基于ADAMS的機床機械手動力學仿真研究

魏書平等

摘 要：文章以某企業自動化上下料機床機械為研究目標，構建了簡化的機床機械手模型，然后把該模型導入到ADAMS進行后續的約束和驅動添加，從而獲得機械手的虛擬樣機。并通過運動仿真模擬了機械手關節的運動曲線，結果表明所建立模型正確性與合理性，為后續研究奠定了基礎。

關鍵詞：機床機械手；ADAMS；動力學仿真

在現今的高端智能裝備制造業中，機器人（機械手）是一種極其重要的智能化裝備。機器人的誕生將使生產率得以顯著提高、工作環境得以改善等。所以對機器人的研究意義非凡。許多國內外學者已在機械手控制、設計等相關方面做了大量的研究工作[1-5]。基于ADAMS軟件，文章對機床機械手動力學進行仿真，仿真結果表明所構建三維模型合理性及正確性，為為后續研究奠定了基礎。

1 應用背景及功能分析

從某企業的實際出發，分析機床機械手完成的功能如下：機床機械手將毛坯件從物料板或者物料箱中取出，放置于機床A中，將機床A加工好的機械手放置于機床B中，將機床B加工好的零件取出，放置到成品車上，完成一個循環。

2 基于ADAMS的機床機械手動力學仿真

2.1 模型構建

在ADAMS中構建復雜的三維模型比較困難，因此，在保證功能的前提下，首先構建了簡化的機床機械手模型，如圖1所示。

2.2 動力學仿真分析

將三維模型導入到ADAMS中，將相應的運動副約束和驅動約束添加到模型中，如圖2所示。

經仿真后得到機械手各關節位移變化的曲線（圖3）、各關節力變化的曲線（圖4）、各關節角加速度變化的曲線（圖5）。

從仿真結果可以看出，機械手的各個關節的運動比較平穩，角位移、角加速度和關節力的變化曲線變化比較平緩，由此證明了所設計的機床機械手結構是比較合理的。

3 結束語

通過對機床機械手的運動學仿真分析，使機床機械手的整個運動功能直觀，同時得到了各關節的驅動力、各關節的位移、角加速度變化曲線。該結果可以為機械手的軌跡控制與規劃提供基礎；另外，通過仿真可以帶來設計過程的簡化、開發費用的減少、設計周期的縮短等諸多好處，并為下一步機械手的智能控制提供了一定的參考。

參考文獻

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

作者簡介：魏書平，女，安徽工程大學本科生。