路徑，可以始終保持最高加速度，從而提高生產(chǎn)力和效率。 （3） 范圍大 該機(jī)器人的工作范圍大，可實(shí)現(xiàn)以達(dá)到全面優(yōu)化的距離，周期時(shí)間，輔助設(shè)備等多個(gè)方面。機(jī)器人可與地面，傾斜，半支架等安裝倒靈活，以模擬最佳布局提供了極大便利。 （4） 機(jī)身纖巧 該機(jī)器人占地面積小，軸1轉(zhuǎn)座半徑短，軸3肘部纖細(xì)，小巧的上臂和下臂，手腕緊湊，這些特點(diǎn)使其成為同類產(chǎn)品中最“苗條”的機(jī)器人。在規(guī)劃生產(chǎn)裝置的布局，機(jī)器能走近從而降低了整個(gè)工作站面積，單位面積產(chǎn)量，提高工作效率。 3.3 工業(yè)機(jī)器人的主要用途及技術(shù)參數(shù) 在本文中，工業(yè)用機(jī)器人的設(shè)計(jì)是一個(gè)六自由度關(guān)節(jié)的工業(yè)機(jī)器人，設(shè)計(jì)機(jī)器人的額定負(fù)載為8千克，負(fù)載的主要類型定位恒定負(fù)載，末端工具為銑刀。 機(jī)器人技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)機(jī)器人制造商根據(jù)不同機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)提供不同的產(chǎn)品。一般情況下，工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)包括: （1）自由度的確定 為了確定在空間中的剛體位置，首先需要在這一點(diǎn)上剛體的選擇，并指定點(diǎn)的位置，這樣，三個(gè)數(shù)據(jù)，以確定該點(diǎn)的位置。然而，即使該對(duì)象的位置已被確定，有辦法來(lái)定位所選擇的點(diǎn)的姿態(tài)的對(duì)象無(wú)數(shù)。為了完全使對(duì)象定位，不僅要確定對(duì)象選定點(diǎn)的位置，而且還要確定對(duì)象的姿態(tài)，也就是六個(gè)數(shù)據(jù)完全確定該剛性物體的位置和姿態(tài)。 (2)精度 精度是指機(jī)器人到達(dá)指定點(diǎn)的精確程度。 (3)重復(fù)精度 重復(fù)性意味著，如果是重復(fù)的動(dòng)作，所述機(jī)器人的準(zhǔn)確位置來(lái)達(dá)到同樣的級(jí)別。驅(qū)動(dòng)機(jī)器人100被假定為達(dá)到同樣的倍的位置，因?yàn)樵S多因素會(huì)影響機(jī)器人的位置的精度，機(jī)器人可能不總是能夠準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)，但應(yīng)在相同的點(diǎn)作為中心的圓形 地區(qū)。 (4)運(yùn)動(dòng)范圍 運(yùn)動(dòng)的范圍是指機(jī)器人在工作區(qū)間能夠達(dá)到的最大距離。該機(jī)器人可以到達(dá)任何他們?cè)诠ぷ鲄^(qū)域（稱為智能點(diǎn)）的態(tài)度的許多觀點(diǎn)。然而，對(duì)于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)一些其他的范圍是接近極限點(diǎn)，你可以不指定任何姿勢(shì)（稱為非智能點(diǎn)）。運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍是它的長(zhǎng)度和配置功能。 (5)負(fù)荷能力 負(fù)載容量是在滿足其他性能要求的情況下，機(jī)械手能承載負(fù)荷重量，例如，工業(yè)機(jī)器人可能比它的額定負(fù)載容量的最大負(fù)載容量大得多，但在最大負(fù)荷時(shí)，機(jī)器人可能的工作精度降低，沿著預(yù)定的軌跡可能不準(zhǔn)確，或產(chǎn)生額外的偏差。用其自身的重量負(fù)載機(jī)器人往往是非常小的。 通過(guò)對(duì)多個(gè)國(guó)際知名品牌的工業(yè)機(jī)器人原型產(chǎn)品，樣品，綜合的結(jié)合研究分析，確定工業(yè)機(jī)器人的性能參數(shù)和結(jié)構(gòu)，見(jiàn)表3.1。 表3.1機(jī)器人的主要性能參數(shù) 名稱 IRB 4600型工業(yè)機(jī)器人 結(jié)構(gòu) 自由度 重復(fù)定位精度 最 大 動(dòng) 作 范 圍 最 大 速 度 S-軸(腰部回轉(zhuǎn)) L-軸(大臂) U-軸(小臂) R-軸(腕部扭轉(zhuǎn)) B-軸(腕部俯仰) T-軸(腕部回轉(zhuǎn)) 負(fù)載重量 末端最大速度 末端最大加速度 電氣連接 垂直多關(guān)節(jié) 6 ±0.14mm ±180° 200°/s +180°/-45° 200°/s +90°/-180° 260°/s ±180° 360°/s ±120° 360°/s ±360° 450°/s 6kg 2.5m/s 10m/s2 電源電壓 220-500V . 50/60HZ 功耗 1.8KW 3.4 工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析 3.4.1設(shè)計(jì)要求 工業(yè)機(jī)器人制造商主要生產(chǎn)目前提供在外觀上，或更低，有異曲同工之妙六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該是一致的。外國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)機(jī)器人參考經(jīng)典工業(yè)機(jī)器人，實(shí)際工作要做和系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)：即，其第一接頭旋轉(zhuǎn)軸線（所述的堿的旋轉(zhuǎn)軸），聯(lián)合第四的旋轉(zhuǎn)軸線，第六在同一平面上的關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)軸線（手腕安裝板的凸緣部的旋轉(zhuǎn)中心）;第二旋轉(zhuǎn)軸接頭，第三關(guān)節(jié)和轉(zhuǎn)動(dòng)是平行于每個(gè)第五關(guān)節(jié)軸的旋轉(zhuǎn)軸，并垂直于前面提到的平面上;此外，同時(shí)允許旋轉(zhuǎn)的第四關(guān)節(jié)軸，第五和旋轉(zhuǎn)接頭軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)的第六關(guān)節(jié)軸相交于一點(diǎn)。 本次設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)器人為關(guān)節(jié)型機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下特點(diǎn): (1) 一般可以將其設(shè)計(jì)為各個(gè)連桿之間首尾相連、末端沒(méi)有約束的開式連桿系。 (2)為了使機(jī)器人連桿得到恰當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)扭矩，其瞬態(tài)過(guò)程在時(shí)域內(nèi)的變化十分復(fù)雜，而且與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的反饋信號(hào)緊密聯(lián)系著。 (3)由于位姿的改變，連桿系的受力、剛度和動(dòng)態(tài)性能會(huì)發(fā)生改變，這樣會(huì)使得機(jī)器人在工作時(shí)容易出現(xiàn)隨機(jī)振動(dòng)與系統(tǒng)不穩(wěn)定的狀況。 3.4.2設(shè)計(jì)方案 該工業(yè)機(jī)器人的主要設(shè)計(jì)方案如下: 1、確定機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度 由于本次機(jī)器人實(shí)現(xiàn)的是鉆孔加工，所以對(duì)工業(yè)機(jī)器人的精度及速度穩(wěn)定性有很高的要求，并且使機(jī)器人盡可能在實(shí)際工作空間里內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)，所以確定工業(yè)機(jī)器人有六個(gè)自由度。 2、根據(jù)機(jī)器人的自由度，制定機(jī)器人的整體框架結(jié)構(gòu) 由于機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件多且運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，在操作時(shí)會(huì)出現(xiàn)沖擊和振動(dòng)，所以采用最小運(yùn)動(dòng)慣量原則。 3、根據(jù)總體框架結(jié)構(gòu)，確定主要零部件的結(jié)構(gòu)尺寸 因?yàn)槭滞?、前臂機(jī)械系統(tǒng)都是高強(qiáng)度的材料，所以零件的質(zhì)量必須要小。韋德達(dá)到設(shè)計(jì)要求，杠桿必須選擇正確的橫截面形狀和大小，從而增加了接觸軸承剛度和剛性。 4、虛擬裝配 對(duì)零部件單個(gè)三維建模完成后，在Creo中進(jìn)行虛擬裝配，在裝配過(guò)程中，檢查零件間的配合關(guān)系和干涉檢查，便于對(duì)機(jī)器人進(jìn)行整體評(píng)估。 5、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)分析 通過(guò)手動(dòng)的移動(dòng)機(jī)器人到幾個(gè)比較難到達(dá)的關(guān)鍵點(diǎn)，觀察干涉情況，最終判斷機(jī)器人的實(shí)際工作情況。 3.4.3 工業(yè)機(jī)器人主要零部件 根據(jù)產(chǎn)品加工要求，在機(jī)器人模型的大體尺寸確定后，開始設(shè)計(jì)機(jī)器人本體各關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)，機(jī)器人本體零件與裝配體機(jī)構(gòu)如圖3.2～3.8所示。各部件組成和功能描述如下： 圖3.2 基座結(jié)構(gòu)參數(shù)圖 圖3.3 腰部結(jié)構(gòu)參數(shù)圖 圖3.4 大臂結(jié)構(gòu)參數(shù)圖 圖3.5 肘部結(jié)構(gòu)參數(shù)圖 圖3.6 小臂結(jié)構(gòu)參數(shù)圖 圖3.7 手腕結(jié)構(gòu)參數(shù)圖 圖3.8 機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)裝配圖 1 基座；2 腰部；3 大臂；4 肘部；5小臂；6 手腕。 圖3.8是工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，是在三維繪圖軟件Creo中完成的。設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了降低物理樣機(jī)成本和提高加工效率，所以大部分零件采用標(biāo)準(zhǔn)件。整機(jī)包括基座、腰部、大臂、肘部、小臂和腕部六大組件。 3.5 工業(yè)機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì) 如圖3.9所示，機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)也被稱為機(jī)器人導(dǎo)軌或機(jī)器人第7軸，其 運(yùn)動(dòng)方式是通過(guò)機(jī)器人移動(dòng)基座平臺(tái)上的交流電機(jī)通過(guò)齒輪齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)器人在平臺(tái)左右兩條直線導(dǎo)軌上水平移動(dòng)，兩條直線導(dǎo)軌同時(shí)可以起到導(dǎo)同作用，買現(xiàn)機(jī)器人沿機(jī)身航問(wèn)的直線移動(dòng)。移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)沿工業(yè)機(jī)器人在體內(nèi)標(biāo)題方向的移動(dòng)空間拉伸，極大地增加了有效的工作空間機(jī)器人，以確保沿著廣泛機(jī)器人本體航向的方向，大批量的預(yù)鉆孔的可能性。 圖3.9 機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái) 3.5.1 齒輪齒條傳動(dòng)的特點(diǎn) 齒輪做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，齒條做直線運(yùn)動(dòng)，齒輪可以看作一個(gè)齒數(shù)無(wú)窮多的齒條的一部分，這時(shí)齒輪的各圓均變?yōu)橹本€。齒條直線的速度v與齒輪的分度圓直徑d、轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系為 （ d—齒輪分度圓直徑，mm；N—齒輪轉(zhuǎn)速，r/min） 嚙合線與齒輪的基圓相切，由于齒條的基圓為無(wú)窮大，所以嚙合線與齒條基圓的切點(diǎn)在無(wú)窮遠(yuǎn)處。齒輪與齒條嚙合時(shí)，不論是否標(biāo)準(zhǔn)安裝（齒輪與齒條標(biāo)準(zhǔn)安裝即為齒輪的分度圓與齒條的分度圓相切），其嚙合角恒等于齒輪分度圓壓力角，也等于齒條的齒形角；齒輪的節(jié)圓也恒與分度圓重合。只是在非標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，齒條的節(jié)線與分度線不再重合。 齒輪與齒條正確嚙合條件是基圓齒距相等，齒條的基圓齒距是其兩相鄰齒廓同側(cè)直線的垂直距離，即。 齒輪與齒條的實(shí)際嚙合線為，即齒條頂線及齒輪齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)及之間的長(zhǎng)度。 圖4.9 齒輪齒條嚙合 3.5.2 齒輪齒條的計(jì)算 表3.2 齒輪齒條的計(jì)算 項(xiàng)目名稱 計(jì)算公式及代號(hào) 齒輪齒條數(shù)值 齒輪齒數(shù) 48 模數(shù) 2 螺旋角 基本齒廓 壓力角 齒頂高系數(shù) 1 頂隙系數(shù) 0.25 齒輪變位系數(shù) 0.418 尺寬 齒輪 45 齒條 50 齒條長(zhǎng)度 8000 主要幾何參數(shù)計(jì)算 項(xiàng)目名稱 計(jì)算公式及代號(hào) 轉(zhuǎn)齒輪齒條數(shù)值 齒輪分度圓直徑 96 齒頂高 齒輪 2.836 齒條 2 齒根高 齒輪 1.664 齒條 2.5 齒高 齒輪 4.5 齒條 齒輪中心到齒條中心距 4.5 齒距 6.238 齒條齒數(shù) 1283 3.6 工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.6.1驅(qū)動(dòng)方式選擇 機(jī)器人的每個(gè)關(guān)節(jié)需要一定的驅(qū)動(dòng)裝置以驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)裝置，該可以是電氣，液壓或者氣動(dòng)的。其中機(jī)器人采用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不僅根據(jù)應(yīng)用的實(shí)際需要的機(jī)器人的定位精度，速度和加速度控制，而且還有工業(yè)機(jī)器人的制造成本，控制器等因素的綜合考慮的復(fù)雜性。機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)每個(gè)關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)裝置可能也不是采用單一的驅(qū)動(dòng)方式，可以是不同驅(qū)動(dòng)方式的結(jié)合，從而獲得較高的性能價(jià)格比。下面就給出各種驅(qū)動(dòng)方式的比較如表3.3，以作為選取伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)方式的依據(jù)。 表3.3 各種驅(qū)動(dòng)方式比較 比較內(nèi)容 驅(qū)動(dòng)方式 機(jī)械 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 氣壓 液壓 異步或直流電機(jī) 伺服電機(jī) 輸出力矩 較大 較大 較小 較小 較大 控制性能 速度可高可低，機(jī)構(gòu)控制，定位精度高， 控制性能較差，慣性大，不易精確定位 控制性能良好，能精確定位，但控制系統(tǒng)復(fù)雜 精確定位較困難，低速時(shí)易控制 壓力流量易控制，能無(wú)極調(diào)速，反應(yīng)迅速，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制 應(yīng)用范圍 自由度較少的機(jī)器人 高負(fù)載低速機(jī)器人 可用于程序復(fù)雜和運(yùn)動(dòng)軌跡要求嚴(yán)格的小型機(jī)器人 中小型機(jī)器人 適用范圍廣，尤其是重型機(jī)器人 3.6.2 電機(jī)與減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算與選型 主要根據(jù)的扭矩大功率伺服電機(jī)的性能參數(shù)兩個(gè)方面，一般選擇如下：首先確定相關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)和技術(shù)方案;其次，計(jì)算靜載荷扭矩伺服馬達(dá)，伺服馬達(dá)，以確定初始選擇，電動(dòng)機(jī)的功率的最終計(jì)算。只是保證電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于或小于預(yù)選電動(dòng)機(jī)的額定功率，或確保該電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩大于預(yù)選電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩等于或更少。 以基座電機(jī)為例，在機(jī)器人極限條件下進(jìn)行計(jì)算的：設(shè)機(jī)器人腰部、大臂、小臂以及手腕（帶最大負(fù)載）繞各自重心軸的傳動(dòng)慣量為： 、、、，根據(jù)機(jī)器人靜力學(xué)分析，可得繞第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 其中，、、、（分別為27kg、22kg、25kg、9kg（末端最大負(fù)載8kg））各組件的質(zhì)量、、、分別為各自重心到第一關(guān)節(jié)原點(diǎn)的距離，從建模軟件中可以很容易得出這些數(shù)據(jù)，具體結(jié)果算出來(lái)為0.084、0.320、0.681、0.985，而在繞各自中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中，可以忽略不計(jì)，所以，腰部承受的最大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為: 電機(jī)轉(zhuǎn)矩，取回轉(zhuǎn)加速度為，則需要的轉(zhuǎn)矩為: 考慮到摩擦力矩，取安全系數(shù)為1.5，因此可定為190N·m。 基座減速器需要輸出的轉(zhuǎn)矩為190N· m，同時(shí)，該關(guān)節(jié)的最大輸出轉(zhuǎn)速20r / min ,假設(shè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000r / min 。假設(shè)減速器的轉(zhuǎn)動(dòng)效率為月η=80% , RV減速器選擇日本帝人公司RV-20E-5 ,額定輸出轉(zhuǎn)矩231N·m，轉(zhuǎn)速比105:1，輸入功率為: 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，初步選定伺服電機(jī)，根據(jù)日本安川伺服電機(jī)公司提供的參數(shù)，選取系列的SGMAH-08A型電機(jī)，額定輸出為750W ,額定轉(zhuǎn)速為3000r / min ,額定扭矩為2.39N·m ,瞬時(shí)最大加速扭矩7.16N·m，電機(jī)折算到減速器輸出端的額定轉(zhuǎn)速約為為30r / min，滿足關(guān)節(jié)的最大輸出轉(zhuǎn)速。 依照這種方法對(duì)第二關(guān)節(jié)進(jìn)行分析，以大臂與腰部的連接面的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，重新取得各關(guān)節(jié)到第二關(guān)節(jié)原點(diǎn)的距離，取最大加速度為，乘以按系統(tǒng)數(shù)1.5，計(jì)算出承受在該關(guān)節(jié)上的最大轉(zhuǎn)矩為130.4N·m;其余關(guān)節(jié)也用類似方法去進(jìn)行計(jì)算出第三、四、五關(guān)節(jié)的最大轉(zhuǎn)矩為13.1N·m、12.4N·m、0.92N·m。最后一個(gè)關(guān)節(jié)受轉(zhuǎn)矩影響較小，可以忽略不計(jì)。 根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，參考伺服電機(jī)的參數(shù)，大臂俯仰關(guān)節(jié)采用子V系列的SGMAH-04A型電機(jī)，額定轉(zhuǎn)速為3000r / min ,額定扭矩為1.27N·m ,瞬時(shí)最大加速扭矩3.82N·m ，RV減速器為帝人公司RV-20E，額定輸出轉(zhuǎn)矩為167N·m，額定轉(zhuǎn)速3000r / min。三、四關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩大小相近，采用同一款伺服電機(jī)SGMAH-01，能承受額定扭矩0.381N·m，減速器采用Harmonic Drive的CSD-20型諧波減速器，減速比100:1，最大輸出扭矩28N·m，最大輸入轉(zhuǎn)速6500r / min。五、六關(guān)節(jié)力矩較小，采用SGMAH-A3型電機(jī)，額定扭矩0.095N·m，減速器采用Harmonic Drive的CSD-14型諧波減速器，減速比80:1，最大輸出扭矩5.4N·m。 3.7 本章小結(jié) 本章首先對(duì)鉆孔方案進(jìn)行選擇，著重介紹了關(guān)節(jié)型多白由度工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在確定好工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)技術(shù)參數(shù)后，對(duì)該機(jī)器人進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，運(yùn)用目前通用的CAD三維設(shè)計(jì)軟件Creo對(duì)工業(yè)機(jī)器人的各主要零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并裝配成完整的機(jī)器人模型。分析了當(dāng)今主要的工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的類型，最終選擇了交流伺服電機(jī)配合減速器的方式去驅(qū)動(dòng)機(jī)器人，根據(jù)靜力學(xué)的分析，對(duì)腰部與基座之間所需的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了計(jì)算，通過(guò)詢問(wèn)指導(dǎo)老師和查閱資料，確定了合理的電機(jī)與減速器的型號(hào)，并用此方法，確定了其余關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速的型號(hào)。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第4章 自動(dòng)化鉆孔系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 4 自動(dòng)化鉆孔系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 4.1 Creo建模 4.1.1 機(jī)器人建模 1、打開Creo2.0，新建零件模型，通過(guò)【拉伸】、【旋轉(zhuǎn)】、【陣列】等命令對(duì)機(jī)器人基座進(jìn)行設(shè)計(jì)建模，如圖4.1所示。 圖4.1 機(jī)器人基座 2、新建零件模型，通過(guò)【拉伸】、【旋轉(zhuǎn)】、【陣列】等命令對(duì)機(jī)器人腰部進(jìn)行設(shè)計(jì)建模，如圖4.2所示。 圖4.2 機(jī)器人腰部 3、新建零件模型，通過(guò)【拉伸】、【旋轉(zhuǎn)】等命令對(duì)機(jī)器人大臂進(jìn)行設(shè)計(jì)建模，如圖4.3所示。 圖4.3 機(jī)器人大臂 4、新建零件模型，通過(guò)【拉伸】、【旋轉(zhuǎn)】等命令對(duì)機(jī)器人肘部進(jìn)行設(shè)計(jì)建模，如圖4.4所示。 圖4.4 機(jī)器人肘部 5、新建零件模型，通過(guò)【拉伸】、【旋轉(zhuǎn)】等命令對(duì)機(jī)器人小臂進(jìn)行設(shè)計(jì)建模，如圖4.5所示。 圖4.5 機(jī)器人小臂 6、 新建零件模型，通過(guò)【拉伸】、【旋轉(zhuǎn)】等命令對(duì)機(jī)器人手腕進(jìn)行設(shè)計(jì)建模，如圖4.6所示。 圖4.6 機(jī)器人手腕 7、新建裝配模型，通過(guò)【銷】連接將機(jī)械手臂的六個(gè)軸裝配在一起，并實(shí)現(xiàn)六個(gè)軸之間能相互轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖4.7所示。 圖4.7 機(jī)械手臂裝配圖 4.2 自動(dòng)鉆孔系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建模 通過(guò)設(shè)計(jì)建模與簡(jiǎn)單的動(dòng)作分析，得出本次設(shè)計(jì)自動(dòng)鉆孔系統(tǒng)的模型圖如下圖4.8～4.14所示。 圖4.8 自動(dòng)鉆孔系統(tǒng)的整體布局圖 圖4.9 機(jī)器人零點(diǎn)位置 圖4.10 機(jī)器人待鉆孔位置 圖4.11 機(jī)器人鉆孔“A”位置 圖4.12 機(jī)器人鉆孔”B”位置 圖4.13 機(jī)器人鉆孔”C”位置 圖4.14 機(jī)器人鉆孔”D”位置 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第5章 總結(jié)與展望 通過(guò)在Creo軟件的虛擬環(huán)境下，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器人到達(dá)幾個(gè)鉆孔過(guò)程中的臨界點(diǎn)，已驗(yàn)證此設(shè)計(jì)的可行性，簡(jiǎn)單直觀。 5 總結(jié)與展望 5.1 總結(jié) 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅更加全面系統(tǒng)的回顧了已學(xué)內(nèi)容，同時(shí)在搜索資料的過(guò)程中也收獲了許多課外知識(shí)，開拓了知識(shí)面，了解了未來(lái)機(jī)械加工的發(fā)展方向，使本人在專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐操作方面有了質(zhì)的飛躍。 本文設(shè)計(jì)的主要目的是對(duì)玻璃纖維管的鉆孔設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，為此，我們最初也提出了三種方案，然后在與指導(dǎo)老師研究談?wù)撨^(guò)后，我們選擇的運(yùn)用ABB機(jī)器人末端夾持銑刀進(jìn)行輪廓鉆孔。配合小車導(dǎo)軌，最終實(shí)現(xiàn)鉆孔的自動(dòng)化。以下為本文的主要獲得結(jié)果： 1、 根據(jù)實(shí)際加工需要，結(jié)合現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀，確定了機(jī)器人的工作參數(shù)，完成設(shè)計(jì)方案。 2、 分析了當(dāng)今主要的工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的類型，最終選擇了用交流伺服電機(jī)配合減速器的方式作為機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)電機(jī)與減速機(jī)的參數(shù)進(jìn)行了驗(yàn)算，選擇了安川伺服電機(jī)與諧波減速器(RV減速器)的型號(hào)，確保結(jié)果符合要求。 3、 結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)要求，設(shè)計(jì)出整個(gè)鉆孔設(shè)備的結(jié)構(gòu)。 5.2 展望 本文主要在機(jī)器人及其整個(gè)鉆孔設(shè)備的模型上進(jìn)行了研究，由于時(shí)間和能力有限，在各關(guān)節(jié)力的計(jì)算上和運(yùn)動(dòng)仿真上存在一些問(wèn)題，下面針對(duì)這套系統(tǒng)做出一些展望： 1、 進(jìn)一步完善機(jī)器人的本體設(shè)計(jì)，是的機(jī)器人結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化。 2、 進(jìn)一步完善機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，選擇性能更優(yōu)越的伺服電機(jī)和減速器。 3、 學(xué)習(xí)模擬仿真軟件，對(duì)整套設(shè)備進(jìn)行虛擬的模擬仿真，已驗(yàn)證方案的最終可行性。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) [1] 曹文祥, 馮雪梅. 工業(yè)機(jī)器人研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì). 機(jī)械制造, 2011, 558(49):41~43 [2] 陳煥明, 熊震宇, 劉頻. 弧焊機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn). 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào), 2008, 42(Sup): 25~31 [3] 張牧, 李亮玉, 王天琪等. 基于 SolidWorks 的海洋平臺(tái)導(dǎo)管架弧焊機(jī)器人離線編程系統(tǒng). 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào), 2008, 42(Sup): 7~9 [4] 胡廣勝, 吳向陽(yáng), 李波. 高速列車轉(zhuǎn)向架焊接機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的分析與開發(fā). 金屬加工, 2011, 4: 58~60 [5] 周青松. 噴涂機(jī)器人人機(jī)交互及離線編程系統(tǒng)的研究: [碩士論文]. 廣州: 華南理工大學(xué)圖書館, 2010. 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