工业机器人实体建模与运动仿真.docx

题目：工业机器人实体建模与运动仿真摘要机器人是人类20世纪的重大发明之一。经过数十年的发展，机器人技术已经发展成为一门新的综合性交叉科学——机器人学，它包括基础研究与应用两方面的内容。而工业机器人的研究与开发，一直受到各国的科学家与企业的关注。如今，在化工成产、设备安装、道路施工、机械制造、凿岩采矿等诸多领域都有广泛应用。这份报告的研究对象是ABB公司生产的IRB140型工业机器人，并对其进行了三维实体建模与运动仿真分析。具体工作主要包括以下几个内容：（1）找到ABB公司生产的IRB140型工业机器人的技术参数。（2）根据找到的尺寸参数，用ADAMS软件进行三维实体建模。（3）在ADAMS软件里，对建好的工业机器人模型进行运动仿真，要求机器人从初始位置按某一指定轨迹运动到某一指定点，从而得到一系列的运动数据。引言1.1工业机器人的定义机器人现在虽然已被广泛应用，且越来越受到人们的重视，而机器人这一名词却还没有一个统一、严格、准确的定义。不同国家，不同研究领域的学者给出的定义不尽相同，虽然定义的基本原则大体一致，但仍有较大区别。应该说国际标准化组织（ISO）给出的机器人定义较为全面和准确，其定义涵盖如下内容：（1）机器人的动作机构具有类似于人或其他生物体某些器官（肢体、感官等）的功能。 （2）机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变。 （3）机器人具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等。 （4）机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预。工业机器人是工业生产中使用的机器人的总称，是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置，通过可编程序动作来执行种种任务并具有编程能力的多功能机械手，主要用于完成工业生产中的某些作业。如图1．1为典型的工业机器人系统。工业机器人可以固定在一个地方，也可以安置在往复运动的小车上。一般而言，它是指具有与手臂相似的功能，并且可以抓放物体或进行其他操作的机械装置。图1．1工业机器人系统1.2工业机器人的应用工业机器人依据其工作目的的不用而应用在不同的工业方面。焊接机器人是到现在为止应用最多的工业机器人，包括电焊和弧焊机器人，用于实现自动化焊接作业；装配机器人比较多地用于电子部件或电器的装配；喷涂机器人代替人进行各种作业；搬运、上料、下料及码垛机器人的功能都是根据工况要求的速度和精度，将物品从一处运到另一处；还有很多其他用途的机器人，如将金属溶液浇到压铸机中的浇注机器人等。应该说，并不是只有机器人可以完成这些这些工作，很多工作都可以用专门的机器完成。工业机器人的有点在于它可以通过更改程序，方便迅速地改变工作内容或方式，以满足生产要求的变化，例如改变焊缝轨迹及喷涂位置，变更装配部件或位置等。随着对工业生产线越来越高的柔性要求，对各种工业机器人的需求也越来越广。在美洲地区，工业机器人的应用非常广泛，其中汽车与汽车零部件制造业为最主要的应用领域，2012年美洲地区这两个行业对工业机器人的需求占总份额的61%。亚洲方面，工业机器人大规模应用的时机已经成熟。汽车行业的需求量持续快速增长，食品行业的需求也有所增加，电子行业则是工业机器人应用快的行业。工业机器人行业正成为受亚洲政府财政扶持的战略新兴产业之一。在发达国家中工业机器人自动化生产线成套装备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已大量使用工业机器人自动化生产线以保证产品质量和生产高效率。目前典型的成套装备有大型轿车壳体冲压自动化系统技术和成套装备、大型机器人车体焊装自动化系统技术和成套装备、电子电器等机器人柔性自动。汽车装配机器人弧焊机器人1.3工业机器人现状与发展趋势1.3.1工业机器人现状（1）国内工业机器人现状 我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人约200台，约占全球已安装台数的万分之四。主要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用客户的要求，“一客户，一次重新设计”，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、通用化、模化设计，积极推进产业化进度。（2）国外工业机器人现状在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成