先做个草图，研究一下运动规律。
我们画机械运动图的时候，一般都是先分析；虽然草图不能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。
那么我们从哪里开始分析我们机器人的草图呢？
* M ' G H0 Q6 _；l/u % z/{首先我们来看看设计任务书的内容。从任务书上我们知道，六个轴中有三个做旋转运动，其余的做角运动。
$ ` 7` * u "` m * T4 I+h机器人由全伺服驱动，固定在地面上。六轴控制，各关节灵活运动，根据工艺描述表设计各轴的动作范围，并尽量使机构整体外观紧凑美观。
过程描述六轴动作顺序动作范围速度范围定位精度驱动功率电气元件
1轴(回转)360度0。75Kw
2轴(动臂俯仰)160度1。平台
3轴(前臂俯仰)210度0。5Kw
首先我们设定:机器人为六轴多自由度机器人，手爪握有两支标准焊枪，用于氧气保护焊；完成点焊、连续焊等不同要求的焊接件，工艺要求和工艺路线快速变化的自动化生产线。最大伸长率；转270度；底座与地平线水平固定；全电机驱动。
7 T8 @' L4 q$ Y+ f好了，有了这样的基本要求，我们就可以进行初步的计划思维了。
结合任务书，我们来看一下草图，看看第一轴、第四轴、第六轴是否在旋转，也就是说我们要检查我们画的草图是否符合任务书上的要求，也就是说我们的设计思路和要求(客户要求)是一样的，我们才能进行下一步的工作。如果不一样，我们要重新画草图。
。a；x' o！l，d，`% m $ {2 w $ n从草图中我们知道机器人的手臂伸缩范围很大；如果把所有的臂都拉直，我们假设是同一个钢体，就会形成一端固定的悬臂梁。
/ o7 g2 w&H" o)下午.m’L想通了各种焊接方法，明白要实现这些复杂的动作，需要一套可行的控制方法；在机器完全设计出来之前，你不用考虑太多的控制方案，只要有一个大概的轮廓概念，然后在机械结构完成，各方面驱动力确定之后，再做详细的程序。
焊炬是常用的标准焊炬，也就是说可以随时更换焊炬，这就需要我们快速的锁定和释放焊炬的夹紧部分。
；N1U5W5h/E3 ~ 4N程序控制设计:根据设计要求和机械工程师最终制定的工艺路线设计控制流程；结合机械结构、驱动和信号反馈，设计了机器人运动程序。程序应具有自适应功能，自动定点跟踪，实时监控和自动调节焊机电流和电压；焊缝和熔池的图像监测与识别技术。设计电路图YC6E+}: S4 D # T3 G "g有了这样的文件，我们就可以好好设计了；那么我们首先要做的就是:画出机器人的运动草图，规划出机器人的运动轨迹。如果我们把这些做好，我们就能实现机械化。机构设计时，同时可以考虑程序的电路图。
—r(y5z)/z(T；M+j * v $ a1。如示意图所示，采用行星齿轮传动。电机驱动太阳轮，行星轮绕太阳轮旋转，内齿轮通过行星轮减速并与太阳轮反向运动，电机与太阳轮同轴安装。
2.多级齿轮减速传动，电机安装在手腕一侧。
8 | 6 C，P&12S * V2F，R3。摆线针轮减速传动，电机与偏心轴同轴安装。
工业机器人设计流程
工业机器人的设计和大多数机械设计流程是一样的。首先，为什么要设计机器人？机器人能实现什么功能？活动空间(有效工作范围)有多大？了解了基本要求，接下来的工作就好办了。
首先根据基本要求确定机器人的类型，是行走式升降(升降)机械手、三轴坐标机器人还是六轴机器人等。当选择了机器人的类型时，就确定了控制模式，并获得了在有限空间中进行设计的指导方向。
伺服电机的技术参数如下:
8 p) y！X "s，y9} 5w型号
+Z1 E8c "N0I2 ) k额定输出功率:400W
额定扭矩:1。最大扭矩:3。8牛·米
6 u "p ([1 w" bl-n1m额定转速/最大转速:3000/5000 rpm。
电机惯性(带制动器):1。7×10—4公斤/平方米
在焊接过程中，焊枪要进行各种焊接姿势的调整，所以机械手腕要灵活，各个方向和角度都要可调。
有了以上的基本要求和设定条件，组织方案推理，然后我们再把设计要求讲清楚，这样设计方向就不会偏离太多。
—dO7 9O5U7T 'h+G "O7B设计任务
设计要求机器人适用于焊接领域，能够完成各种焊接动作；为了使机器人能够适应各种焊接工艺，在线快速调整工艺，在编制控制程序时采用了柔性控制程序，在线和离线示教程序具有自适应性。焊缝、熔池、焊道图像跟踪，自动调整焊机各种参数。
-} k；_—s/A；T0 a7 g7 v1 S变压器容量:0。9 KVA
7 ` $ G0 _ *]/K；x0b 6[编码器:17位(分辨率)。7线增量/绝对。
9 | h%o#g+ O .问:H/X U适配器驱动程序模型
位置控制接线图:
上传于2009年4月6日11: 25: 35
接下来，我将以六轴工业机器人为设计对象来说明这个设计过程。
在介绍机器人设计之前，我先说一下机器人的应用领域。机器人的应用领域可以说非常广泛，在自动化生产线上有很多例子，比如码垛机器人、包装机器人、换线机器人；焊接方面也有很多例子，比如汽车生产线上的焊接机器人等。现在机器人的发展非常迅速，机器人的应用也已经延伸到了民用企业的各个行业。对机器人设计人才的需求也在增加。
首先是全电机驱动，所以在考虑方案也就是传动的时候不要考虑液压和气压的各种结构。机构只能使用齿轮齿条和连杆。机构平等机器机构是的。
机器人用于焊接，因此我们将研究具有人工行为的各种焊接技术和方法。这里面有一个很复杂的东西，就是焊接工艺；既然焊接工艺无法决定，我们就区分一下。常见的焊接方法有单点焊接、连续断点点焊、连续平缝焊接、角焊、竖缝焊接、仰焊、环焊等。。。。。。
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17位增量/绝对编码器接线图:
。
。L1 z "Z2Q/K+L # I应用力学知识体系中对梁的分析我们知道，要了解悬臂梁的变形，首先要知道梁的重量和截面惯性矩。
从草图中可以看出，由于连接的关节很多，要知道截面形状和惯量并不容易，只有把它们全部放进去。机构在设计完成之前，不会知道所需的参数。
从图中可以看出，第二轴负责手臂的上下运动，手臂比较长，所以在运动的过程中必然存在惯性冲量，也就是说大臂运动速度慢的时候，惯性很小；速度增加，惯性就会增加，这个惯性冲量与速度成线性关系；如何保持一定的速度而不让惯性改变？众所周知，增加阻尼可以有效消除这种关系。这样大家就能理解图上两个弹簧的意图了。
$ L * r)A/I；N $ m) y6 _&l是讲设计的，我就一点一点从头说起。尽量做到通俗简洁，有错请指正！
$ y) L5Y9H0X-L6Z六轴机器人是一种多关节多自由度机器人，动作多，变化灵活；它是一种高柔性技术和应用最广泛的工业机器人。那么如何从零开始设计呢？如何确定工作范围？怎么安排动作？怎么控制姿势？对各部分的接头有什么要求？等一下。。。。。带着诸多疑问慢慢往下说吧！
"]4 M N R8|8 F，S #[；A9I2 A'' 4。蜗轮蜗杆传动，有两种方式安装电机；一个与输出轴成90度安装，另一个与输出轴同轴安装，方向相反。
如上所述，方式方法有很多种，哪种是最好的呢？所以我们要做一个比较。从以上方案来看，第二种方法不可行；如果采用第四种方法，手腕的结构会很大，不利于机器人运动时的精确定位。这样，我们就去掉了两个方法。我们来比较一下第一种和第三种方法。
“w！R: B/J9R: B9C六轴机器人的应用范式不同，设计形式也不同。如今，世界上生产机器人公司也有很多，各有特色。从国外引进的机器人，如ABB、Motorman等，在国内广泛使用。
$ m%} 7T6 A6G9F2p机器人应用广泛，但国内没有知名生产。公司。是中国机械工程技术人员值得思考的问题！关于机器人的讨论太少？员工不能成团？虽然在很多地方都能看到机器的理论，但并没有真正形成什么流行的东西。
此外，手腕移动的速度可以是非恒定的；如何控制电机？如何收集反馈信号？在向执行单元发送控制信号的过程中，有没有外界的干扰？它从哪里来？
然后就是手腕在运动过程中的准确性；手腕在空间做相对运动时如何达到运动精度？影响运动精度的因素有哪些？
在设计手腕之前，一定要搞清楚影响手腕的因素和内容，等问题回答完之后，才能真正开始手腕设计。
行星齿轮传动，传动比大，结构复杂，由于齿轮副之间存在间隙，不能自锁。如果采用，齿轮精度将提高。因为是精密传动，齿轮材料不能按照常规齿轮来选择，加工工艺也比常规齿轮复杂很多。
0o P；Y7G7p' @摆线针轮传动，传动比大，结构复杂，传动间隙小，带自锁。如果采用，手腕尺寸不会太小，零件加工难度大，精度不易保证。
接下来要做的是确定设计任务。这是一个相对复杂的过程，实现这个复杂过程的第一步是明确指定设计要求；第二步，根据设计要求制作机械传动简图，对简图进行分析，做出动作流程图(图)，初步确定传动功率、控制流程和方式；第三步，明确设计内容、设计步骤、攻克要点、设计计算、草图、材料、加工工艺、控制程序和电路图；第四步，综合审核各方面，确认生产。
经过各方面的比较，我们决定采用行星齿轮传动的机械结构。行星齿轮有装配间隙和传动过程中机械磨损产生的间隙；要消除这些机械间隙，首先齿轮副的配合间隙要小，齿轮材料表面热处理后要耐磨。因此，行星齿轮副的设计计算不能按照常规行星齿轮的设计方法进行计算。机器人的手腕是一个柔性关节，它必须正反向旋转。如何安装电机是一个问题；行星齿轮传动机构与腕关节的连接是一个问题。
4 f t，F5 V2 r:p# Y%~+K4轴(前臂旋转)270度0.35千瓦
5轴(手腕俯仰)150度
！x！Z3 _ $ U8 i7 i6轴(手腕旋转)360度200w
/]—M5 J $ {X # F+A设计内容机械设计:根据设计要求和工艺说明设计各关节的机械。机构，确定各部件的材料和加工工艺；做计算书，校核机械强度，驱动功率，给出最大抓取(提升)重量，计算各运动路径的惯性，计算姿态的控制，校核机器人各关键部件的使用寿命。结合控制程序和电路，制定了机器人维护说明书。
既然如此，那就从手腕开始吧。也称为自顶向下的设计方法。
设计手腕要考虑哪些问题？你能知道的是，有一个焊枪，重量不是很重，同时要有一个爪来拿焊枪。也就是说转动时手腕的负荷并不大，选择驱动功率小的元件就可以了。
让手腕在360度范围内旋转，背后紧接着有一个上下摆动的关节；手腕在机器人手臂的前端。当然整体质量不能太重。我应该用哪种？机构什么是最好的？让我们考虑几个选项: