大負(fù)載二自由度工裝設(shè)備設(shè)計.pdf

1、二自由度工裝設(shè)備是直角坐標(biāo)機(jī)器人的一個重要分支，以其運(yùn)動精度高，控制方便，能重復(fù)編程等優(yōu)勢在裝配、搬運(yùn)、運(yùn)動模擬、檢測等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要研究內(nèi)容是以二自由度工裝設(shè)備的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，設(shè)計一臺針對某大型產(chǎn)品的工裝平臺，以改變該大型產(chǎn)品裝配過程中存在的裝配精度低、裝配質(zhì)量差、勞動強(qiáng)度大以及安全性能差等缺點(diǎn)。
　　 本課題設(shè)計的工裝平臺主要分為機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)兩部分。在平臺的機(jī)械結(jié)構(gòu)上，采用直線導(dǎo)軌作為直線運(yùn)動單元

2、，滾珠絲杠作為傳動裝置，伺服電機(jī)作為動力裝置;在控制系統(tǒng)部分，采用PLC作為上位機(jī)，觸摸屏作為人機(jī)界面，通過PLC給伺服放大器發(fā)送指令實(shí)現(xiàn)了技術(shù)要求的平臺運(yùn)動控制。
　　 機(jī)械結(jié)構(gòu)采用傳統(tǒng)的伺服電機(jī)帶動滾珠絲杠的傳動方式，在滿足平臺性能的同時，降低了平臺的成本。設(shè)計過程中，考慮到平臺負(fù)載較大等因素，通過多方面的結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)，減小了平臺的整體高度，降低了平臺的整體重心，增強(qiáng)了平臺運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性。完成了平臺零部件的設(shè)計與選型，并

3、進(jìn)行了三維建模，完成了虛擬樣機(jī)的裝配。
　　 機(jī)械結(jié)構(gòu)校核驗證過程中，根據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求，完成了平臺的運(yùn)動學(xué)特性與力學(xué)特性的計算驗證;利用有限元分析軟件，對平臺主要承力部件進(jìn)行了強(qiáng)度校核與壽命校核;對平臺直線運(yùn)動單元與傳動裝置進(jìn)行了理論計算與分析校核，初步完成了滿足技術(shù)要求的虛擬樣機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。
　　 基于“觸摸屏+PLC+伺服電機(jī)”的控制模式，構(gòu)建了一個開環(huán)控制的工裝設(shè)備控制系統(tǒng)。采用順序控制思想，運(yùn)用STEP7-