采用工业控制器，市场化、模块化的元件。
1.3 本文的主要研究内容
本文设计和研究了一个六自由度的工业机器人，用于生产线的进送料和装配。首先，本文对生产线布局进行改造设计，提高生产的工作效率，然后，设计机械手及控制系统设计。
第2章 生产线布局及总体方案的确定
2.1 生产线布局方案
如图2-1所示，采取两车床相临，与加工中心依次排布的布局方式；
图2-1 生产线布局图
2.1.1 机械手
1. 双爪（手指为两个夹持机构） 2. 机械手的自由度
（1）机械手手部两个自由度（回转） （2）手腕一个自由度（两个回转） （3）手臂一个自由度（回转）
（4）机身两个自由度（两个回转）
2.1.2 工作流程
1.工序一：由机械手将工件从传送带取下，夹持工件外圆，固定到车床一上、夹紧，进行工序一；
2.此时，机械手再次从传送带上取下工件，存放在手上；
3.待工序一完成后车床一防护门打开，由机械手的另一只手将工件取下，将存放手上的工件固定车床一，进行工序一；
4.之后，将从车床一取下的工件调头撑内孔固定到车床二上，进行工序二；
5.重复流程2、3、4；
6.将工序二取下的工件固定到加工中心，进行工序三；
7.工序三完成，机械手将工件取出反转，重新固定，进行工序四； 8.工序四完成后，机械手将成品件从加工中心取出，放到出料传送带上； 9重复流程5~8。
工作流程图如图2-2所示。
图2-2工序流程图
2.1.3 方案预期达到的目标：
方案最大的特点是采用了双爪机构（手指为两个夹持机构），在生产流程中，省去了等待工序一加工完才可夹持下一工件的时间和各个工序之间所需的时间间隙，双抓举手实现了生产线的不间歇生产，节省了时间，提高了效率。
2.2 总体方案的设计
2.2.1 机构的选型
机构的设计非常重要。我们主要从以下几个方面对其进行研究： (1）可达空间的范围。 (2) 机构的设计。 (3) 自由度的选取。
具体到本设计，因为设计要求搬运的加工工件的质量达15KG，且长度达500MM，同时考虑到数控机床布局的具体形式及对机械手的具体要求，考虑在满足系统工艺要求的前提下，尽量简化结构，以减小成本、提高可靠度。
关节型机器人可分为直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、 球坐标型机器人和开链连杆式机器人。开链连杆式机器人是现在使用最多的一 种，其主体结构的三个自由度腰关节、肩关节、肘关节全部采用转动关节，手腕上也采用转动关节来确定末端的姿态，具有优点如下：
[6]
1. 结构紧凑，工作范围大而安装占地小。
2. 具有很高的可达性。可以使其手部进入像汽车车身这样一个封闭
的空间内 进行作业，而直角坐标型的机器人就不行。
3. 因为没有移动关节，所以不需要导轨。转动关节容易密封，由于轴承件是 大量生产的标准件，则摩擦小，惯量小，可靠性好。
4. 所需关节驱动力矩小，能量消耗少。
通过对以上这些进行研究，我们拟采用开链杆式关节型机构。 机器人本体由机座、腰部、大臂、小臂、手腕、末端执行器和驱动装置组成。共有六个自由度，依次为腰部回转、大臂俯仰、小臂俯仰、手腕回转、手腕俯仰、手腕侧摆。
2.2.2 驱动方式的选择
机器人的驱动可分为气压驱动、液压驱动及电动机驱动等多种类型。它们各有优缺点，且适应范围不同。三种驱动方式的特点见表2-1。
表2-1三种驱动方式的特点对照
输出功率 控制性能 液压驱动 很大 利用液体的不可压缩性，控制精度较高，输出功率大，可无级调速，反应灵敏，可实现连续轨迹控制 气动驱动 大 气体压缩性大，精度低，阻尼效果差，低速不易控制，难以实现高速、高精度的连续轨迹控制 电机驱动 较大 控制精度高，功率较大，能精确定位，反应灵敏，可实现高速、高精度的连续轨迹控制，伺服特性好，控制系统复杂 结构性能及体积 结构适当，执行机构可标准化、模拟化，易实现直接驱结构适当，执行机构可标准化、模拟化，体积小，结构紧凑，结构性能好，噪声低，电动机一般需配置减速装置，除DD电动机外，难以直接驱动，结构紧凑，无密封问题 动。密封问题较小 密封问题较小 在工业机器人中应用范围 适用于重载、低速驱动，电液伺服系统适用于喷涂机器人、点焊机器人和托运机器人 适用于中小负载驱动、精度要求较低的有限点位程序控制机器人，如冲压机器人本体的气动平衡及装配机器人气动夹具 适用于中小负载、要求具有较高的位置控制精度和轨迹控制精度、速度较高的机器人，如AC伺服喷涂机器人、点焊机器人、装配机器人等 成本 液压元件成本较高 成本低 成本高
基于上述驱动系统的特点，本文选用电机驱动的方式对机器人进行驱动。
2.2.3 传动方案的选择
传动方式的选择是指选择驱动源以及传动装置与关节部件的连接