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1、毕 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告学生姓名学号班级所属院系专业指导教师1职称所在部门指导教师2职称所在部门毕业设计（设计）题目基于ABB工业机器人的现场应用编程题目类型工程设计（项目）R设计类作品设计类其他一、选题简介、意义随着工业 4.0 的提出，我国作为制造业大国，正在由“中国制造”逐步向“中国智造”转型，工业机器人在制造业创新驱动发展战略中扮演着不可或缺的角色。本文研究的主要内容是以工业机器人 ABB 为平台，对其进行二次开发，集成了六维力传感器和体感传感器 Leap Motion，并最终开发出了具有远程控制功能的网络集成控制系统。目前，机器人已被广泛地应用于工业、军事、家政
2、等各个领域。其中，作为现代社会物质生产基础的工业领域对机器人的需求尤为突出，这种需求不仅体现在工业机器人本体构型上，更体现在工业机器人自动化控制系统中。工业机器人自动化控制系统的核心是其编程控制系统，针对工业机器人编程控制系统具有的完全自主开发周期过长、通过商业系统二次开发无法掌握核心技术等问题。文中的工业机器人编程控制系统结构设计为建立在商业通用控制平台上的中层控制系统与建立在中层控制系统上的用户编程系统两个层次。中层控制系统作为工业机器人编程控制系统的核心，主要进行用户程序的解释执行和运动过程的轨迹规划，其中，轨迹规划部分是应用工业机器人相关理论和核心技术的关键部分。而用户编程系统作为工业
3、机器人编程控制系统的交互接口，主要进行用户文件的操作、作业程序的编写以及运行状态的监控。详细分析了 ABB IRB1410 型机器人的软硬件构成。对RAPID 程序的编程方式进行了分析，以及完成了客户端 RAPID 程序的编写。利用 PC SDK 对 ABB进行了二次开发，实现了对 ABB 机器人的远程网络控制。二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）1. 课题研究：基于ABB工业机器人与周边设备交互的信号与接线，并完成机器人现场操作与示教程序的编写。2. 主要研究的内容：采用 ABB IRB1410 型机器人作为集成控制系统的开发平台。IRB1
4、410 型机器人系统主要由 Flex Pendent 手持示教器、一个六自由度机械臂、IRC5控制器三部分组成，用户编程系统核心的用户编程语言和编程语言解释器或编译器可以根据需要来进行自主设计和开发。而在主开发用户编程语言集合的过程中，开发人员则可以根据自身特点、实际需要以及用户要求，在实现最基本的工业机器人用户编程指令，例如，运动控制指令和 IO 控制指令的同时，增加相应功能的用户编程指令来实现个性化定制的用户编程语言，以便用户编程系统实现多样化，从而提高用户编程系统的灵活性，使其能够适应复杂多变的市场需求。以ABB为基础，以运动控制为核心设计开发工业机器人编程控制系统，通过采用系统化思维、
5、模块化设计以及先进的计算机技术和编程理念，探索实现高效合理的控制系统体系结构和简明易用的用户编程系统。3. 要解决的问题：1) 掌握传感器系统开发2) ABB 工业机器人控制系统构成以及开发；3) 制定合适用户的编程指令4) 如何把ABB和机器人结合在一起4. 预期目标：1) 完成SMTP模块采集数据和cc1101模块编程；2) 研究出适合ABB的工业机器人5. 研究步骤、方法及措施：1) 了解的研究背景和研究现状；2) 了解ABB工业机器人的构造、特性与应用；3) 通过具体原件确定合理的系统设计方案与实现原理；4) 对ABB机器人各部分的硬件系统和软件系统做好充足的了解；5) 对整个系统进行
6、测试；6) 遇到难以解决的问题，及时请教老师和同学，一起研究解决。设计（设计）体系、结构（大纲） 第一章绪论 1 第二章手部结构设计 2 2.1 手抓的结构选定 2 2.2 液压缸的选定 3 2.2.1 液压缸内径的确定 3 2.2.2液压缸外径的确定 3 2.2.4 液压缸活塞杆的确定及校核 4 2.2.5 活塞的最大行程 4 2.2.6钢筒底部厚度的确定 4 2.2.7 缸盖螺钉的计算 5 2.2.8 钢筒头部法兰厚度的确定 6 2.2.9 液压缸其它元件的确定 7 第三章摆动缸的选定 8 3.1 联接部分的设计 8 3.2 连接部分材料的选定与连接方法 9 第四章手臂的结构设计 10 4
7、.1 手臂的结构初定 10 4.2 小臂受力分析 10 4.3 小臂液压缸的确定 11 4.3.1 小臂液压缸的受力分析 11 4.3.2 液压缸内径的确定 11 4.3.3 液压缸外径的确定 11 4.3.4 钢筒壁厚校核 12 4.3.5 液压缸活塞杆的确定及校核 13 4.3.6 活塞的最大行程 13 4.3.7 钢筒底部厚度的确定 13 4.3.8 缸盖螺钉的计算 14 4.3.9 钢筒头部法兰厚度的确定 15 4.3.10 液压缸其它元件的确定 16 4.4 小臂套筒的设计 17 4.4.1 材料的选定 17 4.4.2 内套的设计 17 4.4.3 外套的设计 17 第五章支小臂液
8、压缸的确定 18 5.1 支小臂液压缸的摆动角度确定 18 5.2 支小臂缸的受力分析 18 5.3 液压缸的确定 19 5.3.1 液压缸内径的确定 19 5.3.2 液压缸的外径及壁厚的确定 19 5.3.3 液压缸活塞杆的确定及校核 20 5.3.4 活塞的最大行程 21 5.3.5 钢筒底部厚度的确定 21 5.3.6 缸盖螺钉的计算 22 5.3.7 缸盖头部法兰厚度的确定 23 5.3.8 缸筒与端部焊接 24 5.3.9 液压缸的其他元件的确定 24 第六章大臂的结构设计 26 6.1 大臂材料的选定 26 6.2 大臂受力受力分析 26 6.3 支大臂液压缸的确定 27 6.3
9、.1 液压缸内径的确定 27 6.3.2 液压缸的外径及壁厚的确定 28 6.3.3 缸筒壁厚的校核 28 6.3.4 液压缸活塞杆的确定及校核 29 6.3.5 活塞杆的最大允许行程 29 6.3.6钢筒底部厚度的确定 30 6.3.7 缸盖螺钉的计算 30 6.3.8 缸盖头部法兰厚度的确定 32 6.3.9 缸筒与端部焊接 32 6.3.10 液压缸的其他元件的确定 33 第七章底座的设计 34 7.1 底座材料及尺寸选定 34 7.2 底板螺栓的确定 34 7.2.1 受翻转力矩的螺栓组连接 34 7.2.2 缸盖螺钉的计算 35 第八章液压系统传动方案的确定 36 8.1 各液压缸的换向回路 36 8.2 调速方案 36 第九章计算和选择液压元件 37 9.1 阀的种类和功用 37 9.2 拟定液压系统 37 9.3 液压系统中的辅助装置 38 第十章液压系统原理图 38 结论 41 参考文献 42 致谢 43指导教师意见：签字： 年 月 日 分院审批意见：签章： 年 月 日 7