结构图库.pdf

第28卷第9期 煤矿机械 Ⅵ．2‰．9 型!竺!星鱼璺!些堡丛曲ing盟 塑：!!!： 基于SolidWorks下cosmosmotion六自由度焊接机器人三维运动模拟 侯祥明．张立祥 。 (安徽理工大学，安徽淮南23zml) 摘萎：以六自由度机器人三维运动仿真为背景，介绍了利用SdidWorks下00啦mⅡ蚰ti∞实现 机械手运动模拟的有效实体方法，重点分析了六自由度机器人的三维建模和建模后运动轨迹规划 的实现。对于一般的机械运动模拟系统，该实例具有一般普遍性。 关键词：SolidWorks；cosmosmotion；三雏运动模拟；轨迹规划 中圈分类号：TP39文献标志码：A文章编号：1003-0794[2007)094】0954T3 Simulation of 3D Morion for 6—．DOF Manipulators Base on SolidWorks Cosmosmotion 咖】出吨一—唱。刁I^_旧U一曲mg fAnlmiUnlvemty 0f Science andTeehnolo科lHus／rm’237,001。QIillaJ Abslract：11le e‰tive method of a simulation system of manipulator with SotidWorks co蝴I加印I州加based on sinmlation el3Dmotionfor6一DoFmanipulatoris prM㈣oted．Themoreimportant partisthe costrocfionof3D model and path planning a瑚lyzed emphatically．To the usual 3D simulation system加肌ipll】ator，tIle instance is uni硐珊_al H，f毫咒rloe． Ke，w钾出：SolldWorks；cotmlotmmfion；simulation of 3D motion；palll planning 0引育 机器人三维运动仿真技术在机器人的研究与应 用中发挥着重要作用。它对于在实际工作中机器人 行走路径的生成、工作空间防止碰撞等具有十分重 要的现实意义。焊接机器人是在工业机器人基础上 发展起来的先进焊接设备，能够提高焊接质景和生 产率，改善工人劳动条件。 1三维实体建模 (1)模拟方案的确定 SolidWorks是微机版技术指标化特征造型软件， 旨在以1／4。1／5的工作站版相应软件的价格向广大 机械设计人员提供用户界面更友好，运行环境更广 大的实体造型实用功能。Solidworks实施金伙伴 (9m p卸咖神合作策略，在单一的运动分析Motion— Works中不必再与其他的软件进行连接可直接模拟 规划出工件的运动轨迹。流程如图1，由图1可知 对仿真实体的模拟加载与仿真分析，旨在对样机的 整体动态性能和结构进行优化，从而达到缩短物理 样机的实验时间，降低试验成本，加快研究进程的目 的。 (2)仿真实体的绘制 六自由度焊接机器人不是很复杂的机构，cad 软件建立三维模型并不太困难，用SolidWorl∞强大 的三维设计能力利用拉伸、阵列和切除等功能将模 拟机器人的各零部件分别绘制出来，然后根据同轴、 共面等几何约束关系将个零部件装配起来可以得到 六自由度机器人的装配图。如图2所示。文献[1] 给出了机器人参考零部件，如表1所示。 圈1六自由度机器人模拟加教仿真漉程圈 衰1机器人零部件明细表 一95— 万方数据 V01．28No．9基于SdidWcd∞下Ⅲ∞目枷m六自由度焊接机器人三维蓬动捌豉_—唯群明，等 第28卷第9期 针为负逆时针为正。妒为转台旋转角度，z轴正向 为0。，顺时针为负逆时针为正。 可得机器人J轴的总水平伸长量 圈2六自由度机器人装配体示圈 模拟加载是在所作SolidWorks文件基础上进行 的，此种情况下建立仿真需要注意：设置长度单位选 择一，质量单位选择l【g，时间选择s。设置单位的 正确对于得到清晰合理的设计结果有很重要的意 义。 2简单数学横型的建立 根据所给出的六自由度机器人的运动情况给出 各个转动剐的旋转角度(见表2)。 裹2各轴所在转动副旋转角度参数表 圈3六自由度焊接机器人简化模型 图3为六自由度焊接机器人简化模型，以基座 底面圆的圆心为坐标原点设立三维坐标系。 设大臂所在机件的线性长度为f。；小臂和手腕 所在机件的线性长度为1．；手抓到焊接点所在机件 的线性长度分别为f“基座底到第1个旋转副的高 度为h。。 角a为大臂*、：轴所在平面的夹角。角口为 小臂与大臂所在直线所成夹角，顺时针为负逆时针 为正。角y为手抓与小臂所在直线所成夹角，顺时 z：f。sin a+“sin