基于SolidWorks六自由度焊接機(jī)械手三維運(yùn)動(dòng)模擬（含SolidWorks三維圖）,基于,solidworks,自由度,焊接,機(jī)械手,三維,運(yùn)動(dòng),模擬,摹擬 基于SolidWorks六自由度焊接機(jī)械手三維運(yùn)動(dòng)模擬,學(xué)生姓名:馬俊 專業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師:劉天祥,本課題的主要研究?jī)?nèi)容,（1）查閱機(jī)器人技術(shù)相關(guān)文章和機(jī)構(gòu)，了解國(guó)內(nèi)外焊接機(jī)器人的應(yīng)用和發(fā)展。 （2）畫出六自由度焊接機(jī)械手部裝配圖。 （3）應(yīng)用solidworks對(duì)機(jī)械手部分進(jìn)行三維運(yùn)動(dòng)。 （4）用COSMOSMotion軟件對(duì)其進(jìn)行仿真。,1.5 Solidworsks軟件的特點(diǎn),(l).SolidWorks是當(dāng)今世界基于NT/Windows平臺(tái)的三維機(jī)械CAD軟件系統(tǒng)的主流產(chǎn)品，目前己在國(guó)內(nèi)外中小型企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。 (2).易學(xué)、易用，操作過(guò)程直觀、簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大。 (3).完全漢化，使用過(guò)程中無(wú)任何語(yǔ)言障礙。 (4).可向下兼容二維AutoCAD，使得以前采用Aut0CAD進(jìn)行的設(shè)計(jì)可以繼續(xù)使用和轉(zhuǎn)化。,1.6焊接機(jī)械手的工作原理,固定機(jī)座后通過(guò)機(jī)身上轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)和大小手臂的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)手腕的轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)手腕的運(yùn)動(dòng)，在給手抓一個(gè)配合尺寸使之能夠自由的伸縮以便夾取工件。,1.7 焊接機(jī)械手的構(gòu)成和設(shè)計(jì),焊接機(jī)械手的零部件包括:機(jī)座、機(jī)座蓋板、機(jī)身、轉(zhuǎn)臺(tái)、大臂、小臂、旋轉(zhuǎn)手腕、擺動(dòng)手腕、手抓、銷釘、螺栓、螺母等 。,機(jī)座的設(shè)計(jì),機(jī)座蓋板的設(shè)計(jì),機(jī)身的設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì),大臂的設(shè)計(jì),小臂的設(shè)計(jì),旋轉(zhuǎn)手腕的設(shè)計(jì),擺動(dòng)手腕的設(shè)計(jì),手抓的設(shè)計(jì),1.8 裝配后模型,1-機(jī)座 2-機(jī)座蓋板 3-機(jī)身 4-轉(zhuǎn)臺(tái) 5-銷軸3 6-手抓 7擺動(dòng)手腕 8-旋轉(zhuǎn)手腕 9-銷軸2 10-小臂 11-大臂 12-銷軸1 13-螺栓,,1.9 三維實(shí)體建模模擬方案的確定,SolidWorks數(shù)字化模型 →模型導(dǎo)入→添加復(fù)雜約束力→仿真分析→模型優(yōu)化。 六自由度機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)情況給出各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的旋轉(zhuǎn)角度,2.1 模擬加載與仿真,啟動(dòng)SolidWorks軟件，如下圖選擇“裝配圖”選項(xiàng)，單擊“確定”按鈕，建立裝配體操作界面。,2.2機(jī)構(gòu)的裝配過(guò)程,選擇左下方“瀏覽”按鈕如圖，打開(kāi)零件存放的目錄，選擇第一個(gè)零件系統(tǒng)將默認(rèn)為固定的零件，以后添加的零件依次為基準(zhǔn)。先選擇名稱為轉(zhuǎn)臺(tái)的零件，單擊“打開(kāi)”。單擊界面任何位置零件固定在界面中。在工具欄中選擇“插入零部件”，如前操作打開(kāi)文件夾，繼續(xù)選擇零件大臂。為了不至于零件過(guò)多裝配過(guò)程復(fù)雜，采取逐個(gè)添加約束的方法，進(jìn)行逐個(gè)配合并完成定位。繼續(xù)添加零件和配合的操作直到完成裝配體。裝配過(guò)程中合理的選擇配合關(guān)系以方便以后的運(yùn)動(dòng)仿真操作。如下圖,,,2.3機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的設(shè)置,打開(kāi)“運(yùn)動(dòng)”選項(xiàng)卡，在“運(yùn)動(dòng)作用在”中選擇“沿Z軸平移”選項(xiàng)，在“運(yùn)動(dòng)類項(xiàng)”中選擇“速度”選項(xiàng)，初始位移設(shè)置為“0”，在“函數(shù)”中選擇“恒定值”，速度設(shè)為15mm/sec；單擊“應(yīng)用”按鈕，完成設(shè)置。 為了保證機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性，對(duì)小臂和手腕鉸接的部位設(shè)計(jì)阻尼。添加過(guò)程如下：在節(jié)點(diǎn)“力”下選擇阻尼，單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“添加扭轉(zhuǎn)阻尼”選項(xiàng)，彈出“插頭 阻尼”對(duì)話框，按圖示設(shè)置參數(shù)；單擊“應(yīng)用”按鈕，完成阻尼的設(shè)置。阻尼是為了穩(wěn)定手腕的擺動(dòng)過(guò)程，從而保證整個(gè)機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性。 參數(shù)設(shè)置完成，在COSMOSMotion菜單中選擇“選項(xiàng)”，打開(kāi)“COSMOSMotion選項(xiàng)”對(duì)話框，選擇仿真選項(xiàng)卡，將持續(xù)時(shí)間設(shè)置為16秒，幀的數(shù)目設(shè)置為800，其余參數(shù)選擇默認(rèn)值，單擊“確定”完成設(shè)置。單擊“仿真”按鈕，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。,2.4存在的問(wèn)題和繼續(xù)研究的方向,目前還存在一些問(wèn)題包括：模擬過(guò)程機(jī)械化不靈活，未對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行全面系統(tǒng)的數(shù)學(xué)理論計(jì)算。 在進(jìn)一步研究中要對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定性的理論計(jì)算。,2.5總結(jié),通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的閱讀，了解了關(guān)于機(jī)械手的發(fā)展過(guò)程，以及組成、分類。加深對(duì)機(jī)器人這種高端技術(shù)認(rèn)識(shí)。 熟練掌握Solidworks的三維建模和動(dòng)態(tài)仿真，尤其對(duì)了解了強(qiáng)大的COSMOSMotion插件與其他三維動(dòng)態(tài)仿真軟件的差別，掌握了使用COSMOSMotion的基本流程。 隨著對(duì)機(jī)械手研究的不斷深入和機(jī)械手領(lǐng)域的不斷拓展，機(jī)械手仿真系統(tǒng)作為機(jī)器人設(shè)計(jì)和研究的安全可靠，靈活方便的工具，在本領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。它對(duì)于驗(yàn)證機(jī)械手的工作原理工作空間及碰撞檢測(cè)都具有非常重要的指導(dǎo)意義。,致 謝,感謝指導(dǎo)老師在此設(shè)計(jì)過(guò)程中給予了熱情誠(chéng)懇的幫助和各位老師的精心指導(dǎo),限于水平有限，有遺漏和錯(cuò)誤之處希望各位老師批評(píng)指證,