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摘要
本文对涂装机器人-机身系统设计展开了研究，阐述了涂装机器人的发展与应用，以及其特点和组成，未来发展趋势。根据任务书要求确定了涂装机器人的总体方案，尤其是机身系统的各个部件的设计计算。电机的选择，齿轮的设计计算以及强度校核，轴的设计计算和强度校核，轴承的选择和寿命校核，以及联轴器的选择和校核，键的设计和强度校核。简述了腰部内部电缆安装方式。最后运用CAD等软件设计图纸并进行结构优化。
关键词涂装机器人总体设计机身设计
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解君之忧
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Painting Robot - Airframe Systems Design
Abstract
This article on the painting robot - launched a research body system, described the development and application of coating robot,And its characteristics and composition，Future trends.According to the mission statement calls for the identification of the painting robot's overall program,Airframe Systems Design and calculation of the various components
in particular.Motor choice，Gear design and strength check calculation, Shaft design calculation and strength check，Check bearing and life choices,and the coupling of selection and verification,Key design and strength check.Outlined within the cable installation waist.Finally, we use software such as CAD design drawings and structural optimization.
Keywords Painting robot The overall design Fuselage design
目录
1 引言 (1)
1.1 喷漆机器人的研究及应用 (1)
1.2 喷漆机器人发展趋势 (2)
1.3 课题总结 (2)
2 喷漆机器人总体设计 (3)
2.1 喷漆机器人坐标系的确定 (3)
2.2 工作空间设计 (3)
2.3 驱动方式的确定 (4)
2.4 传动方式的确定 (5)
3 机身设计 (7)
3.1 步进电机选择 (7)
3.2 齿轮设计与计算 (12)
3.3 轴的设计与计算 (20)
3.4 轴承的校核 (28)
3.5 键的选择和校核 (32)
3.6 机身结构的设计 (33)
结束语 (34)
致谢 (35)
参考文献 (36)
1 引言
1.1 喷漆机器人的研究及应用
1.1.1 概述
当今，为了提高产率，保障产品质量，企业的高程度自动化生产要求各类工业机器人在自动化生产线上扮演着非常重要的角色。并且，工业机器人的种类及技术水平的提高在很大程度上对促进该国工业自动化有着巨大意义。
在制造许多像汽车、家具及家用电器等耐用产品的过程中，油漆或者其他涂料的喷涂是一道非常重要的工序。对一个产品而言，涂料的均匀性对其质量有着非常大的影响，自然地，喷涂质量高，所以工作稳定性好的喷漆机器人应运而生[1]。
与人力相比，喷漆机器人工作稳定，效率高，其工作强度及工作环境的适应能力上都有着巨大优势。而机身的优劣更是机器人能否稳定并且高效地工作的决定因素[2]。
本课题设计的喷漆机器人机身是整个机器人的基础。机身运动的平稳性关系到整个机器人喷漆工作时的稳定性及工作效率。
1.1.2 喷漆机器人的发展应用
早在1975年,喷漆机器人已在应用。由于能够代替人在危险恶劣的环境下进行喷涂作业，所以喷漆机器人日益广泛应用于汽车车体、仪表、家电产品、陶瓷和各种塑料制品的喷涂作业[3～5]。
目前，机器人发展正走向多样化、高智能的方向。机器人的技术正向具有行走能力、多种感觉能力以及对作业环境的自适应能力方面发展。美国机器人技术的研究水平处于领先地位。而同时日本生产的机器人在数量种类方面居世界首位[3]。
我国机器人技术起步晚，总的来看，我国制造工业机器人的技术比国外差相当大的水准，例如：可靠性较低；应用领域狭隘；应用规模较小。现在，我国生产喷漆机器人前都是应用户的请求去专门的设计，品种和规格繁冗、零部件通用化程度较低、这样成本太高，而且喷涂的质量、可靠性不稳定。因此产业化前期迫切需要解决一些关键的技术，全面地进行进行产品规划，系列化、通用化、模化设计等[6～10]。
近年来，国内汽车行业的迅速发展使得机器人喷漆技术水准得到很大提高。中国已研制出的喷漆机器人中，EP-500S型电动机的喷涂机器人已成功应用于中、小型电动机、汽车后桥、照明灯、卫生陶瓷和电器开关的喷涂作业[11]。
经过多年的发展，喷漆机器人尤其在在汽车产业中，以其稳定效率的喷涂技术而广受青睐。
当下，喷漆机器人在速度、精度、可靠性、操作和维修方面的水准不断提高。控制系统向也在向基于计算机的开式控制方向发展，便于标准化、网络化；元件高度集成，控制装置小型化，结构采用模块化；大大提高了系统的稳定性、操作性与可维修性[14]。
随着喷涂精度，稳定性能的要求越来越高，除传统的位置、速度、等传感器外，视觉、声觉、力觉、触觉等多种传感器开始广泛应用于喷漆机器人中，并且水准日渐成熟。不仅如此，操作者远端作业要求虚拟技术在机器人中的作用不再局限于仿真、预演，甚至可以用于过程控制，使人产生身临其境感觉来操纵机器人[15]。
随着机器人智能化水准的提高，喷漆机器人的应用领域也在不断地扩大，从汽车制造业到其他各制造业，喷漆机器人在提高产品表面质量方面发挥着重要作用[12～14]。
1.3 课题总结
本文论证了总体方案，采用关节型坐标机器人方案，驱动方式为步进电机驱动，利用齿轮传动实现机身的转动，利用滚珠丝杠螺母副配合实现臂的摆动，而腕部的动作利用链轮与锥齿轮传动，手把手示教方式。
确定总体方案后，并进行了机身系统的设计：利用步进电机驱动，为使电机转矩达到负载要求，利用二级齿轮减速传动使步进电机降低转速提高转矩，并利用一对圆锥齿轮啮合改变电机的传动方向，避免电机倒置造成上下结构干涉。机身外壳拟用铸铁HT250铸造，外形及型腔尺寸由内部结构决定。
由设计任务书，该喷漆机器人具有5个自由度，采用步进电机驱动，工作负载重量2.5 kg，各部件的运动范围为：机身±120o；大臂前俯30o，后仰10o；小臂俯仰±30o；腕转±120o；腕摆±120o，工作空间为 2600×800×1600 mm3，重复定位精度±3mm～±6 mm。
2.1 喷漆机器人坐标系的确定
常见的机器人坐标形式分为以下几种：
（1）直角（笛卡尔）坐标型
机器人的主体结构的关节都是移动关节
直角坐标形式结构简单，刚度高；关节之间运动相互独立，没有耦合作用。
（2）圆柱坐标型
圆柱坐标形式又两个滑动关节和一个旋转关节来确定位置，再附加一个旋转关节来确定部件的姿态，工作范围呈圆柱形状。
该形式的机器人可以绕一个中心轴旋转一个角，工作范围可以扩大，切计算简单；柱坐标移动座可沿柱坐标移动导轨上下移动;柱坐标移动导轨配合其他机构可以抬高机器作业高度。
（3）球坐标型
球坐标形式即用一个滑动关节和两个旋转关节来确定部件的位置，再用一个附加的旋转关节确定部件的姿态。
这种形式的机器人可以绕中心轴旋转，中心支架附近的工作范围大。
（4）关节型
该坐标形式三个自由度均为回转运动，构成机器人的回转运动、俯仰运动和偏转运动。
应用多关节形式：旋转：完成机身周向运动；俯仰：大臂及小臂调节喷枪与待喷涂面的夹角，最后利用腕部的平动调节最合适的喷涂角度。使得该形式机器人动作灵活，符合总体方案要求。
基于以上，该喷漆机器人设计应用多关节坐标形式。
2.2 工作空间设计
图2.1是机器人工作空间的示意图。
图2.1 喷漆机器人工作空间示意图
图中，1l ,2l 分别为大臂、小臂的长度；
1min θ ,1max θ分别为大臂的仰俯角度； 2min θ ,2max θ分别为小臂的仰俯角度。
由喷漆机器人工作空间的示意图，得到工作空间的范围：长×宽×高=2800×800×16003mm 。
由此计算：
()()
mm 160030cos 30cos 50cos 10cos 2121=--+
l l l l
mm 140030sin 21=+l l 圆整后得到的大、小臂长度为： mm 8001=l
mm 10002=l
2.3 驱动方式的确定
常见的驱动方式按动力元件不同可分为电动驱动、液动驱动和气动驱动三种。其对应的驱动元件为电动机、液压马达及液压缸、气缸及气马达。
（1） 步进电动机驱动：该驱动适合中等负载，尤其适合动作复杂，运动轨迹精度要求高的工业机器人。
（2） 液压驱动：液压系统介质的可压缩性小，工作平稳可靠，位置精度高且该
传动较易实现自动控制。但是，工作性能会受高温受到影响；存在液压油泄漏，防爆等问题。
（3）气压驱动：压缩空气粘度小，可以满足高速要求；并且作为介质的空气对不存在污染；另外，低工作压力降低制造要求。但是该种工作特性难以在不增大结构条件下提供大工作压力；速度难以控制使得稳定性能差；且排气时会带来噪音。
由精度和输出功率等综合考虑，选用电机驱动。而在设计喷漆机器人选用电动机的时对其性能一般考量以下几个方面：
机器人的灵巧、质轻要求所选电动机小而轻；机器人的可维护性要求所选电机在实际工作中不必维护直至报废；除此之外，电机良好的稳定性、响应快速、控制方便及可适应各种可能工作环境尤为重要。
由于伺服电动机的电刷易磨损造成火花放电，驱动功率较大且价额昂贵；相反，步进电动机的运行步距角与且只与脉冲频率成正比；并且它结构简单、精度高、调速范围大、工作响应灵敏。
基于以上，喷漆机器人驱动方式选用步进电机驱动。
2.4 传动方式的确定
机器人常用的传动方式如下所示：
直线传动：
齿轮齿条装置：通常齿条固定不动，当齿轮传动时，齿轮轴连同托板沿齿条方向做直线运动，从而将齿轮的旋转运动转换成托板的直线运动，托板由导轨支承。但是回差较大
普通丝杠：该驱动由一个旋转的精密丝杠驱动一个螺母沿丝杠轴向移动。但是普通丝杠摩擦力较大，效率低，惯性大，在低速时容易产生爬行现象，而且精度低，回差大，机器人很少应用。
滚珠丝杠：滚珠丝杠摩擦小，运动响应速度快，传动效率高消除低速时产生的爬行现象，若在装配时施加一定预紧力还可以消除回差。
旋转传动：
齿轮链结构：齿轮链传动不但可以传递运动角位移和角速度，而且可以传递力和力矩。但是齿隙误差会带来系统的不稳定性。
皮带结构：皮带柔性好，价格便宜。
同步齿带结构：同步齿带传动精度高适合动作精度要求高的传动。
根据对以上各种传动方式的特点和应用场合等分析，针对喷漆机器人，机身的转动采用两级齿轮传动；大臂和小臂的摆动采取步进电机驱动滚珠丝杠来实现；腕部的转动通过一级链传动和一级锥齿轮传动来实现；腕部的摆动直接通过两级链传动来实现。为减轻自重，将小臂电机装在机身转盘上，同时将腕部的电机安装在大臂的底部以降低重心。大臂电机安装在电机支撑架上，机身自身驱动电机安装在箱体上，减轻支撑架的负载，提高运行精度。总体结构如图2.2所示。
1——小臂体 2——手腕 3——大臂体 4——步进电机（大臂用）
5——步进电机（小臂用） 6——步进电机（机身用） 7——机身
8——步进电机（手腕俯仰用） 9——步进电机（手腕摇摆用）
图2.2 喷漆机器人的总体装配示意图。
3 机身设计
机身系统部件的结构设计。
（1） 支撑架的设计 支撑架主要承载大小臂上所有零件的重量，左端设计大臂平衡弹簧的固定连接孔，右端设计大臂驱动电机支撑架。考虑机身回转时的偏心力，合理设计支撑架与回转轴的连接，采用柱销式连接，两边用螺钉紧固。同时设计一个支撑圆盘加以固定，使其转动更加平衡。为了减轻自重，选用ZL401材料。
（2） 机座的设计
机座在中间轴对应的位置处加工一个轴承固定座，其他无特殊要求。
机身系统的内部设计主要是对传动系统的各部件进行设计计算与校核，其设计计算主要参照《机械设计》[14]。
3.1 步进电机选择
3.1.1 计算输出轴的转矩
摩惯M M M += （3.1） 启
小大自）（t J J J M ω++= （3.2） M 摩≈0.1M （3.3） r v =ω （3.4） 3
2m l J =细杆 （3.5） 4
2ml J =圆盘 （3.6） M 惯——惯性力矩
M 摩 ——摩擦力矩
ω ——输出轴转动角速度
大J ——大臂转动惯量
小J ——小臂转动惯量
自J ——机身自身转动惯量
t 启——启动时间
t 启=0.5s
v =0.8m/s l =0.5m ==r
v ω 1.6 rad/s 当大小臂的位置关系如图3.1所示位置时，大小臂处于动作可以达到的极限位置，此时需要的M 数值最大。
图3.1 大小臂处于极限位置
由同组成员计算出的大臂质量及相关大臂相对中心线oa 的垂直距离l 得出：
?=30sin 1l l =400mm ，
大m =30kg ，
代入式（3.5）得：
3
21l m J 大大==1.6kg ?m 2 由同组组员算出的小臂质量及相关小臂相对oa 线的垂直距离2l 得出：
2l =1000mm ，
m 小=20kg ，
代入式（3.5）得：
3
22l m J 小小==6.67kg ?m 2
圆盘铝合金圆盘V m ρ=
圆盘圆盘圆盘h S V =
2π圆盘圆盘r S = 5.0==l r 圆盘m
计算相关机身设计数值得出：92=圆盘m kg
代入式（3.6）得：
4
2l m J 圆盘自==5.75kg ?m 2 代入（3.2）得到M 惯=44.86N ?m 带入（3.1）得到
M =49.85N ?m
M 电机= / M i η=6.86N ?m
选择二级圆柱齿轮减速器i=9
43
321ηηηη??= （3.7） 1η=0.99 ——联轴器传动效率
2η=0.96 ——齿轮传动效率
3η=0.98 ——轴承传动效率
代入式（3.7）得到：
=η0.807
3.1.2 确定各轴传动比
总传动比12i i i =?=9 ，根据推荐的传动副传动比合理范围，取： 高速级传动比1i =3 ，低速级传动比2i =3
3.1.3 传动装置的运动和动力参数
由图3.2，各轴由高速至低速依次设计为Ⅰ轴（输入轴）、Ⅱ轴（中间轴）、Ⅲ轴（输出轴）。
课程设计任务书 （ 2015 级） 目录 摘要------------------------------------------------------4 引言------------------------------------------------------5 任务书-----------------------------------------------------6 第一章 我国机器人技术的发展概况------------------------------------7 第二章机器人的总体设计解剖 1.1资料的收集与阐述-----------------------------------------7 1.2机器人工作原理简介 1.总体设计剖------------------------------------------------8 2.伺服电机的剖析--------------------------------------------9 第三章机器人总体设计综述 ---------------------------------12 1、1设计课题的阐述-----------------------------------------12 1、2单片机的选择-------------------------------------------12 1、3主控板部分简介-----------------------------------------12 第四章机器人的总体设计方案与部分简介 1、1设计方案-----------------------------------------------13 1、2各部分功能及原理简介-----------------------------------13 第五章机器人的原理图设计、仿真及电路板制作 1、1机器人的原理图设计-------------------------------------15 1、2电源部分-----------------------------------------------16 1、3稳压电源部分-------------------------------------------16 1、5接口电路部分-------------------------------------------17 1、6单片机最小系统和ISP在线编程---------------------------18 1、9电路板制作---------------------------------------------18 第六章机器人电路板的调试与结论
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Abstract Nowadays most paint contains benzene．The benzene is very volatile，toxic and carcinogenic．It does harm to the workers heavily when the protection is absent．So different kinds of painting robots appeared and developed greatly． A joint type painting robot was designed in this paper．It had six degrees of freedom．The wrist had three degrees of freedom and the other joints had three degrees of freedom．The painting robot’s joints were driven by hydraulic pressure ． Parallelogram structure was used in the robot．The hydraulic cylinder which was installed on the waist turning table droved the forearm indirectly through the parallelogram structure．The structure avoided installing the hydraulic cylinder directly on the joint to reduce the forearm’s weight．So the burden of the hydraulic cylinder which drive the upper arm and the waist were reduced．Also this structure made the forearm realize balance itself and reduce the static torque．Aluminum alloy was used greatly in the robot，so the weight of the robot was reduced．Also the dynamic performance was improved． Keywords：painting robot；joint；structure design 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢50
全套设计通过答辩优秀CAD图纸QQ 36396305 XX学院 毕业设计说明书(论文) 作者: 学号： 学院(系): 专业: 题目: 重载搬运机器人本体结构设计【六自由 度机械手】 2015 年5月
全套设计通过答辩优秀CAD图纸QQ 36396305 毕业设计说明书（论文）中文摘要 机械手是一种典型的机电一体化产品，搬运机械手是机械手研究领域的热点。研究搬运机械手需要结合机械、电子、信息论、人工智能、生物学以及计算机等诸多学科知识，同时其自身的发展也促进了这些学科的发展。 本文对一种使用在搬运机械手的结构进行设计，并完成总装配图和零件图的绘制。要求对机械手模型进行力学分析，估算各关节所需转矩和功率，完成电机和减速器的选型。其次从电机和减速器的连接和固定出发，设计关节结构，并对机构中的重要连接件进行强度校核。 关键词：结构设计，机器臂，关节型机械手，结构分析
毕业设计说明书（论文）外文摘要
目录 1 绪论 (1) 1.1 引言 (2) 1.2 搬运机械手研究概况 (3) 1.2.1 国外研究现状 (3) 1.2.2 国内研究现状 (4) 1.4 搬运机械手的总体结构 (5) 1.5 主要内容 (5) 2 总体方案设计 (6) 2.1 机械手工程概述 (6) 2.2 工业机械手总体设计方案论述 (7) 2.3 机械手机械传动原理 (8) 2.4 机械手总体方案设计 (8) 2.5 本章小结 (10) 3 机械手大臂结构设计 (1) 3.1 大臂部结构设计的基本要求 (1) 3.2 大臂部结构设计 (2) 3.3 大臂电机及减速器选型 (2) 3.4 减速器参数的计算 (3) 3.5承载能力的计算 (7) 3.5.1 柔轮齿面的接触强度的计算 (7) 3.5.2 柔轮疲劳强度的计算 (7) 3.6 轴的计算校核 (8) 3.7 大臂的平衡设计 (11) 3.7.1 弹簧的受力分析 (11) 3.7.2 弹簧的设计计算 (14) 4机械手小臂结构设计 (18) 4.1 腕部设计 (18) 4.2 小臂部结构设计 (31)
SCARA平面关节式装配机器人设计与简单编程 姓名：杨群 学校 : 大连民族学院 学院：机电信息工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 学号：2008022226
摘要：机器人应用水平是一个国家工业自动化水平的重要标志。本文所谈机器人主要指工业装配机器人，既具有操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置，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自动化生产设备。本文重点介绍了SCARA装配机器人机械本体设计、原理流程图及简单的编程。 关键词:装配机器人设计；原理流程图；简单编程
目录 第一章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 装配机器人现状及发展趋势 (2) 1.2.1装配机器人现状 (2) 1.2.2装配机器人发展趋势 (3) 第二章SCARA装配机器人机械本体设计 (4) 2.1装配机器人系统总体设计 (4) 2.1.1环保压缩机生产线装配机器人功能需求分析 (4) 2.2 机械结构方案设计 (6) 2.3 关节一（大臂）机械结构设计 (8) 2.4 关节二（小臂）机械结构设计 (9) 2.5 三四关节机械结构设计 (10) 第三章原理流程图 (13) 3.1 面向机器人装配设计与规划的集成框架 (13) 第四章简单编程 (16) 4.1 常用编程语言 (16) 4.2 V AL-II语言 (16) 4.2.1 V AL-II语言介绍 (16) 4.2.2 V AL-II系统框图 (17) 4.2.3 V AL-II系统框图说明 (17) 4.3 V AL-II程序举例 (19) 第五章结论与展望 (20) 5.1全文总结 (20) 5.2 后期展望 (21)
1引言 1.1设计目的 机器人可以干人不愿意干的事，把人从有毒的、有害的、高温的或危险的，这样的环境中解放出来，同时机器人可以干不好干的活，比方说在汽车生产线上我们看到工人天天拿着一百多公斤的焊钳,一天焊几千个点，就重复性的劳动，一方面他很累，但是产品的质量仍然很低；另一方面机器人干人干不了的活，这也是非常重要的机器人发展的一个理由，比方说人们对太空的认识，人上不去的时候，叫机器人上天，上月球，以及到海洋，进入到人体的小机器人，以及在微观环境下，对原子分子进行搬迁的机器人，都是人们不可达的工作。 机器人是一个具有有类人的功能，比如说作业功能；感知功能；行走功能；还能完成各种动作，还有一个特点是根据人的编程能自动的工作，这里一个显著的特点，就是可以编程，改变工作、动作、工作的对象和工作的一些要求。是人造的机器或机械电子装置，所以这种机器人仍然是个机器。但是目前还没有一个统一的有关机器人定义，一般来说认为机器人是计算机控制的可以编程的目前能够完成某种工作或可以移动的自动化机械，这是美国工程师协会定的一个定义，但日本和其他国家也对机器人有不同的看法，从完整的更为深远的机器人定义来看，应该更强调机器人智能，所以又提出来机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。那么这给机器人提出来更高层次的要求，所以要求设计出机器人。 1.2设计背景 首先我介绍一下机器人产生的背景，机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，也同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中，各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。 另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。 “迎宾机器人”是一个机电结合的制作。在现实当中，当客人来到门口时，会向客人热情的说一句“欢迎光临”，同时记下进入人数，同样当有客人从门口离
喷涂机器人项目规划设计方案 投资分析/实施方案
报告说明— 该喷涂机器人项目计划总投资3688.91万元，其中：固定资产投资2879.05万元，占项目总投资的78.05%；流动资金809.86万元，占项目总投资的21.95%。 达产年营业收入7696.00万元，总成本费用5939.17万元，税金及附加68.99万元，利润总额1756.83万元，利税总额2068.14万元，税后净利润1317.62万元，达产年纳税总额750.52万元；达产年投资利润率47.62%，投资利税率56.06%，投资回报率35.72%，全部投资回收期4.30年，提供就业职位122个。 喷涂机器人是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人。喷漆机器人主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成，液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源，如油泵、油箱和电机等。喷漆机器人广泛用于汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门。
第一章项目基本情况 一、项目概况 （一）项目名称及背景 喷涂机器人项目 （二）项目选址 某经济园区 项目建设区域以城市总体规划为依据，布局相对独立，便于集中开展科研、生产经营和管理活动，并且统筹考虑用地与城市发展的关系，与项目建设地的建成区有较方便的联系。 （三）项目用地规模 项目总用地面积9978.32平方米（折合约14.96亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数60.32%，建筑容积率1.07，建设区域绿化覆盖率7.28%，固定资产投资强度192.45万元/亩。 （五）土建工程指标
项目净用地面积9978.32平方米，建筑物基底占地面积6018.92平方米，总建筑面积10676.80平方米，其中：规划建设主体工程7576.52平方米，项目规划绿化面积776.85平方米。 （六）设备选型方案 项目计划购置设备共计100台（套），设备购置费1292.86万元。 （七）节能分析 1、项目年用电量1011135.28千瓦时，折合124.27吨标准煤。 2、项目年总用水量4194.49立方米，折合0.36吨标准煤。 3、“喷涂机器人项目投资建设项目”，年用电量1011135.28千瓦时，年总用水量4194.49立方米，项目年综合总耗能量（当量值）124.63吨标 准煤/年。达产年综合节能量39.36吨标准煤/年，项目总节能率23.14%， 能源利用效果良好。 （八）环境保护 项目符合某经济园区发展规划，符合某经济园区产业结构调整规划和 国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不会对区域生态环境产生明 显的影响。 （九）项目总投资及资金构成 项目预计总投资3688.91万元，其中：固定资产投资2879.05万元， 占项目总投资的78.05%；流动资金809.86万元，占项目总投资的21.95%。
搬运机器人 设计 班级: 学号:
搬运机器人能够模仿人手部的部分动作，按照设定的程序、轨迹和要求，代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，实现一些人工不可能完成的工作，这不仅可以使人手避免出 现可能的危险情况，保障生产安全，还能促进工作线的流水化，提高了工作效率，降低了劳动强度，改善了劳动环境，已经成为现代制造业中不可或缺的一种自动化装置。 本机器人用于生产线上工件的自动搬运，下图为机器人动作 示意图，机械手按下述顺序周而复始地工作： 图九朋机械手工也吓意图 根据对机器人的工艺过程及控制要求分析，机械手的动作过程如图所示： 原点__彳下降——彳夹紧——彳上升——彳慢遇I__彳快进I 慢退k—上升k——放松k——下降k—FiSa 快退——慢堪
亠、搬运机械手总体结构设计 （1）该机器人采用圆柱坐标型，具有三个自由度，即手臂的 伸长、缩短，手臂的上升、下降和整体旋转。 （2）该机器人采用液压驱动，其具有体积小、质量轻、结构紧凑、传动平稳、操作简单、安全、经济、易于实现过载保护且液压元件能够自行润滑等一系列优点。 （3）在控制方式选择上，由于其功能只是在两个传送带之间搬移工件，运动简单，控制要求不高，因此采用点位控制方式。 （4）此搬运机器人是在两个工作台之间搬运工件，其动作比较简单，选用电位器进行定位。 （5）此机器人应用于自动生产线上，因此，它应该能够按照控制程序自动运行,即具有自动运行模式。 二、搬运机械手机械结构设计 1、机身设计 因为圆柱坐标式机器人把回转与升降两个自由度归属于机身，所以设计回转与升降机身，选用旋转液压缸与升降液压缸单独驱动的回转型机身，如图1所示，升降液压缸在上，旋转液压缸在下。 2、臂部设计 采用双导向杆的臂部伸缩结构。缸体直接固定在升降立柱上，活塞杆与两根导向杆连接一起组成伸缩臂，由于活塞杆与导 向杆全部藏在缸体内，油管也从活塞杆内部通过，其特点是结构 紧凑，外观整洁。结构如图2所示
搬运机器人结构设计与分析 摘要 在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，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。 本课题主要对搬运机器人的机械部分展开讨论，对原有的机械结构提出了新的改进方法，并把现在的新技术应用到本课题中，从而使得搬运机器人更加适用于现在的工业工作环境。通过详细了解搬运机器人在工业上的应用现状，提出了具体的搬运机器人设计要求，并根据搬运机器人各部分的设计原则，进行了系统总体方案设计以及包括：机器人的手部、腕部、臂部、腰部在的机械结构设计。此搬运机器人的驱动源来自液压系统，执行元件包括：柱塞式液压缸、摆动液压缸、伸缩式液压缸等。通过液压缸的运动来实现搬运机器人的各关节运动，进而实现搬运机器人的实际作业。 关键词：搬运机器人；液压系统；机械结构设计；操作
Abstract In the modern large-scale manufacturing industry,enterprises to improve productivity, and,guarantee product quality, as an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. Industrial robot technology standards and application level, to a certain extent, reflect a level of national industrial automation. Currently, Industrial robot mainly tasked with welding, spraying, handling and stacking, repetitive and intensity of significant work. The subject of the main part of the handling of their machinery discussions, and on the original mechanical structure proposed for the new improved method, which makes the handling robot is more applicable to the present industrial working environment.Through a detailed understanding of the robot in the industrial application,to propose specific handling robot design requirements,and according to the robot design principles of various parts, for the system as well as including:the robot's hand, wrist, arm, waist, the design of mechanical structures.The transfer robot driven by the source from the hydraulic system, and the implementation of components including:plunger hydraulic cylinders, hydraulic cylinders, swing, telescopic hydraulic cylinders, etc.Through the hydraulic cylinder movements to implement the joint transport robot motion,And realize the operational handling robot. Keywords：Transfer robot；Hydraulic System；Mechanical Design；Operating
机器人自动喷涂设计方案 1、设计思想 金属喷涂设备采用机器人自动喷涂，利用电动转台运输工件及辅助机器人喷涂。 2、设计思想概述 2 .1金属喷涂设备的组成 设备由火焰喷涂设备、机械手（瑞士ABB）、电动转台，及管路组成。 2.1.1、火焰喷涂设备的组成及相关技术数据 火焰喷涂设备的组成： 由丝材火焰喷枪与24V电动输送系统组成
5、工作原理： 火焰喷涂设备的气体金属线材喷枪是采用氧-乙炔气为热源，电马达为动力，将单根金属丝不断地送入高温火焰区熔化后雾化，喷向经过预处理的工件表面，形成涂层的一种专用设备。本设备具有送丝精确，稳定，用气量少。涂层质量优良，特别适合喷涂高熔点的金属丝材和机械零部件的修复工作。 3、机械手自动喷涂系统 采用瑞士（ABB）进口机器人， IRB 4600的精度为同类产品之最，其操作速度更快，废品率更低，在扩大产能、提升效率方面，将起到举足轻重的作用，尤其适合弧焊、喷涂等工艺应用。其高精度由专利的TrueMoveTM运动控制软件实现。 IRB4600采用优化设计，机身紧凑轻巧，节拍时间与行业 标准相比可缩减多达25%。专利的QuickMoveTM运动控制 软件使其加速度达到同类最高，并实现速度最大化，从而
提高产能与效率。 IRB 4600工作范围超大，安装方式灵活，可轻松直达目标 设备，不会干扰辅助设备。优化机器人安装，是提升生产 效率的有效手段。模拟工艺布局时，灵活的安装方式 更能带来极大的便利。 ABB工业机器人防护计划之周全居业内领先水平。IRB4600标准型达到IP67防护等级，该机型机身紧凑，荷重能力强，设计优化，适合弧焊、物料搬运、喷涂、上下料等目标应用。可灵活选择落地、壁挂、支架、斜置、倒置等安装方式。该产品灵敏可靠，故障率低等优点，根据不同需要的喷涂产品，选择预先设定好的程序，在人机界面上选择需要的程序，机器人自动完成喷涂的整个流程。 机器人固定在金属喷涂房室内，臂展2410mm，采用专用夹具固定火焰喷枪结构。机器人＋专有喷涂软件构成，达到更好的喷涂效果。 电动转台采用变频器控制，匀速转动，把待喷工件按固定位置放在旋转转台上面，启动火焰喷枪装置，机器人就位，此时，电动转台匀速转动，机器人按照预先设定程序运行，完成整套喷涂过程。 火焰喷涂系统采用电动送丝装置，火焰喷枪安装在机器人喷涂臂上，喷枪上部安装自动点火装置。供气系统装置布置在室外，供气管路采用无缝钢管供气，管路安装防回火装置与调压阀。氧气存放区放置在车间内部、乙炔存放区放置在车间外部，存放区制作防倒装置，
喷涂机械手开题报告图文 机器人是一种能够进行编程并在自动控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置。机器人技术作为二十一世纪非常重要的技术，与网路技术、通信技术、基因技术、虚拟现实技术等一样，属于高新技术。它涉及的学科有材料科学、控制技术、传感器技术、计算机技术、微电子技术、通讯技术、人工智能、仿生学等等很多学科机械臂作为机器人最主要的执行机构，对它的研究越来越受到工程技术人员的关注。 一个机械臂系统主要包括机械、硬件和软件、算法这四个部分。到具体设计需要考虑结构设计、控制系统设计、运动学分析、动力学分析、轨迹规划研究、路径规划研究、运动学动力学仿真等部分。对于一套轻便型机械臂的研发，需要把各个部分紧密联系，互相协调设计。随着时代的进步，机器臂技术的应用越来越普及，已逐渐渗透到军事、航天、医疗、日常生活及教育娱乐等各个领域。目前实际应用的绝大多数机器臂都是固定在基座上的，它们只能固定在某一位置上进行操作，因而其应用范围多限于工业生产中的重复性工作。于是实际生产生活中迫切需要一种活动空间大，能适用于各种复杂环境和任务的可移动机器人。由于移动机器人工作空间大、运动灵活等优点，对它们的研究也是越来越多，但是这种机器人很多都是实现移动的，并没有可控制的
手臂，所以没有抓取物体的功能。为了让移动机器人能够完成简单的作业，在它上面安装两只轻型服务型机械臂显的尤其必要。 机械臂的研究最早可追溯到 20 世纪 40 年代，美国Argonne＆Oak Ridge 国家实验室开发了用于处理放射性物质的遥控机械操作手。1954 年，美国的 GeorgeDevol 首先把远程控制器的杆结构与数控铣床的伺服轴结合起来，研制出了第一台通用机械臂。1978 年,Devol 的 Unimation 公司(现在叫 Staubli Unimation)推出通用工业机器人 PUMA，标志着工业机器人技术已经完全成熟。这属于第一代机器臂，这类机器臂主要是指能以“示教—再现”方式工作的工业机器人。智能机器人和第一代工业机器人不一样，它具有像人那样的感觉、识别、推理、判断能力，可以根据外界条件的变化，对自己的工作做相应的调整。如果修改程序的原则由人预先给以规定，这种智能机器人便是初级智能机器人，即第二代机器人。这种智机器臂技术也逐渐成熟，走向实用。在工业生产中，许多用于组装的机器臂，便是这类机器臂。 从 20 世纪 40 年代机械臂诞生到现在，已经有 70 多年了，随着时间的推移对机械臂的研究热度非但没有减弱，相反对它的研究是越来越深入。图 1-2 显示出机械臂应用的一些场合。比如：航天、喷漆、弧焊、医疗等都用到了机
机械制造装备设计说明书 设计日期：2015年6月16日
前言 机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。
目录 1、机器人型号.................................................................................. 错误！未定义书签。 2、关节机械原理图 ....................................................................... 错误！未定义书签。 3、各关节运动范围及最快速度 (4) 4、拆装过程 (6) 5、零件明细表 (6) 6、所拆关节减速器工作原理 ....................................................................................... 小结.......................................................................................................................................... 参考文献................................................................................................. 错误！未定义书签。
工业机器人自动喷涂生产线参数设计工业机器人自动喷涂生产线参数设计 1.喷涂机器人的简介 喷涂机器人主要是集成了喷涂工艺系统和防爆系统的工业机器人，可以根据不同的工件采用不同的程序对工件的表面进行油漆的喷涂，机器人的程序可以由人工根据工件的形状预先示教(编写好程序)而成，也可以由专业的模拟软件根据工件的模型先在电脑中运用专业的模拟软件(如robot-studio)进行模拟然后再将模拟的程序从电脑导至机器人控制器，从而可以节省大量的现场调试时间和新产品开发周期。根据国内外多家客户使用证明，喷涂机器人在机车诸多应用中不仅可以大大提高生产效率，改善员工的工作环境，并且可以节省大量的运营成本，提高工件品质。针对机车表面颜色多变的要求，机器人还可以配置换色阀，可以对油漆进行快速的切换，节省换漆时对管路和喷枪的清洗时间。 2.机器人喷涂的优势 1)降低运营成本，减少原料的浪费，提高成品率 喷涂机器人集成了喷涂工艺系统(IPS)，可以提高油漆喷漆的上漆率，提高油漆的利用率。机器人喷涂可以根据工件的宽度调节不同的喷幅，比如在喷涂车厢大面积平喷涂可以采用200MM的扇幅，而在喷涂例如一些边缝时，则可以采用小的扇幅，如50MM。并且在喷涂过程中，可以自由的开关枪，不需要改变机器人的喷涂程序，可以节省油漆的消耗量，并且极其方便。 由于机器人喷涂的高精度，如ABB IRB5400和IRB5500的重复精度达到 0.15MM，因此机器人喷涂的膜厚的精度可以达到正负3UM。相比人工的喷涂，既可以提高机车表面的成膜质量与一致性，提高成品率，减少修补工作量，又可以节省油漆。
特别是在要求严格的场合，油漆的流量可以实现闭环控制，即机器人在喷漆的过程中会根据流量计自动检测当前流量并且与设定流量进行对比，根据信号的反馈值自动调节流量阀的开度，以达到精确控制流量的目的。 双组份油漆可以采用预混(即油漆和固化剂预先配好)，也可以采用喷枪前混合。采用喷枪前混合可以减少油漆的浪费，因为当油漆和固化剂配好之后，如果有任何问题暂时停喷涂时，油漆会固化，而油漆和固化剂在喷枪前混合则可以避免这种情况发生。 人工喷涂时，操作人员站在三维工作小车上工作，当操作人员喷完一处工件时，三维小车移动将操作人员带至下一处需要喷涂处，由于此时漆膜未干，小车移动时容易产生灰尘，而导致机车表面漆膜的颗粒。而机器人喷涂则可以避免这个问题。由于机器人导轨位于喷漆室的边上，因此不会产生灰尘污染工件，机器人本体采用无尘型的设计，不会污染工件表面的漆膜。 2)增强生产柔性 柔性生产是针对大规模生产的弊端而提出的新型生产模式。即生产系统能对市场需求变化作出快速的适应。如当需要生产一款新的车型时，可以在设计阶段就采用电脑模拟，得出相应的参数，为生产做好准备，可以节省新产品的交货时间。此外，可以将若干车型的喷涂程序预先编辑好，在以后的生产中，针对某一种车型可以采用某一个程序，减少生产过程不必要的过渡时间。 满足安全法规，改善健康安全条件，减少工人职业病的发生 机器人的应用，大大减少了工人在喷漆室喷枪用润滑油 喷枪清洁组刚刷 2)喷枪座 3)喷枪过滤器 4)喷枪保养零件组