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:sj52abcd自动点胶机器人系统
MASTER HAND LD系列设计
摘要：
本设计是苏州钧信自动控制有限公司自主研发的自动点胶机器人系统，主要任务是使用于点，直线，圆弧以及任意不规则形状产品的点胶，涂胶。速度快，定位精度高，质量轻，满足了一些企业的要求。结合最新的控制系统，介绍了运动控制卡，伺服，步进等先进控制，动力执行机构。介绍了系统的布线情况：在设计中开发了自己的一套用应软件，使用CAD画图，可直接读取AUTOCAD 数据文件，作为加工数据，或采用直接示教式编程，根据实物确定点胶位置，满足各种复杂形状要求。是初学者容易很快的掌握，设计中对伺服电机的一些具体接线，控制方法做了介绍，使其能精确地达到所要求的结果，结合国外一些自动点胶机器人的设计上的缺陷选择的世界上效果最好的斯力博格导轨，精密驱动系统，可达0。05毫米分辨率。采用美国ＰＭＡＣ运动控制器，MINT运动控制软件平台，真正圆弧插补实现各种轨迹，具有很高的动态精度。运行速度可达500毫米每秒。可适配EFD，BANSEOK，MUSASHI等各款点胶机。基于WINDOWS的设定操作界面，方便加工产品的换型修改。可独立运行，免去PC配置等额外成本。
关键词：
运动控制卡，伺服系统，步进，刚性，惯量比，
第一章 引 言
机器人系统是近代自动控制领域中出现的一项新技术,并已成为现代制造生产系统中的一个重要组成部分。
机器人的迅速发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识,其一,它能部分代替人工操作;其二,它能按照生产工艺的要求,遵循一定的程序,时间和位置来完成一定工作。机器人自动涂胶（又称点胶机）是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代制造生产系统中的一个重要组成部分。
七参考文献
本次设计中所用的资料都来自苏州钧信自动化控制有限公司的样品库，如《自动点胶机器人系统》。
机器人一般分为三类。第一类是不需要人工操作的通用机械手，它是一种独立的不附属于某一主机的装置。它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定操作。它的特点是除具备普通机械的物理特性之外，还具备通用机械，记忆智能的三元机械。第二类是需要人工操作的，称为操作机。它起源于原子，军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电信号操作机械手来进行探测月球等。工业中采用的铸造操作机也属于这一范畴。第三类是专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用以解决机床上下料和工件传送。这种机械手在国外称为“Mechanical Hand”,它是为主机服务的，由主机驱动，除少数外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。
本项目的要求设计的机器人自动涂胶可归第一类，即通用机械手。在现代生产企业中，自动化程度很高，大量采用了机器人系统。通过本通过本次设计，可以增强对工业机器人的认识，同时熟悉并掌握运动控制卡技术，电机位置控制，气动技术等工业控制中常用的技术。
2．设计项目的发展情况。
目前工业机器人主要用于流水线工件传送，焊接，装配，机床加工，铸造，热处理，自动涂胶等方面，无论数量，品种和性能方面都能满足工业生产发展的需要。
在国内主要的机器人，逐步扩大用应范围，以减轻劳动强度，改善作业条件。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好地发挥机器人的作用。
此外大力研究伺服型，记忆再现型，以及具有触觉，视觉等性能的机器人系统，并考虑与计算机的连用，逐步成为整个机械系统中的一个基本单元。
在制造业中，机器人应用较多，发展较快。目前主要用于机床，模锻压力机的上下料以及点焊，喷涂，点胶 等作业，它可按照事先制定好的作业程序来完成操作，有些还具备有传感反馈能力，能应付外界的变化。
3．设计原理
机器人点胶系统主要由执行机构，驱动机构和控制系统构成。
执行机构包括机械手，躯干。所谓没有手指的手部，一般是指真空吸盘或磁性吸盘。本设计采用夹紧机构。总之，机械手的运动离不开直线移动和转动两种，因此它采用的执行机构主要是直线液压缸，摆动液压缸，电液脉冲马达，伺服液压马达，交流伺服电动机，直流伺服电动机和步进电动机等。躯干是安装手臂，动力源和各种执行机构的支架。
驱动机构主要有四种：液压驱动，气压驱动，电气驱动和机械驱动。其中以电气，气动用的最多占90%以上；液压，机械驱动用的缴教少。
液压驱动主要是通过液压缸，阀，液压泵和油箱等来实现传动。它利用液压缸，液压马达加齿轮，齿条实现直线运动；利用摆动液压缸，液压马达与减速器，液压缸与齿条，齿轮或链条，链轮等实现回转运动。液压驱动的优点是压力高，体积小，出力大，动作平缓，可无级变速，自锁方便，并能在中间位置停止。缺点是配备压力源。系统复杂，成本较高。
气压驱动所采用的元件为气压缸，气马达，气阀等。一般采用4-6个大气压（392-588KPa），个别的达到8-10个大气压（785-981KPa）。它的优点是气源方便，维护简单，成本低。缺点是出力小，体积大。由于空气的可压缩性大，很难实现中间的停止，只能用于点位控制，而且润滑性较差，气压系统容易生锈。本设计的手抓部分采用气压驱动。
电气驱动时，直线运动可采用电动机带动丝杠，螺母机构。通过机械手则考虑使用步进电动机，直流或交流伺服电动机，变速箱等。电气驱动的优点是动力源简单，维护，使用方便。驱动机构和控制系统可以采用同一形式的动力，出力比较大。本设计采用步进电动机驱动手臂运动，伺服电动机带动另一轴运动。
机械驱动只用于动作固定的场合。一般用凸轮连杆机构实现规定的动作。它的优点是动作确实可靠，工作速度高，成本低；缺点是不易调整。
控制系统可根据动作的要求，设计采用数字顺序控制方式，它首先要编制程序加以存储，然后再根据规定的程序，控制机器人进行工作。对复杂的工作采用数字控制系统，小型计算机或微处理器控制的系统。
本设计采用运动控制卡的编程来实现控制系统，具有编程简单，修改容易，可靠性高等优点。
在这次设计过程中，我始终保持着严谨的求学态度，对各种问题都是尽量从老师或者从各种参考书籍里得到自己满意的答案。
尽管以前经历过几次课程设计，但综合性如此强的设计还是第一次，所以不足之处在所难免，希望各位老师给予批评指正，使我进一步提高和完善。
在此，对设计指导老师：张光成电气工程师，黄麟老师还有其他给予我帮助的各位老师及同学表示由衷的感谢和敬意
