摘要：工业自动化的历史是以技术手段的快速更新为特征的。工业机器人在21世纪毫无疑问是一种独特的设备，工业机器人正在引导工业自动化向一个新的领域过渡。机器人技术涵盖计算机、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，是当今研究领域十分重视的课题，机器人在很多领域都得到广泛应用。

本毕业设计是以现有打磨技术和机器人技术为基础，设计一个用于空间任意曲面磨削的机器人，分析了工业机器人的分类、历史以及发展趋势。从打磨的主要工件入手，分析完成打磨功能要求的机器人运动学分析，计算打磨过程中机器人各关节的受力、速度及加速度的变化规律，进行了各杆件长度计算、结构形状设计、结构件材料的选择和参数的确定。完成了机器人本体设计、J1关节装配设计、J1关节零件详细设计、各零件的三维造型设计和机器人本体的三维实体造型设计。

关键词：六自由度机器人；磨削机；复杂曲面；打磨

 

目 录

摘 要

ABSTRACT

1 绪论-1

1.1 机器人简介-1

1.2 工业机器人发展过程及现状-1

1.3 打磨行业现状及发展-3

1.4 打磨工业机器人的设计内容和要求-4

1.5 本次毕业设计机器人参数要求-6

1.6 毕业设计的完成过程-6

2 机构设计-9

2.1 打磨工件的区域和路径设计-9

2.2  工业机器人总体设计-11

2.3 各个杆件的长度选定-12

2.4 操作机的各部分功能简介-13

2.5 驱动方式的选择-13

2.6 减速器设计和选用-16

2.7 机器人材料的选择-18

2.8 传动机构的设计和选用-19

2.9 小结-20

3 六轴机器人运动学分析-21

3.1 点的位置描述-21

3.2 刚体位姿的描述-21

3.3 关节空间的轨迹规划-22

3.5 逆向运动学及实例-23

3.6 小结-24

4 本体设计-25

4.1 打磨机的设计-25

4.2 六个自由度部件的整体设计-32

4.2.1  J6轴的设计-32

4.2.2  J5轴设计-33

4.2.3  J4轴设计-34

4.2.4  J3轴设计-35

4.2.5  J2轴设计-36

4.2.6  J1轴设计-37

4.3 J1轴的详细设计-37

4.3.1 机器人传动方案得选择-37

4.3.2  伺服电机的选择-39

4.4 涡轮涡杆的设计和校核-41

4.4.1 按齿面接触强度设计-41

4.4.2 计算中心距-42

4.4.3 主要参数及尺寸-43

4.4.4 齿根弯曲疲劳强度校核-43

4.5 小结-44

5 总 结-46

6 参考文献-47