1、開 題 報 告畢業設計（設計）題目基于ABB工業機器人的現場應用編程題目類型工程設計（項目）R設計類作品設計類其他一、選題簡介、意義隨著工業 4.0 的提出，我國作為制造業大國，正在由“中國制造”逐步向“中國智造”轉型，工業機器人在制造業創新驅動發展戰略中扮演著不可或缺的角色。本文研究的主要內容是以工業機器人 ABB 為平臺，對其進行二次開發，集成了六維力傳感器和體感傳感器 Leap Motion，并最終開發出了具有遠程控制功能的網絡集成控制系統。目前，機器人已被廣泛地應用于工業、軍事、家政等各個領域。其中，作為現代社會物質生產基礎的工業領域對機器人的需求尤為突出，這種需求不僅體現在工業機器人

2、本體構型上，更體現在工業機器人自動化控制系統中。工業機器人自動化控制系統的核心是其編程控制系統，針對工業機器人編程控制系統具有的完全自主開發周期過長、通過商業系統二次開發無法掌握核心技術等問題。文中的工業機器人編程控制系統結構設計為建立在商業通用控制平臺上的中層控制系統與建立在中層控制系統上的用戶編程系統兩個層次。中層控制系統作為工業機器人編程控制系統的核心，主要進行用戶程序的解釋執行和運動過程的軌跡規劃，其中，軌跡規劃部分是應用工業機器人相關理論和核心技術的關鍵部分。而用戶編程系統作為工業機器人編程控制系統的交互接口，主要進行用戶文件的操作、作業程序的編寫以及運行狀態的監控。詳細分析了 AB

3、B IRB1410 型機器人的軟硬件構成。對RAPID 程序的編程方式進行了分析，以及完成了客戶端 RAPID 程序的編寫。利用 PC SDK 對 ABB進行了二次開發，實現了對 ABB 機器人的遠程網絡控制。二、課題綜述（課題研究，主要研究的內容，要解決的問題，預期目標，研究步驟、方法及措施等）1. 課題研究：基于ABB工業機器人與周邊設備交互的信號與接線，并完成機器人現場操作與示教程序的編寫。2. 主要研究的內容：采用 ABB IRB1410 型機器人作為集成控制系統的開發平臺。IRB1410 型機器人系統主要由 Flex Pendent 手持示教器、一個六自由度機械臂、IRC5控制器三部

4、分組成，用戶編程系統核心的用戶編程語言和編程語言解釋器或編譯器可以根據需要來進行自主設計和開發。而在主開發用戶編程語言集合的過程中，開發人員則可以根據自身特點、實際需要以及用戶要求，在實現最基本的工業機器人用戶編程指令，例如，運動控制指令和 IO 控制指令的同時，增加相應功能的用戶編程指令來實現個性化定制的用戶編程語言，以便用戶編程系統實現多樣化，從而提高用戶編程系統的靈活性，使其能夠適應復雜多變的市場需求。以ABB為基礎，以運動控制為核心設計開發工業機器人編程控制系統，通過采用系統化思維、模塊化設計以及先進的計算機技術和編程理念，探索實現高效合理的控制系統體系結構和簡明易用的用戶編程系統。3

5、. 要解決的問題：1) 掌握傳感器系統開發2) ABB 工業機器人控制系統構成以及開發；3) 制定合適用戶的編程指令4) 如何把ABB和機器人結合在一起4. 預期目標：1) 完成SMTP模塊采集數據和cc1101模塊編程；2) 研究出適合ABB的工業機器人5. 研究步驟、方法及措施：1) 了解的研究背景和研究現狀；2) 了解ABB工業機器人的構造、特性與應用；3) 通過具體原件確定合理的系統設計方案與實現原理；4) 對ABB機器人各部分的硬件系統和軟件系統做好充足的了解；5) 對整個系統進行測試；6) 遇到難以解決的問題，及時請教老師和同學，一起研究解決。設計（設計）體系、結構（大綱） 第一章

6、緒論 1 第二章手部結構設計 22.1 手抓的結構選定 22.2 液壓缸的選定 3 2.2.1 液壓缸內徑的確定 3 2.2.2液壓缸外徑的確定 3 2.2.4 液壓缸活塞桿的確定及校核 4 2.2.5 活塞的最大行程 4 2.2.6鋼筒底部厚度的確定 4 2.2.7 缸蓋螺釘的計算 5 2.2.8 鋼筒頭部法蘭厚度的確定 6 2.2.9 液壓缸其它元件的確定 7 第三章擺動缸的選定 83.1 聯接部分的設計 83.2 連接部分材料的選定與連接方法 9 第四章手臂的結構設計 104.1 手臂的結構初定 104.2 小臂受力分析 104.3 小臂液壓缸的確定 11 4.3.1 小臂液壓缸的受力分

7、析 11 4.3.2 液壓缸內徑的確定 11 4.3.3 液壓缸外徑的確定 11 4.3.4 鋼筒壁厚校核 12 4.3.5 液壓缸活塞桿的確定及校核 13 4.3.6 活塞的最大行程 13 4.3.7 鋼筒底部厚度的確定 13 4.3.8 缸蓋螺釘的計算 14 4.3.9 鋼筒頭部法蘭厚度的確定 15 4.3.10 液壓缸其它元件的確定 164.4 小臂套筒的設計 17 4.4.1 材料的選定 17 4.4.2 內套的設計 17 4.4.3 外套的設計 17 第五章支小臂液壓缸的確定 185.1 支小臂液壓缸的擺動角度確定 185.2 支小臂缸的受力分析 185.3 液壓缸的確定 19 5.

8、3.1 液壓缸內徑的確定 19 5.3.2 液壓缸的外徑及壁厚的確定 19 5.3.3 液壓缸活塞桿的確定及校核 20 5.3.4 活塞的最大行程 21 5.3.5 鋼筒底部厚度的確定 21 5.3.6 缸蓋螺釘的計算 22 5.3.7 缸蓋頭部法蘭厚度的確定 23 5.3.8 缸筒與端部焊接 24 5.3.9 液壓缸的其他元件的確定 24 第六章大臂的結構設計 266.1 大臂材料的選定 26 6.2 大臂受力受力分析 266.3 支大臂液壓缸的確定 27 6.3.1 液壓缸內徑的確定 27 6.3.2 液壓缸的外徑及壁厚的確定 28 6.3.3 缸筒壁厚的校核 28 6.3.4 液壓缸活塞桿的確定及校核 29 6.3.5 活塞桿的最大允許行程 29 6.3.6鋼筒底部厚度的確定 30 6.3.7 缸蓋螺釘的計算 30 6.3.8 缸蓋頭部法蘭厚度的確定 32 6.3.9 缸筒與端部焊接 32 6.3.10 液壓缸的其他元件的確定 33 第七章底座的設計 347.1 底座材料及尺寸選定 347.2 底板螺栓的確定 34 7.2.1 受翻轉力矩的螺栓組連接 34 7.2.2 缸蓋螺釘的計算 35 第八章液壓系統傳動方案的確定 368.1 各液壓缸的換向回路 368.