基于SolidWorks_VRML实现工业机器人在虚拟环境中建模

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1、第20卷第2期机电产品开发与创新Vol.20,No.2·开发与创新·2007年3月Development&InnovationofMachinery&ElectricalProductsMar.,2007基于SolidWorks-VRML实现工业机器人在虚拟环境中建模袁锋伟，李必文，何彬（南华大学机械工程学院，湖南衡阳421001）摘要：虚拟设计是CAD研究的重要内容。本文介绍了虚拟现实技术（VR）和虚拟现实建模语言(VRML)，并结合工业机器人虚拟现实模型开发的实际，探讨了基于SolidWorks-VRML建立三维产品虚拟模型的建模方法和原理，最后给出了虚拟工业机器人模型实例。关键

2、词：SolidWorks；VRML；工业机器人；虚拟设计中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1002-6673（2007）02-014-030引言1国内外工业机器人现状机器人技术是具有战略高度的前沿技术，它和生物1.1工业机器人发展趋势技术、大型计算机技术、纳米技术一同被认为是未来科自20世纪70年代第一台机器人诞生至今，全球工技发展的方向。工业机器人是集机械、电子、计算机、业机器人的装机量已超过百万台，形成了一个巨大的机人工智能等先进技术于一体的自动化装备。器人产业。工业机器人是一种由程序预先确定其运动方虚拟设计是以“虚拟现实”（VirtualReality）技术式的机电

3、一体化机械装置，由操作机（机械本体）、控为基础，以机械产品为对象的设计手段。虚拟现实技术，制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，具有高度的就是基于自然方式的人机交互系统，通过计算机创建一柔性和适应性，是先进制造技术准备的典型代表。种虚拟环境（VirtualEnvironment），使用户产生身临其境我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开的感觉，并可实现用户与虚拟环境直接进行交互。始起步，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技虚拟现实技术应用于工业机器人设计就是利用三维术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划建模软件,通过虚拟现实标准语言VRML建立虚拟环境技术，生产了

4、部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧中的实体模型，以及描述它们之间的结构关系，快速、焊、点焊、装配、搬运等机器人[1]。但总的来看，我国真实地显示三维虚拟工业机器人，为工业机器人控制系的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一统提供一个研究观察平台。通过进一步的虚拟仿真还可定的距离。在工业机器人设计过程中引入虚拟设计技以实现工业机器人的预测控制，即在VRML浏览器中的术，使产品设计实现更自然的人机交互，采用并行设计虚拟工业机器人模型能否按规划的轨迹运动到指定的位工作模式，系统地考虑各种因素，把握了新产品开发周姿，从而避免了在机器人在设计、制造和调试过程中直期的全过程，提高了产品

5、设计的一次性成功率，从而缩接操作实体可能造成的事故和不必要的损失，同时也是短产品开发周期，降低生产成本，提高了产品质量。实用化离线编程技术的重要手段。国外机器人领域近几年发展的趋势之一就是虚拟现本文基于SolidWorks三维CAD软件，结合虚拟现实技术在机器人设计与制造中的应用，已从仿真、预演实建模语言VRML，以工业机器人虚拟现实模型开发的发展到用于过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身实际，探讨了基于SolidWorks环境下的三维产品建模方于远端作业环境中的感觉来操纵机器人，那么关键是要法和过程，分析了VRML建立虚拟模型的方法与原理。实现工业机器人在虚拟环境中的建模。1.2

6、工业机器人的基本结构收稿日期：2007-01-08工业机器人通常由3部分（机械系统、控制系统、作者简介：袁锋伟（1977-），男，湖南新化人，工学硕士，[2]智能系统）组成，机械系统又分为执行机构和驱动机构。讲师。主要研究方向：虚拟设计与制造，发表论文7篇；李如图1所示，关节型工业机器人的执行机构—机械臂可必文（1968-），男，湖南衡阳人，硕士，副教授，硕士研究生导师。长期从事先进制造技术研究，发表论文20余篇。由基座、旋转台、连接件（大臂）及小臂、手爪等实体14·开发与创新·组成，是一个开链式的多连杆样，设计者可以随心所欲地按照自己的设计思想进行产结构，始端连杆为机械臂的基品的开

7、发、设计、制造，体现了产品制造的灵活性。而座，末端连杆与机械臂的手爪相且由于VRML文件可以像HTML文档一样上传下载，连，相邻连杆间用旋转关节或柱并启动VRML浏览器来观看文档所描述的三维模型，很关节相连。机械臂的动作形态好地解决了企业之间的信息交流与共享，有利于产品的图1通用关节型机器人由三种不同的单位动作（旋转、设计制造。结构简图[3]回转和伸缩）组合而成。Fig.1Thestructureof3实现工业机器人在虚拟环境中建模universalmul