工业机器人机械手及其控制系统设计.doc

工业机器人机械手及其控制系统设计 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。本技术在工业、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。 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。 在设计工业机器人机械手及其控制系统时，需要考虑以下几个方面： 1. 机械手的机构设计：机械手爪的结构和模型的设计，需要考虑生产过程的实际需求和机械手爪的运动特性。 2. 驱动和传动方式的设计：根据机械手爪的运动特性和生产过程的需求，选择合适的驱动和传动方式，以提高生产效率和产品质量。 3. 控制系统的设计：控制系统是工业机器人的核心组成部分，需要设计合适的控制算法和控制软件，以确保机械手爪的运动精度和生产过程的稳定性。 4. 数据采集和反馈系统的设计：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，端子板电路的设计等，以确保机械手爪的运动精度和生产过程的稳定性。 5. 安全性和可靠性的考虑：在设计工业机器人机械手及其控制系统时，需要考虑安全性和可靠性的问题，以确保机械手爪的运动安全和生产过程的稳定性。 本设计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爪的结构和模型、驱动和传动方式的设计、控制系统的设计等。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。 在设计控制系统时，需要考虑以下几个方面： 1. 伺服控制和制动问题：需要设计合适的伺服控制算法和制动系统，以确保机械手爪的运动精度和生产过程的稳定性。 2. 实时监测机器人的各个关节的运动情况：需要设计合适的监测系统，以实时监测机械手爪的运动情况。 3. 机器人的示教编程和在线修改程序：需要设计合适的编程和修改系统，以便机器人的示教编程和在线修改程序。 4. 设置参考点和回参考点：需要设计合适的参考点和回参考点系统，以便机器人的示教编程和在线修改程序。 在设计工业机器人机械手及其控制系统时，需要考虑安全性和可靠性的问题，以确保机械手爪的运动安全和生产过程的稳定性。