基于SW平台的6R机器人的仿真研究.pdf

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1、·应用研究·孙延娟陈丽敏杜迎宇基于SW平台的6R机器人的仿真研究．79基于SW平台的6R机器人的仿真研究孙延娟，陈丽敏，杜迎宇●(长春职业技术学院工程分院，吉林长春130033)摘要：为了更好地进行6R型机器人轨迹的规划和工作任务的拟定，使用SolidWorks的虚拟样机技术插件CoSMoSMotion对拟定的6R型机器人工作任务进行逆过程仿真，得到了相关运动参数，为机器人的物理机工作轨迹规划提供了可行性数据。该种基于SolidWorkS平台的机器人逆过程仿真方法能为机器人的轨迹规划快速提供运动参数，提高设计质量，缩短

2、设计周期，使得并行设计的优势得到充分的发挥。关键词：机器人；SW；COSMoSMotion；仿真中图分类号：TH164文献标识码：A文章编号：1672—1616(2011)19—0079一O3随着科学技术的发展，计算机的普及应用，机各关节具有不同的运动范围。其中前3个自由度器人技术已日趋成熟，在汽车工业、电子工业的产实现机器人末端的空间位置，腕部3个自由度实现品生产线、装配线上已大量应用机器人作业，以提机器人的末端姿态。具体运动参数是：关节Axisl一高产品质量和工作效率。由于机器人的自由度大的转角变量范围为一180。

3、～180。，最大角速度为多大于三维，运动参数的确定并不惟一，对其轨迹：150。／s；关节Axis2的转角变量范围为特别是空间轨迹的规划更加困难。一100。～110。，最大角速度为=150。／s；关节Axis3的转角变量范围为一6O。～65。，最大角速度1虚拟样机技术为叫n氇=150。／s；关节Axis4的转角变量范围为虚拟样机技术就是在制造和使用物理样机前一200。～20(】。，最大角速度为：360。,Is；关节在计算机上建立设计对象的虚拟模型机，并完成设Axis5的转角变量范围为一120。～120。，最大角速计对象功

4、能的可行性及其工作性能的分析，以更好度为：360。／s；关节?~xis6的转角变量范围为地理解系统的运动、动力特性，比较设计方案，优化一400。～400。，最大角速度为∞=450。／s。设计。而sOlidworks(sw)的CAE应用插件COS—MOSMotion仿真分析模块是基于ADAMS解决方案引擎创建的COSMOSMotion动力学仿真分析插件，用于建立运动机构模型，进行干涉分析，跟踪零件的运动轨迹，分析机构中零件的速度、加速度、作用力、反作用力等，以图形曲线、数据表格等形式输出，其分析结果可用于机构、零件的结构

5、、材料的优化，以提高产品质量和机械设计效率』。2机器人建模图1IRB机器人物理样机2．1物理样机2．2建立仿真模型机器人物理样机原型为ABB公司生产的根据IRB一2400／10型工业机器人物理样机IRB一2400／10型工业机器人(如图1所示)。这是的主要参数，确定各个节点的位置和各杆件的结构一种6个运动关节均为转动的(6R型)机器人，由尺寸，按原型基于SW进行草图绘制、拉伸、切除等底座、腰转部件、大臂、小臂和腕部等部件组成，其特征操作，建立各构成零件模型，并自底而上按机收稿日期：2011—08—12作者简介：孙延娟(

6、1960一)，女，吉林长春人，长春职业技术学院教授，主要研究方向为机械工程及自动化。802011年10月中国制造业信息化第40卷第l9期器人的运动机理进行装配。图2所示为机器人的部分主要零部件和装配体的三维设计模型。J、臂回转体大臂底座机器人装配图2部分零部件和装配体的三维模型2．3添加运动关联动，并保证垂直的相对位置要求。在SW环境下调入基于ADAMS解决方案引擎创建的C(MOSMotk)n动力学仿真分析插件，运行并导入仿真模型，系统自动将最先导入的构件定义为固定构件(先导入的底座为机架)，其后导人的构件为活动构件，

7、也可手动进行修改，运动分析模块也遵循这样的原则。根据机构的运动机理在腰部相对底座的旋转、大臂的仰府、小臂的仰府及／一腕部的3个回转运动共6个节点处添加转动副图3至间等距螺旋线轨迹(Revolute)3．4仿真分析根据上述拟定的工作任务，设定智能运动构建3运动仿真器参数。仿真得到各关节的运动参数曲线图(图43．1机器人工作方式所示为部分关节运动曲线图)，对主要关节进行运机器人有2种主要的工作方式：遥控主从工作动分析：(1)铬运动关节的角速度时间曲线和角加方式和自动轨迹工作方式。遥控主从工作方式实速度时间曲线都是连续变化的

8、，但角速度值变化较现较难，多用于机器人的研究与开发；自动轨迹工大，角加速度值变化大，尤其是关节4和关节6的作方式则非常适于重复作业，是生产现场广泛应用角加速度瞬间变化量大，物理机的实际工作中可能的工作方式l2J。本文主要是基于机器人自动轨迹会存在轻微的冲击和抖动。(2)关节5从极限位置_[作方式的逆过程的仿真研究。旋转过102。后