臺灣博碩士論文加值系統

為了符合現今工業的需求，工業界趨向於自動化，因應龐大的工業需求，各個國家爭相投入機器人與機械手臂的研發。本論文主要在開發一台工業用選擇順應性裝配機器手臂(SCARA-selective compliance assembly robot arm)，其迴轉半徑為400mm，垂直方向最大行程300mm，末端最大負載3kg，以Solid Works設計繪圖軟體設計機構連結及應力應變分析模擬，並進行機械加工零組件、機構組裝、配線，最後以PC模擬人機介面軟體規劃程式及控制。
本論文使用精度為0.001mm(1μm)的數位指示量表，透過三維治具及訊號擷取器，將定位精度量測數據擷取至電腦中，將量測結果與機械手臂的運動方程式來相互驗證，以達到機械手臂的定位精度測量。最後，經由實驗結果，XY軸定位精度在±0.012mm以內，重複精度在±0.04mm以內，Z軸的定位精度在±0.03mm以內，本論文所研製的SCARA機械手臂定位精度大致符合需求但仍有改善的空間，來讓SCARA機械手臂達到更符合業界的需求與期待。

In order to meet the huge needs of today's industry demand, the industry tends to automation. Many countries have developed the researches of robotics and the robot arms. In this thesis, an industrial robot (SCARA -selective compliance assembly robot arm) has developed.
This robot is designed in the following specifications: radius of gyration of 400mm, vertical stroke of 300mm, maximum end load of 3kg. Using Solidworks software to design, simulate and verify the workparts by stress-strain and displacement analysis. Workparts Machining workshop, mechanism assembly, wiring, man-machine interface software and PC-based control are carried out in this thesis.
The measurement results of positioning accuracy data is collected to computer by using three precision 0.001mm (1μm) digital indicating gages, the well-designed three-dimensional fixture and signal extractor. The measurement results and the motion equation of the robot arm are verified coordinately each other to achieve the accuracy of the measurement robot. Finally, through experimental results, XY-axis positioning accuracy within ± 0.012mm, Repeat accuracy ± 0.04mm or less, in the Z-axis positioning accuracy within ± 0.03mm, a developed SCARA robotic arm needs some improvements to reach the requirements of industry's needs and expectations.

目 錄
頁次
目錄 Ⅲ
圖目錄 Ⅴ
表目錄 Ⅵ
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 1
1.3 研究動機與目的 2
第二章 機器人運動學理論 4
2.1 Denavit–Hartenberg參數法 4
2.2 正向運動學 7
2.3 反向運動學 8
第三章 機械手臂系統架構及分析 11
3.1 設計概念 11
3.2 系統架構簡介 13
3.3 機械手臂模組 14
3.3.1 機械手臂控制器 15
3.3.2 伺服馬達 19
3.3.3 行星減速機 25
3.3.4 滾珠花鍵螺桿 27
3.3.5 夾爪 29
3.4 機械手臂設計分析 31
3.4.1系統功能描述 31
3.4.2伺服馬達與行星式減速機負載關係 31
3.4.3機械手臂機構設計 35
3.4.4第一軸機構 36
3.4.5第二軸機構 41
3.4.6第三軸與第四軸機構 43
3.4.7夾爪單元 44
第四章 機械手臂實體與測試 46
4.1 機械手臂機構實體 46
4.2 數位指示量表 47
4.3 數位訊號擷取 48
4.4 訊號擷取軟體 49
4.5 數位指示量表量測系統 50
4.6 量測系統實體 51
4.7精度測試實驗 52
4.7.1定點移動距離實驗 52
4.7.2往復精度實驗 57
第五章 結論與未來展望 60
5.1 結論 60
5.2 未來展望 60
參考文獻 61

參考文獻
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