将五轴工业机器人应用于机械设计、可编程控制器、电机拖动技术等课程的实验教学中,解决了机械工程实验教学中理论知识与实际工程项目结合不系统的问题。五轴工业机器人将机械设计、机械电子、气压传动等学科的理论知识有机结合在一起,且能较好地满足实际工业需求。该方法可以使学生在研发过程中巩固理论知识,实际动手能力得到提高,对工厂实际需求有更深的了解,实验教学效果良好,为机械工程教学实验提供了一种新方法。 五轴工业机器人结构原理五轴工业机器人包括机械部分和控制系统。该机器人采用圆柱坐标式［５－６］，实现五轴运动。机械部分包括手臂、升降部分、回转部分和底座，其结构见图１。机器人由五台伺服电机（以下简称电机）驱动，电机由控制系统控制。电机Ｍ１驱动摆臂运动，电机Ｍ２带动滚珠丝杠驱动手臂上下运动，电机Ｍ３驱动手臂旋转，电机Ｍ４驱动手臂伸缩，电机Ｍ５驱动手指转接盘旋转。图２为研制样机实物图。图１五轴工业机器人结构示意图图２五轴工业机器人样机实物图２五轴工业机器人控制系统２．１硬件组成控制系统以可编程逻辑控制器为基础， 本文由公司网站网站 转载中国知网整理!   http://www.dapenggunhuji.com/选用三菱ＦＸ３Ｕ为ＰＬＣ主控单元，配合三菱ＦＸ２Ｎ－１ＰＧ定位模块。上位机选用三菱ＧＳ系列触摸屏，实现人机交互。图３为控制系统的原理图。ＰＬＣ抗干扰能力强，可靠性高［７］。三菱ＦＸ３Ｕ可编程控制器内置了６４ＫＢ的内存，高速处理速度可达到０．０６５μｓ／基本指令，达到业内最高水平。最大输入输出点数可达到３８４个［８］。ＦＸ２Ｎ－１ＰＧ是定位控制型脉冲输出模块。设备及材料见表１。图３控制系统原理图表１设备清单明细表名称数量三五轴工业机器人-电动折弯机数控滚圆机滚弧机折弯机张家港滚圆机滚弧机折弯机菱ＦＸ３Ｕ１１ＰＧ模块５２４Ｖ直流电源２欧姆龙ＭＹ２Ｊ继电器若干三菱触摸屏ＧＳ２１１０－ＷＴＢＤ１光电开关若干空气开关１机械本体加工零件若干滚珠丝杠２直线导轨２报警灯１封紧纸若干电缆若干同步带１同步带轮２２．２程序设计根电机Ｍ２带动滚珠丝杠驱动手臂上下运动，电机Ｍ３驱动手臂旋转，电机Ｍ４驱动手臂伸缩，电机Ｍ５驱动手指转接盘旋转。图２为研制样机实物图。图１五轴工业机器人结构示意图图２五轴工业机器人样机实物图２五轴工业机器人控制系统２．１硬件组成控制系统以可编程逻辑控制器为基础，选用三菱ＦＸ３Ｕ为ＰＬＣ主控单元，配合三菱ＦＸ２Ｎ－１ＰＧ定位模块。上位机选用三菱ＧＳ系列触摸屏，实现人机交互。图３为控制系统的原理图。ＰＬＣ抗干扰能力强，可靠性高［７］。三菱ＦＸ３Ｕ可编程控制器内置了６４ＫＢ的内存，高速处理速度可达到０．０６５μｓ／基本指令，达到业内最高水平。最大输入输出点数可达到是定位控制型脉冲输出模块。设备及材料见表１。图３控制系统原理图表１设备清单明细表名称数量三菱ＦＸ３Ｕ１１ＰＧ模块５２４Ｖ直流电源２欧姆龙ＭＹ２Ｊ继电器若干三菱触摸屏ＧＳ２１１０－ＷＴＢＤ１光电开关若干空气开关１机械本体加工零件若干滚珠丝杠２直线导轨２报警灯１封紧纸若干电缆若干同步带１同步带轮２２．２程序设计根据机器人工作轨迹需要，设计多套路径，开机后在触摸屏中选择，被选路径的具体距离由示教确定。图４是五轴工业机器人的程序流程图。机械手开机后可选择更改程序，更改程序后须回到初始原点，回原点后可进行示教操作。如果不更改程序，继续运行以前选择的程五轴工业机器人-电动折弯机数控滚圆机滚弧机折弯机张家港滚圆机滚弧机折弯机 本文由公司网站网站 转载中国知网整理!   http://www.dapenggunhuji.com/