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

        2015-05-30 15:14:38魏書平等
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年25期

        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(guò)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]?;贏DAMS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(guò)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(guò)仿真可以帶來(lái)設(shè)計(jì)過(guò)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)

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        作者簡(jiǎn)介:魏書平,女,安徽工程大學(xué)本科生。

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