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第 25卷 第 4期
2011年 7月
湖 南 工 业 大 学 学 报
Journal of Hunan University of Technology
VO1.25 NO.4
July 2011
基于 ADAMS的柔性焊接机器人动力学仿真
彭礼辉 ,李 光,刘领化
(湖南工业大学 机械工程学院 ,湖南 株洲 412007)
摘 要:在 Pro/E中完成了焊接机 器人的三维建模 ,然后导入 ADAMS软件中,添加 约束后建 立了焊接
机 器人 的虚拟样 机模 型 。考虑到 柔性构件 对机器人 系统运 动性 能的影响 ,构建 了该机 器人 的刚柔耦 合模 型,
并进 行 了动 力学仿真。结果表明 :柔性 手臂 构件对机械手 的运动 精度产生 了较 大影响。
关键 词 :机械 动力学;虚拟 样机 ;刚 柔耦合 模型 ‘
中图分类号 :TP242.2;TP391.9 文献标 志码 :A 文章编 号 :1673-9833(201 1)04-0045--04
Dynamics Simulation of Flexible W elding Robot Based on ADAM S
Peng Lihui,Li Guang,Liu Linghua
(College of Mechanical Engineering,Hunan Unive ̄ity of Technology,Zhuzhou Hunan 412007,China)
Abstract:Setupthree—dimensionalmodelofwelding robotbyPro/E.Importedthemodeltothe softwareofADAM S,
added constraints and established the virtual prototype mode1.Considering the influence of flexible components on the
robot motion performan ce,consa'ucted a rigid—flex coupling mod el of the welding robot an d conducted dynamics simulation.
The resul ̄ show that flexible arli1 components have significant impact on the motion accuracy of manipulator.
Keywords:mechanical dynamics;virtual prototype;rigid—flex coupling mod el
在工 业生 产 中 ,机器 人被 广泛 应 用 于点焊 、喷
漆 等生 产环节。 自20世纪 60年代 以来 ,机器人技术
越来越 成熟 ,其主要特 点有 :劳动生 产率 高 ,工人
劳动 强度得到 改善 ;可以在 有害环境下工作 ;对工
人操作技术的要求有所降低 ;产品改型换代的准备
周期得 到缩短 等。在 以往 的机械设计 中,机器人系
统 的运 动学 和动力学模 型均设 为刚性体 ¨ ,据此确
定各关 键点 的位 移 、速度 、加速度、作用力和 力矩
等 , 忽略 了系统高速运行时的弹性变形 。随着 机器
人技术 的进 步和生产 高速 、高效 化的发展 需要 ,构
件 的 弹 性 变 形 越 来 越 受 到 重 视 】。 本 文 拟 利 用
ADAMS软件对机器人进行柔性体建模 ,并对其进
行动力 学仿 真研究。
1 虚拟样 机技术概述
近年来 ,在各种行 业中对 虚拟样 机技 术给 出了
不同定义日 】。简单来讲 ,虚拟样机技术就是用来代
替真实物理样机 的技 术 ,即在 产品设 计过程中,利
用零部 件设 计及分 析技术 ,构 造出产品的 整体 模
型,然后对 其各种工 况进 行仿真分析 ,测得其整 体
性能 ,从而对产品进行优化设计 的一 门技术 】。虚
拟样机技 术一 般可分为 以下 几个过程 :
1)概念设计。即在 ADAMS软件里完成实体 建
模 ,或 者从其 他 CAD软件 中导入 ,经过 添加 约束 、
力 矩等 产 生 系统模 型 ,建 立 整体 样 机 模 型 。 在
ADAMS中可以快速形成相关的运动方程 ,并完成
争
.
收稿 日期 :201卜04—24
作者简介 :彭礼辉 (1985一),男,湖南新化人,湖南工业大学硕士生,主要研究方向为包装机械设计理论与控制技术
,
E—mail:wxzzfi@ 126.com