生产线装配机器人手臂设计

I摘要状配是产品生产的后续工序,在制造业中占有重要地位,在人力、物力、财力消耗中占有很大比例，所以为了节约装配时间，实现装配的自动化，装配机器人应运而生。本文介绍了装配机器人的设计过程，其中绪论中介绍了设计的背景和意义，还有简要的设计要求，然后根据设计要求先进行机器人的总体设计，接着针对每个部分进行了具体的结构设计，最后为该机器人设计了一套单片机控制系统。所设计的机器人为关节型机器人，自由度为六个；应用步进电机来驱动每个关节的运动；在减速器设计中应用了结构紧凑的谐波齿轮减速；在传动过程应用了同步带传动；机器人的控制系统为基于单片机STC89C52的控制步进电机的控制系统。关键词：工业机器人；谐波齿轮减速；单片机控制；生产线IIAbstractAssemblyisafollow-upproductionprocessesinthemanufacturingsector,whichplaysanimportantroleinthemanufacturing.Ittakesalargeproportionintheconsumptionofhuman,materialandfinancial,soinordertosaveassemblytime,toachievetheautomationoftheassembly,theassemblyrobotcameintobeing.Thisarticledescribesthedesignprocessoftheassemblyrobot.Therearethebackgroundandsignificanceofthedesignintheintroduction,whichfollowedbyabriefdesignrequirements.Andthenitisdescribedtheoveralldesignoftherobotaccordingtotherequirements,andthentheconcretestructuredesign.Finally,amicrocomputercontrolsystemfortherobotisdesigned.Therobotisarticulatedrobotof6degreesoffreedom.Steppermotorisappliedindrivingthemovementofeachjoint.Theharmonicgearisappliedinthecompactdesign.Timingbeltisusedinthetransmissionprocess.ThecontrolsystemwhichmainlycontrolsthesteppermotorsisbasedonmicrocontrollerSTC89C52Keywords:Industrialrobots;harmonicgear;microcomputercontrol;productionlineIII目录摘要..........................................................................................................................................IAbstract..................................................................................................................................II第1章绪论...........................................................................................................................11.1装配机器人的概念........................................................................................................11.2工业机器人的分类........................................................................................................11.3工业机器人的基本结构................................................................................................21.4装配机器人发展现状....................................................................................................21.5装配机器人发展趋势....................................................................................................41.6课题研究的意义与内容................................................................................................5第2章装配机器人的总体设计...........................................................................................72.1设计目标和设计内容....................................................................................................72.2设计方案........................................................................................................................72.2.1运动方案的确定....................................................................................................72.2.2传动方式的确定....................................................................................................82.2.3驱动电机的选择....................................................................................................9第3章装配机器人手臂各部分的结构设计...................................................................103.1基本设计参数............................................................................................................103.2机器人各关节力和力矩的计算................................................................................103.3机器人各关节结构的设计........................................................................................133.3.1关节1（腰部）的结构设计...............................................................................133.3.3关节3的结构设计.................................................................错误!未定义书签。3.3.4手腕的结构设计.....................................................................错误!未定义书签。3.3.5手爪的结构设计.....................................................................错误!未定义书签。第4章装配机器人控制系统硬件设计.............................................................................204.1控制电路各芯片的选择.............................................................................................204.2控制电路原理图的设计.............................................................................................24结论.......................................................................................................................................25致谢.......................................................................................................................................26参考文献...............................................................................................................................27哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计-1-第1章绪论1.1装配机器人的概念设计所指的装配机器人是工业机器人的一种。所谓工业机器人，就是一种具有自动控制操作移动功能，能完成各种作业的可编程的机电一体化产品。也可称为机器人操作臂、机器人臂、机械手等。从外形来看，它和人的手臂相似，是由一系列刚性连杆通过一系列柔性关节交替连接而成的开式链。这些连杆就像人的骨架，分别类似于胸、上臂和下臂，工业机器人的关节相当于人的肩关节、肘关节和腕关节，如图1-1所示。操作臂的前端装有末端执行器或相应的工具。也常称为手或手抓。手抓是由两个或多个手指所组成，手指可以“开”或“合”，实现抓取动作和细微操作。综上所述，装配机器人就是指应用在自动化生产线通过计算机控制能够完成所要求的装配任务的工业机器人。突1-1工业机器人基本结构图1.2工业机器人的分类哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计-2-工业机器人按发展历史的演变顺序可分类三类，第一代机器人、第二代机器人和第三代机器人。第一代机器人具有示教再现的功能后具有可编程NC装置，设有位置、速度、力等内部