UG和ADAMS在机械手的动力学仿真中的联合应用.pdf

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1、科技·秣·争呜Sc科ience&技Tech视nology界VisionUG和ADAMS在机械手的动力学仿真中的联合应用田方刘义杰陈立博张君z李建维3(1．沈阳工业大学机械工程学院，辽宁沈阳110870；2．沈阳科创自动装备有限公司，辽宁沈阳110000；3．北方重工集团有限公司。辽宁沈阳110141)【摘要】本文利用UG软件对PRRR机械手进行三维实体建模，将模型导入ADAMS软件，对机械手进行动力~6-真研究，得到其扭矩变化曲线，为机械手的驱动控制提供参考，并为机械手研究人员学习动力学仿真提供帮助。【关键词】UG；PRRR机械手；ADAMS；动力学仿真

2、0引言2．1模型导入ADAMS由于UG直接输出的格式不被ADAMS直接使用．所以在UG中研究机械手动力学可以实现其最优控制．以期达到良好的动态性输出p8rasolid格式。点击[文件】一[导出]命令，选择parasolid格式，选能和指标Ⅲ。因此机械手的动力学研究引起很多人的注意。本文介绍中模型．点击确定按钮。选择存储的文件夹，文件格式为一一t。UG和ADAMS软件对PRRR机械手进行动力学仿真的过程．希望对打开ADAMS软件，新建一个模型，点击文件菜单下的[导人]选机械手研究人员提供一定的参考。项．将UG输出的parasolid格式文件导入ADAMS中

3、1机械手建模导人成功后．为方便仿真，可以对各零件重命名。如鼠标右击底座，弹出的菜单选择PART一2一重命名，重新命名为dizuo。1．1机械手坐标系建立及参数确定2．2设置重力和修改刚体质量属性PRRR机械手的机构简图如图l所示选择『设置]菜单中【重力]项，根据模型，将重力方向设置成正确的方向。选择要修改材料的零件．右击弹出菜单，选择[修改】，在弹出的对话框定义质量方式选择f几何形状和材料类型】，这里可直接在软件的材料库里选择材料。型材选用铝材，其余用钢材。2-3设置运动关系和驱动各机构间需约束关系来定义其连接方式和相对运动。为了方便约束．在各个零件的驱

4、动部分添加基本形状：点，形成POINT。底座与地面固接．在POINT1处用固定副来连接。升降相对底座做上下直线运动．在POINT2用平移副来连接．加载平移驱动，形成MOTIONI。大臂相对升降零件作回转运动．在POINT3用旋转副连接，添加旋转驱动，形成MOTION2。小臂相对于大臂作回转运动．在POINT4通过旋转副连接，加载旋转驱动，形成MOTION3。手腕相对小臂作回转运动，在POINT5通过旋转副连接，加载旋转驱动，形成MOTION4。在机械手中心添加负载，构建方式为f垂直于栅格】【4J。图1PRRR机械手机构简图2．4添加函数steD5函数实现

5、各个机构的分时控制，step5函数表达式为：机械手为加工曲轴的设计，由底座、机械手大臂、小臂、手腕、手STEPS(x，x0，h0，xl，h1)爪、驱动系统等组成。根据工况要求。其性能参数如表1所示目x是自变量．可以表示时间或自定义的变量x(】是自变量的初始表1机械手基本参数值，hO是x0对应的变量值．x1是自变量的终值，h1是x1对应的变量连杆公法线关节扭转关节关节变化连杆长度连杆距离转角值。hO一般为数值O．hl为始终变量值的差值。根据驱动方向确定正角长az．。负号。一1(mm)蜘m)范围fmn(de曲(deg)2．5运动和轨迹仿真0O000_一800

6、mmL1：2Oo0现在建立起了PRRR机械手的模型。点仿真按钮进行运动仿真，0OL19oO。一3607。L2=8oo根据机械手节拍指标．设置仿真时间为5Os和步数为2000步，单击开0L20-90。—_90。L3=800始仿真按钮．模型开始运动。LaO0O-90。一90。L4-400点击『回放】菜单栏的f创建轨迹曲线】，以机械手中心为目标，在点击一下地面．轨迹曲线自动生成．如图2所示。q一为从到沿札测量的距离；q为从I到绕札。旋转的．角度：dl为从。到沿测量的距离；为从札，到蕾绕旋转的角度。1．2利用UG进行建模考虑负载、自重和工作空间，机械手升降杆直径

7、dl=250mm．壁厚25mm；大臂尺寸dL2=200mm，RL32=75ram，厚度hL3=200mm，壁厚20mm；小臂两端半径RL41=75ram，RL42=40mm，厚度hIA=100mm。壁厚20mm；负载为20kg。根据各部件尺寸，利用UG对机械手进行建模。2ADAMS环境下的动力学仿真图2PRRR机械手仿真轨迹(下转第167页)作者简介：田方(1961一)，女，河北秦皇岛人，硕士，教授，研究方向为现代设计方法。刘义杰(1988一)，男，山东烟台人，硕士，研究方向为现代设计理论与方法学。’22l科技视界science&Techn。。gyVis

8、i。nScience&TechnologyVision科技视界科技·探索·争鸣抽