PLC步进电机驱动的单轨道平面关节型机器人设计+CAD图纸(4)
（2）精确传动轴系的设计、制造及调整技术。由步进电机直接驱动，实现无间隙、无空回、少摩擦、少磨损，提高刚性、精度、可靠性；各轴承采用预紧措施以保证传动精度和稳定性。
（3）传动平稳、精度高、结构紧凑且效率高的传动机构设计、制造和调整技术。由于在解决机械本体结构问题时，往往会对传动机构提出更高要求，有时
还存在多级传动，因此要达到上述目的，本设计采用的方法是：滚珠丝杠传动，可提高传动效率且传动平稳，起动和低速性能好，摩擦磨损小；采用齿轮直接传动，可缩短传动链，进一步提高系统精度。
2.2 方案的总体概述
图2.1 机器人整体布局
如上图，其即为本次毕业设计所确定的最终布局方案。
导轨部分选择标准型HRS型导轨，其定位精度高，磨损少能长时间文持精度，适用高速运动且大幅降低机台所需驱动马力，可同时承受上下左右的负荷，组装容易并且互换性好。行程方面由于本设计任务的要求，选用2040mm导轨以使其满足要求，运动范围的扩大大大增加了可工作的范围。导轨水平布置，用螺栓固定在地基或者底座上以完成定位。
导轨部件中，滚珠丝杠作为传动部分。本次设计选用丝杠将步进电机的旋转运动通过丝杠螺母转变为直线运动。其传动效率高，滚珠丝杠副的传动效率高达90%～98%，为滑动丝杠副的2～4倍，能高效地将扭力转化为推力。传动灵敏平稳，滚珠丝杠副为点接触滚动摩擦，摩擦阻力小、灵敏度好、启动时无颤动、低速时无爬行，可控制微量进给。定位精度高，滚珠丝杠副传动过程中温升小、可预紧消除轴向游隙和初级弹性形变、可对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长，故可获得较高的定位精度和重复定位精度。精度保持性好，滚珠及滚道硬度达HRC58～63，滚道形状准确，滚动摩擦磨损极小，具有良好的精度保持性、可靠性和使用寿命。同步性好，滚珠丝杠副因具有导程精度高、灵敏度好的特点，在需要同步传动的场合，用几套相同导程的滚珠丝杠副可获得良好的同步性能。丝杠螺母与上支持板之间采用连接件连接以驱动整机的水平方向移动。
基座部分的设计使其具有两个自由度。其一为垂直方向的上下移动；其二为水平方向的摆动。从而实现手臂的上下及水平方向的摆动，从而实现定位完成相应的工作。其中上下的移动还是选取丝杆螺母来进行驱动而水平面内的摆动则选取齿轮传动。
大臂部分采用镂空设计，从而使在对其自身的强度部分并没有任何的损伤的情况下，实现了大臂的轻便化。机械本体的轻便，则相应地降低了驱动部分的马力需求。本次毕业设计中，大臂部分的设计并没有采用一般的规则型几何体的形状设计。而是采用一般性的有部分转折的设计。在此，采用这样的设计是为了大臂部分要安装小臂驱动机构的需求，从而来进行保证机械本体结构方面的紧凑性。避免了大臂部分显得过于宽大的情形。
小臂的驱动部分最终由一个步进电机驱动下的涡轮蜗杆的减速器来完成。以使机体本体显得紧凑。由于涡轮蜗杆自身的自锁性，能够保证小臂的动载荷，及时刹车以保证准确定位。
小臂部分的设计根据工艺学的应用，选用镂空的技术来使其显得更加轻便，满足本设计的整体需求。小臂的末端开一个小的螺栓孔，来进行执行器部分的定位工作。这一点在本设计中只是给其留够足够的空间来完成定位的工作即可。而执行机构的本体机构设计在此次毕业设计中并没有涉及到，这一点不是本设计要完成的工作。
2.3 驱动方式选择