SCARA平面關(guān)節(jié)式裝配機器人的設(shè)計與研究.pdf

1、自進入21世紀，工業(yè)化的發(fā)展日新月異，自動化的生產(chǎn)水平也日趨提高，隨之產(chǎn)生的工業(yè)機器人的應(yīng)用也越來越廣泛，尤其是在焊接、裝配、搬運、噴涂和碼垛等工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。
　　針對搬運小型零件并進行裝配的工作需求，本文設(shè)計一種SCARA工業(yè)機器人，SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm)為在選擇方向具有柔順性的裝配機器人，與一般的關(guān)節(jié)型機器人相比，在平面上具有很好的靈活

2、性，而在與平面垂直的方向具有很高的剛性，對于在平面運動的裝配作業(yè)非常適用。
　　本課題完成了SCARA機器人的的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進行了改進設(shè)計計算;對軌跡規(guī)劃進行了相應(yīng)的運動學仿真;設(shè)計了基于專用運動控制器的運動控制系統(tǒng);初步完成滿足實驗室要求的總體設(shè)計。
　　其中，針對搬運小型零件并進行裝配的工作需求，遵循自下而上的設(shè)計原則，在Solidworks環(huán)境下完成了機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定適用于本設(shè)計的傳動方案，進一步完

3、善了驅(qū)動系統(tǒng)，另外對關(guān)鍵零部件進行了設(shè)計計算及選型，論證了該設(shè)計的合理性及可行性，為以后的加工制造及裝配奠定了基礎(chǔ)，初步完成機械系統(tǒng)的構(gòu)建。
　　運用ANSYSWorkbench建立了SCARA機器人大臂的有限元模型，對大臂結(jié)構(gòu)進行了靜力學分析，得到應(yīng)力云圖和位移云圖;并通過模態(tài)分析，得到1-6階模態(tài)振型圖，證明了大臂的精度和剛度滿足設(shè)計要求。
　　基于D-H法對機器人進行運動學建模，得到正、逆運動學模型的運動學方程。采用關(guān)

4、節(jié)空間法對機器人的軌跡規(guī)劃進行研究與生成，以三次多項式函數(shù)插值為例，結(jié)合本設(shè)計，對機械手的某一關(guān)節(jié)進行了計算與規(guī)劃，得到相應(yīng)的軌跡函數(shù)。利用Solidworksmotion仿真軟件進行運動學的仿真，驗證了軌跡函數(shù)的正確性。
　　在機械系統(tǒng)總體設(shè)計的基礎(chǔ)上，結(jié)合實驗室現(xiàn)有的運動控制器，對機器人的運動控制系統(tǒng)進行了設(shè)計，以“PC+運動控制器”的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)機器人的動作，介紹了DMC5400專用運動控制卡的性能以及基于C++Builder