工业机器人设计流程详解：从基本要求到控制程序的完整指南
观点工业机器人的设计与大多数机械设计过程相同。首先，您需要知道：
一旦您了解了基本要求，下一项工作将变得更加容易。
首先，我们根据基本要求确定机器人的类型，无论是步行抬起（举起）机器人臂，三轴坐标机器人还是六轴机器人等。选择机器人的类型将确定控制方法和将在有限的空间中有设计指南。
接下来要做的是确定设计任务。这是一个相对复杂的过程。实现这一复杂过程的第一步是清楚规定设计要求。第二步是根据设计要求制作机械传输的示意图，分析示意图并制定动作过程表（图）），并最初确定传输功率，控制过程和方法；第三步是阐明设计内容，设计步骤，征服点，设计计算书籍，草图图，材料，处理技术，控制程序和电路图图；第四步是全面的审查确认各个方面的生产。
在下面，我将使用六轴工业机器人作为设计对象来说明这一设计过程：
在介绍机器人设计之前，我将首先讨论机器人的应用领域。
可以说机器人的应用领域非常宽。自动生产线上有许多示例，例如托盘机器人，包装机器人和换线机器人。焊接中也有许多示例，例如汽车生产线上的焊接机器人等。机器人的开发现在非常迅速，在平民企业的各个行业中也扩展了机器人的应用。对机器人设计才能的需求也在增加。
六轴机器人的应用范围是不同的，设计形式也不同。世界上有许多公司生产机器人，它们的结构是独一无二的。中国最常用的机器人包括：ABB，Fanuk，和其他进口国外。
由于机器人被广泛使用，因此我国没有知名的生产公司。作为中国机械工程技术人员，这是一个值得考虑的问题！关于机器人技术的讨论太少了吗？从业者不能成为群体吗？尽管可以在许多地方看到机器理论，但它并没有真正流行。某物。
即使我想谈论设计，我也会从一开始就开始逐渐开始。我们努力使声明简单明了，如果陈述不正确，请纠正我！
六轴机器人是多关节和多个自由度，具有许多动作和灵活的变化。它们是具有高灵活性技术和最广泛应用范围的工业机器人。那么您如何从头开始设计它？您如何确定工作范围？您如何安排动作？您如何控制姿势？每个部分的关节有什么要求？等等。让我们慢慢走很多问题！
首先，我们设定：机器人是自由机器人的六轴多度，手持爪持有标准焊接枪，用于保护二氧化碳气体；具有不同要求的焊接零件，例如点焊接和连续焊接，以及在线过程需求和过程路线上自动生成快速变化。最大伸长率：旋转270度；底座和地平线之间的水平固定；全电动机驱动。
好的，有了这样的基本要求，我们可以对计划进行初步思考。
首先，它是由完整的电动机驱动的。因此，当我们考虑解决方案时，我们不应考虑各种液压和气动结构，即传输机制只能使用机械机制，例如机架和机架，连接杆机构。
机器人用于焊接，因此我们将检查人造行为下的各种焊接方法和方法。这里有一个非常复杂的事情，即焊接过程。即使无法确定焊接过程，也可以对其进行区分。在常见的焊接中，有单点斑点焊接，连续的断开点焊接，连续的扁平接缝焊接，圆角焊接，垂直接缝焊接，向后焊接，环形接缝焊接，等等。
在理解各种焊接方法之后，您将了解，要实现这些复杂的动作，您必须具有可行的控制方法。在完全设计机器之前，您无法考虑过多的控制计划，并且有一个粗略的想法。轮廓的概念就足够了。机械结构完成后，将在完成详细过程之前确定各个方面的驾驶功率。
焊缝是常用的标准焊接火炬，这意味着可以随时更换焊接火炬，这要求我们快速锁定并释放焊接焊缝的夹紧部分。
在焊接火炬过程中，必须进行各种焊接姿势调整，因此机械手腕必须非常灵活，并且可以从各个角度进行调整。
有了上述基本要求和设定条件，计划推理也会组织起来。接下来，我们将澄清设计要求，以使设计方向不会偏离太多。
设计任务
设计要求：机器人适合焊接场，可以完成各种焊接操作；为了使机器人适应各种焊接过程，在线调整过程很快，并且在编译控制程序时使用灵活的控制程序，并且对在线和离线教学程序进行了调整；焊缝是焊接池，焊接珠成像跟踪，并自动调整焊接机的各种参数。
机器人采用完整的伺服驱动器，并安装在地面上。六轴控制，每个关节都会灵活移动，根据过程描述表设计每个轴的动作范围，请尝试使机构紧凑和整体外观美丽。
设计内容
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机械设计：根据设计要求和过程描述设计每个关节的机械机制，确定每个组件的材料和加工技术；进行计算簿，验证机械强度，驱动功率，并给出最大抓握（举重）重量以及每个运动路径计算的惯性，即姿势控制计算。验证机器人每个关键组件的使用寿命。结合控制程序和电路，进行机器人维护说明。
程序控制设计：根据设计要求和工艺设计控制过程，由机械工程师完成；与机械结构，驱动和信号反馈方法相结合，应设计机器人运动程序；该程序应具有自适应功能，自动固定点跟踪，对接焊接机电流，实时电压监视和自动调整；成像监测和歧视技术用于焊接珠和焊接池。
设计电路图
使用这样的文件，我们可以设计它；然后，我们需要做的第一件事是：绘制机器人运动的示意图，计划机器人运动轨迹，并做得很好，我们可以设计机械机制，同时考虑程序。电路图在这里。
让我们首先制作一个简单的图片来研究运动规则。
机器人运动图：
当我们绘制机械运动的示意图时，我们通常首先分析示意图。尽管示意图无法完全反映机械结构的组成，但它显示了要设计的对象的整体轮廓。
那么，我们在哪里可以开始分析机器人的示意图？
首先，让我们看一下设计任务书的内容。
从任务簿中，六个轴中的三个执行旋转运动，其余的移动角度移动。
根据任务簿，让我们看一下简单图。是否旋转第一轴，第四轴和第六轴，我们都需要检查我们绘制的简单图是否与任务簿中的要求一致。如果满足，则意味着我们的设计思想与要求相同（客户要求）。我们可以执行下一步。如果有所不同，我们必须再次绘制一个简单的图片。
从示意图中，机器人的手臂延伸并收缩了广泛的范围；如果所有手臂都伸出，我们假设它们是相同的钢体，则将形成固定在一端的悬臂梁。
分析应用机械知识系统中的光束，我们知道要了解悬臂梁的变形，我们必须首先知道梁的重量和横截面惯性。
从简单的图中，我们知道，由于有多个关节连接，因此不容易知道横截面形状和惯性矩。只有在设计所有机制之后，您才知道所需的参数。
从简单的图来看，可以看出第二个轴负责手臂的向上和向下运动，并且手臂相对较长，并且在运动过程中必须有惯性冲动。也就是说，当手臂的运动速度非常慢时，惯性很小。如果速度更快，则惯性会增加，并且惯性冲动与速度线性相关。如何在不允许惯性改变的情况下保持一定速度？众所周知，增加阻尼可以有效消除这种关系。通过这种方式，您可以理解简化图片中两个弹簧的目的。
就是这样，让我们从设计开始。还说这是每个人从上到下设计方法所说的内容。
设计手腕时应该考虑哪些问题？可以知道有一个焊接火炬。焊接火炬的重量不是很重，并且必须有爪子夹住焊接火炬。换句话说，旋转时手腕上的负载并不大，只需选择驱动力很少的组件即可。
腕部应在360度内旋转，并且有一个关节在其后面摇摆。手腕在机器人臂的前端，当然，整体质量不应该太重。
最好使用哪种机构？让我们考虑下面的一些解决方案：
1。如简单图所示，使用行星齿轮传输。电动机驱动太阳轮，行星轮围绕太阳轮旋转，内部齿轮通过太阳轮穿过行星车轮减速而反向移动，并用太阳轮同轴安装电动机。
2。多级齿轮降低变速器，电动机安装在手腕侧。
3。降低了驱动器的环形销轮，并用偏心轴同轴安装电动机。
4。蠕虫齿轮和蠕虫齿轮变速箱的变速器，有两种用于电动机的安装方法。一个与输出轴以90度安装，另一个安装在输出轴同轴线的反向未对准中。
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如上所述，有很多方法和方法。哪一个是最好的？这样，我们必须进行比较。从上述解决方案来看，第二种方法是不可能的。如果采用了第四种方法，则腕部结构将很大，这不利于运动过程中机器人的精确定位。这样，我们消除了两种方法，我们将比较第一个和第三种方法。
伺服电机的技术参数如下：
模型：
额定输出功率：400W
额定扭矩：1.3nm最大扭矩：3.8nm
额定速度/最大速度：3000/
运动惯性（带刹车）：1.7×10-4kg.m2
变压器容量：0.9KVA
编码器：17位（分辨率:)。7线性增量/绝对。
适应驱动器型号：
位置控制接线图：
17位增量/绝对编码器接线图：
由于我们选择了行星齿轮传输，因此我们需要对行星齿轮进行相关的计算。
首先，选择模块。由于机器人手腕的结构尽可能小，因此输出扭矩不是很大，但是在正方向和负方向上可能具有高速换向力量。因此，必须根据输出扭矩的几倍来计算模量的选择，即，在按强度计算模量时，请选择更大的安全系数。
同时，由于结构限制，尝试使用小模块。对于齿轮的计算公式，您可以参考“齿轮设计手册”。在这里，我选择模量为：1m并选择了模量。以下是计算传输比。为了计算行星齿轮传输，您可以在“齿轮设计手册”或“机械设计手册”中检查“齿轮传输部件”。有详细的介绍和计算示例。这里没有提供介绍或参考。
对于行星齿轮传输，必须有一个浮动的结构。它也适用于机器人的手腕吗？输出哪一部分？哪一部分漂浮？
首先，机器人的腕部旋转360度，结构相对较小。此外，其输出零件需要有一个法兰来安装夹紧执行零件。
如果允许行星载体漂浮，则行星齿轮将分布在太阳齿轮的圆周上。当允许浮动时，它在操作过程中不会绕固定轴旋转，这意味着它不符合输出法兰的旋转条件。
现在，让我们考虑将内牙转动并将法兰固定在内部齿轮上，以便可以确保法兰的旋转条件。
以下是手腕的结构图，没有浮动零件和内部齿轮旋转。
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