魏書平等

摘 要：文章以某企業(yè)自動(dòng)化上下料機(jī)床機(jī)械為研究目標(biāo)，構(gòu)建了簡(jiǎn)化的機(jī)床機(jī)械手模型，然后把該模型導(dǎo)入到ADAMS進(jìn)行后續(xù)的約束和驅(qū)動(dòng)添加，從而獲得機(jī)械手的虛擬樣機(jī)。并通過運(yùn)動(dòng)仿真模擬了機(jī)械手關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)曲線，結(jié)果表明所建立模型正確性與合理性，為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：機(jī)床機(jī)械手；ADAMS；動(dòng)力學(xué)仿真

在現(xiàn)今的高端智能裝備制造業(yè)中，機(jī)器人（機(jī)械手）是一種極其重要的智能化裝備。機(jī)器人的誕生將使生產(chǎn)率得以顯著提高、工作環(huán)境得以改善等。所以對(duì)機(jī)器人的研究意義非凡。許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者已在機(jī)械手控制、設(shè)計(jì)等相關(guān)方面做了大量的研究工作[1-5]。基于ADAMS軟件，文章對(duì)機(jī)床機(jī)械手動(dòng)力學(xué)進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明所構(gòu)建三維模型合理性及正確性，為為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。

1 應(yīng)用背景及功能分析

從某企業(yè)的實(shí)際出發(fā)，分析機(jī)床機(jī)械手完成的功能如下：機(jī)床機(jī)械手將毛坯件從物料板或者物料箱中取出，放置于機(jī)床A中，將機(jī)床A加工好的機(jī)械手放置于機(jī)床B中，將機(jī)床B加工好的零件取出，放置到成品車上，完成一個(gè)循環(huán)。

2 基于ADAMS的機(jī)床機(jī)械手動(dòng)力學(xué)仿真

2.1 模型構(gòu)建

在ADAMS中構(gòu)建復(fù)雜的三維模型比較困難，因此，在保證功能的前提下，首先構(gòu)建了簡(jiǎn)化的機(jī)床機(jī)械手模型，如圖1所示。

2.2 動(dòng)力學(xué)仿真分析

將三維模型導(dǎo)入到ADAMS中，將相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)副約束和驅(qū)動(dòng)約束添加到模型中，如圖2所示。

經(jīng)仿真后得到機(jī)械手各關(guān)節(jié)位移變化的曲線（圖3）、各關(guān)節(jié)力變化的曲線（圖4）、各關(guān)節(jié)角加速度變化的曲線（圖5）。

從仿真結(jié)果可以看出，機(jī)械手的各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，角位移、角加速度和關(guān)節(jié)力的變化曲線變化比較平緩，由此證明了所設(shè)計(jì)的機(jī)床機(jī)械手結(jié)構(gòu)是比較合理的。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)機(jī)床機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析，使機(jī)床機(jī)械手的整個(gè)運(yùn)動(dòng)功能直觀，同時(shí)得到了各關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)力、各關(guān)節(jié)的位移、角加速度變化曲線。該結(jié)果可以為機(jī)械手的軌跡控制與規(guī)劃提供基礎(chǔ)；另外，通過仿真可以帶來設(shè)計(jì)過程的簡(jiǎn)化、開發(fā)費(fèi)用的減少、設(shè)計(jì)周期的縮短等諸多好處，并為下一步機(jī)械手的智能控制提供了一定的參考。

參考文獻(xiàn)

[1]黃金風(fēng).MSRS和ODE環(huán)境下POWERCUBE模塊化機(jī)械手的仿真研究[D].大連：大連交通大學(xué)，2010.

[2]張明輝，禚寶海.Diamond并聯(lián)機(jī)械手動(dòng)力學(xué)仿真的Simulink實(shí)現(xiàn)[J].山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，29（1）：90-94.

[3]劉淑英，張明路，韓慧伶.五自由度機(jī)械手動(dòng)力學(xué)分析與仿真[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，38（2）：32-36.

[4]Muller A， Hufnagel T. Model-based control of redundantly actuated parallel manipulators in redundant coordinates. Robotics and Autonomous Systems， 2012， 60（1）：563-71.

[5]王霞，李占君，王平.基于ADAMS的六自由度機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)仿真分析[J].礦山機(jī)械，2010，38（8）：28-31.

作者簡(jiǎn)介：魏書平，女，安徽工程大學(xué)本科生。