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    摘要：本文所设计的机器人属于平面关节型，它具有平行的肩关节、肘关节关于轴线共面。此外还有一个肩部的垂直上下运动以及单导轨的设计增加了机器人的工作范围。该装置在机械设计上最显著的特点就是它在X-Y平面上的运动具有较大柔性，而沿Z轴具有很强的刚度。它的每一个关节的运动都是独立的，每一个关节单独控制，从而每次只有一个关节运动，运动平稳。具体机械系统由基座，手臂，导轨以及末端执行器四大部分构成。每一部分都有若干自由度，构成了一个多自由度的机械系统。
    设计选用PLC控制系统硬件电路，完成步进电机驱动器的电路配线盒，机器人控制器的硬件电路配线。从而实现对机器人的运动控制。
        设计完成了主要件的选型、传动机构设计、CAD图纸的绘制、主要零部件的校核以及控制部分的设计工作。
    关键词：平面关节型；机器人；PLC；机构设计,3866

    The articulated robot of single orbital plane drived by stepper motor
    Abstract:The flat joint type robot design herein belong, it has a shoulder parallel, about an axis coplanar. In addition, there is a vertical up and down movement of the shoulder as well as single-rail design increases the working range of the robot. Having a larger flexibility in the mechanical design, the most significant feature is the apparatus its movement in the XY plane along the Z-axis has a strong rigidity. Each of its joint motion are independent, each joint individually controlled, so that only one joint movement, smooth motion. Specific mechanical system consists of four major parts of the base, arms, rail as well as the end of the actuator. Specific mechanical system consists of four major parts of the base, arms, rail as well as the end of the actuator. Each section has a number of degrees of freedom to form a multi-degree-of-freedom mechanical system.
    PLC control system hardware circuit design and selection, complete stepper motor driver circuit wiring box robot controller hardware circuit wiring. Enabling the robot motion control.
    The design is completed the main parts selection, transmission design, CAD drawings drawing, the main components of the check as well as the control part of the selection work.
    Keywords: planar articulated robot；PLC；mechanism design

    目录
    1 绪论 5
    1.1 平面关节型机器人概述5
    1.2 国内外研究动态 5
    1.2 平面关节型机器人原理、用途及应用7
    2 驱动方案概述9
    2.1操作机的机构和传动技术9
    2.2方案总体概述9
    2.3 驱动方式选择11
    3机械本体设计12
    3.1 导轨部件12
    3.2 基座部件13
    3.2.1主轴的上下移动13
    3.2.2主轴的转动15
    3.3 小臂驱动部件16
    3.4 大臂零件17
    3.5 小臂零件18
    4 计算校核19
    4.1步进电机的选择19
    4.1.1小臂电机选择19
    4.1.2水平导轨驱动电机选择22
    4.2齿轮的校核23
    4.3滚珠丝杠的设计计算25
    5 控制系统方案选用28
    5.1 机器人控制系统的功能28
    5.2机器人控制系统的组成形式28
    5.2.1集中式控制系统28
    5.2.2分布式控制系统29
    5.3 控制系统的方案设计31
    5.4 传感器的选择31
    5.4.1限位开关32
    5.4.2位移传感器32
    总结34
    致谢35
    参考文献36,3866
        绪论
    1.1 平面关节型机器人概述
    平面关节型机器人作为机器人的一个分支是工业机器人的一个重要研究方向，又称SCARA型装配机器人，是Selective Compliance Assembly Robot Arm的缩写，意思是具有选择柔顺性的装配机器人手臂。其在水平方向有较好的柔顺性，在垂直方向有较大的刚性。它结构简单，动作灵活，多用于装配作业中，特别适合小规格零件的插接装配，如在电子工业零件的插接、装配中应用广泛，其在装配、搬运、焊接等方面都有重要的应用。
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