碼垛機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）論文題目：碼垛機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系 部： 機(jī)械工程系 專 業(yè)：班 級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：2014年 月 日摘 要以碼垛機(jī)器人本體為研究對(duì)象，通過分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能參數(shù)，明確了設(shè)計(jì)的基本指標(biāo)，為碼垛機(jī)器人產(chǎn)品開發(fā)提供指標(biāo)。并依此為依據(jù)針對(duì)物流自動(dòng)化行業(yè)中對(duì)箱包高速碼垛的需求，并依據(jù)搬運(yùn)機(jī)器人的性能要求，設(shè)計(jì)了一種四自由度的碼垛機(jī)器人。應(yīng)用CERO2.0進(jìn)行三維建模，并通過CERO2.0的機(jī)械設(shè)計(jì)分析模塊，對(duì)其構(gòu)建的三維模型的運(yùn)動(dòng)仿真。結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)機(jī)器人完全滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的需求。關(guān)鍵詞：碼垛機(jī)器人 機(jī)械設(shè)計(jì) CERO2.0運(yùn)動(dòng)分析AbstractIn this

2、 paper,the structure characteristics and performanceindicators of palletizing robot body are an alyzedIt provides a reference for product developmentIn accordance with the requirement of robot palletizer in logistics automation technology，a universal robot palletizerwas designed based on the functio

3、nal requirement.Application CERO2.0 for 3 d modeling, and through the analysis of the mechanical design CERO2.0 module, the building of 3 d motion simulation of the model。the experimental results show that the robotmeets the objectives of the logistics automation requirementsKey Words：palletizing ro

4、bot；machine design；cero2.0 motion analysis目 錄緒論1第1章碼垛機(jī)器人現(xiàn)狀研究21.1 引言21.2 結(jié)構(gòu)分析21.3本體性能研究3第2章碼垛機(jī)器人的機(jī)械設(shè)計(jì)和電氣控制62.1機(jī)械設(shè)計(jì)62.2電氣控制系統(tǒng)12第3章碼垛機(jī)器人運(yùn)動(dòng)分析153.1 CERO2.0動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)仿真簡(jiǎn)介153.2 CERO2.0機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真19致謝28緒論隨著21世紀(jì)工業(yè)及經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展以及對(duì)產(chǎn)品精度的要求不斷提高，機(jī)器人加工逐漸成為一種被普遍應(yīng)用的加工方法，而碼垛是物流自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域一門新興技術(shù)，碼垛按照一定模式，一件件堆成碼垛，以便使單元化的碼垛實(shí)現(xiàn)物料的搬運(yùn)、存儲(chǔ)、裝卸運(yùn)輸

5、等物流活動(dòng)，隨著工業(yè)化大生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，促使碼垛自動(dòng)化，以加快物流的速度，保護(hù)工人的安全和健康，同時(shí)也能獲得整齊一致的物垛，減少物料的破損和浪費(fèi)。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和自動(dòng)化水平的提高，碼垛機(jī)器人柔性、處理能力及可靠性正在不斷地升級(jí)，應(yīng)用場(chǎng)合也逐漸在擴(kuò)大，因此開發(fā)高性能、低成本、人性化的碼垛機(jī)器人將有廣闊的市場(chǎng)前景。碼垛機(jī)器人是當(dāng)今機(jī)電一體化的高科技產(chǎn)品，在現(xiàn)代企業(yè)物流管理中占有重要地位，它對(duì)于企業(yè)提高生產(chǎn)效率、增進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益、保證產(chǎn)品質(zhì)量、改善勞動(dòng)環(huán)境、優(yōu)化作業(yè)布局有著突出的貢獻(xiàn)，其應(yīng)用的數(shù)量和質(zhì)量標(biāo)志著企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的先進(jìn)水平。所謂碼垛就是按照集成單元化的思想，將一件件的物料按照一定的模式堆碼

6、成垛，以便使單元化的物料實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)、存儲(chǔ)、裝卸、運(yùn)輸?shù)任锪骰顒?dòng)。近年來，國內(nèi)外碼垛機(jī)器人技術(shù)獲得了前所未有的發(fā)展，碼垛機(jī)器人的吞吐量、柔性、處理速度以及抓取載荷在不斷的升級(jí)，適應(yīng)場(chǎng)合也在不斷的擴(kuò)大口。碼垛機(jī)器人以其柔性工作能力和占地面積小，并能夠同時(shí)處理多種物料和垛型，越來越受到企業(yè)的青睞并廣泛應(yīng)用于碼垛作業(yè)中。第1章 碼垛機(jī)器人現(xiàn)狀研究1.1 引言碼垛機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)包裝和物流自動(dòng)化的關(guān)鍵裝備，針對(duì)生產(chǎn)線中各式產(chǎn)品的碼垛要求，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、高速、準(zhǔn)確、連續(xù)的碼垛作業(yè)，并能降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。因此，碼垛機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于飲料、食品、藥品、石化等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，ABB、FAN

7、UC、KUKA等主流機(jī)器人廠家均擁有系列化的碼垛機(jī)器人產(chǎn)品，并壟斷了國內(nèi)外市場(chǎng)；而在國內(nèi)，碼垛機(jī)器人的研究才剛剛起步，國產(chǎn)的、成熟的、產(chǎn)業(yè)化的碼垛機(jī)器人產(chǎn)品還未出現(xiàn)。本文參考國內(nèi)外知名品牌機(jī)器人，通過分析已有產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究各品牌機(jī)器人的本體性能參數(shù)，大致明確了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本指標(biāo)，為碼垛機(jī)器人開發(fā)提供參考。1.2 結(jié)構(gòu)分析與通用型機(jī)器人不同，碼垛機(jī)器人有獨(dú)特的作業(yè)特點(diǎn)：搬運(yùn)物料實(shí)現(xiàn)空間內(nèi)的平移和水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)，無需進(jìn)行物料的翻轉(zhuǎn)，因而采用了獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。下面以KUKA的ICR1802PA為例，對(duì)碼垛機(jī)器人一般所采用的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分析。KR1802PA最大負(fù)載總質(zhì)量為180 kg，采用4軸鉸鏈

8、式結(jié)構(gòu)，由6部分組成：基座、腰轉(zhuǎn)部件、大臂、小臂、腕部和工具法蘭，由JT1、JT2、JT3和JT4共4個(gè)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)，其結(jié)構(gòu)形式如圖l所示。其中，JTl驅(qū)動(dòng)腰部轉(zhuǎn)件實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，JT2和JT3分別驅(qū)動(dòng)大臂和小臂的擺動(dòng)，JT4驅(qū)動(dòng)工具法蘭旋轉(zhuǎn)。各關(guān)節(jié)由交叉滾子軸承承載，利用交流伺服電機(jī)+精密RV減速器驅(qū)動(dòng)。根據(jù)物料形狀特點(diǎn)，可以在工具法蘭配置不同的抓手。機(jī)器人末端工具法蘭的位置，通過控制JT1、JT2和JT3關(guān)節(jié)來實(shí)現(xiàn)；末端工具法蘭的姿態(tài)，則通過控制JT1和JT4關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)來保證；在腕部姿態(tài)的控制上，采用了獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。通過兩組平行四連桿傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了JT4軸線與JT1軸線始終保持平行，使腕部始終保持垂

9、直于地面的姿態(tài)。1.3本體性能研究碼垛機(jī)器人主要用于搬運(yùn)重載物體實(shí)現(xiàn)大空間轉(zhuǎn)移，且高速度、高精度運(yùn)行，其本體的主要性能參數(shù)包括負(fù)載能力、工作空間、運(yùn)動(dòng)性能、重復(fù)定位精度等。這些性能參數(shù)選擇的合理與否，將直接關(guān)系碼垛機(jī)器人本體開發(fā)的成敗。以下通過分析比較已有碼垛機(jī)器人產(chǎn)品的性能參數(shù)，基本明確了碼垛機(jī)器人本體開發(fā)中的各項(xiàng)性能指標(biāo)。1.3.1負(fù)載能力負(fù)載總質(zhì)量表明了機(jī)器人搬運(yùn)重物的能力，它取決于機(jī)器人的結(jié)構(gòu)尺寸和驅(qū)動(dòng)容量，還與機(jī)器人的運(yùn)行速度有關(guān)。按照負(fù)載總質(zhì)量能力劃分，各機(jī)器人廠家均形成了完整的碼垛機(jī)器人規(guī)格系列，表l列出了ABB、FANUC、KUKA、YASKAWA、KAWASAKI這5大品牌的

10、四軸碼垛機(jī)器人負(fù)載系列表1 各品牌碼垛機(jī)器人的負(fù)載總質(zhì)量系列規(guī)格表（單位:kg）ABB30110180250450700KUKA40100180FANUC40160300450700YASKAWA50160KAWASAKI130250在包裝行業(yè)，對(duì)于碼垛機(jī)器人的需求主要集中在100300 kg負(fù)載總質(zhì)量范圍內(nèi)。而在這一區(qū)間里，各品牌一般擁有大小兩種規(guī)格的機(jī)型，且采用統(tǒng)一的外形尺寸與機(jī)械結(jié)構(gòu)，只需替換伺服電機(jī)與減速器，即可實(shí)現(xiàn)型號(hào)間互換。如ABB的IRB660180和IRB 660250、KUKA的KR 1002 PA和KR1802PA、FUANC的M一410iB160M一410iB30OKAW

11、ASAKI的ZD130S和ZD250S等。工作空間工作空間指機(jī)器人末端可在空間到達(dá)的最大范圍。圖2是ABB的IRB660180、KUKA的KR 1802PA和KAWASAKI的ZD130S工作空間的疊加圖?？梢钥闯?，各款機(jī)器人的工作空間基本重合，大致反映了市場(chǎng)的實(shí)際需求(托盤尺寸、垛堆高度等)。表2將各品牌碼垛機(jī)器人對(duì)應(yīng)型號(hào)的性能指標(biāo)進(jìn)行了橫向比較，從中可以發(fā)現(xiàn)碼垛機(jī)器人性能指標(biāo)的共性；表3則以KUKA為例，將碼垛機(jī)型KR1802PA與其對(duì)應(yīng)的通用機(jī)型KBl802進(jìn)行了縱向比較，凸顯了碼垛機(jī)器人不同于通用型機(jī)器人的性能特點(diǎn)。表2中，數(shù)款機(jī)器人的最遠(yuǎn)到達(dá)距離，都約為3 200 mm，而最大搬運(yùn)高

12、度約為3 000 mm。運(yùn)動(dòng)性能為了適應(yīng)前端包裝工段的生產(chǎn)速度，碼垛作業(yè)往往對(duì)節(jié)拍要求高。目前，世界上碼垛速度最快的機(jī)器人，可達(dá)2 000回h以上。當(dāng)然，最直接的運(yùn)行性能參數(shù)，還是各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)速度。表2列出了幾款機(jī)器人各個(gè)軸的最大運(yùn)動(dòng)速度，可作為本體設(shè)計(jì)的參考指標(biāo)；表3中，各個(gè)軸逐一對(duì)比，KUKA的碼垛機(jī)型KR1802PA比通用機(jī)型KR1802的運(yùn)動(dòng)速度都要快，顯示了碼垛機(jī)器人本體設(shè)計(jì)里運(yùn)動(dòng)性能的重要性。重復(fù)定位精度重復(fù)定位精度，指機(jī)器人在相同的運(yùn)動(dòng)指令下，連續(xù)重復(fù)運(yùn)動(dòng)若干次，其位置之間的誤差度量，是機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)之一。碼垛機(jī)器人主要用于實(shí)現(xiàn)大尺寸物料的點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)，對(duì)精度要求并不高。從表2

13、可看出，其重復(fù)定位精度能控制在05 mm以內(nèi)即可；在表3里，碼垛機(jī)型KR1802PA比通用機(jī)型KR1802的重復(fù)定位精度明顯低了一個(gè)檔次?；趯?duì)碼垛機(jī)器現(xiàn)狀的研究選取ABB碼垛機(jī)器人進(jìn)行三維建模設(shè)計(jì)和分析。第2章 碼垛機(jī)器人的機(jī)械設(shè)計(jì)和電氣控制2.1機(jī)械設(shè)計(jì)此碼垛機(jī)器人由底座、轉(zhuǎn)盤、驅(qū)動(dòng)平行四邊形、兩組從動(dòng)平行四邊形、以及抓手組成。如圖3機(jī)器人：圖3機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)如表4荷重110 kg到達(dá)距離2.40 m軸數(shù)4防護(hù)等級(jí)IP67安裝形式落地物理性質(zhì)機(jī)器人底座尺寸1007720 mm機(jī)器人重量925 kg性能（根據(jù)ISO 9283 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定）重復(fù)定位精度（RP）0.20 mm重復(fù)循環(huán)精度（RT

14、）0.11 mm結(jié)構(gòu)組成底座為了到達(dá)很好的穩(wěn)定性由鋼結(jié)構(gòu)焊接而成，主要起到支撐機(jī)械臂的作用。如圖4-1底座：圖4-1底座轉(zhuǎn)盤為機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)核心，有兩組伺服電機(jī)通過減速機(jī)齒輪驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)四邊形，一組伺服電機(jī)通過減速機(jī)驅(qū)動(dòng)整個(gè)機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)。如圖4-2轉(zhuǎn)盤：圖4-2轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)平行四邊形下端短臂400為驅(qū)動(dòng)臂，其余均為從動(dòng)臂，且上端長(zhǎng)臂1425其中400為驅(qū)動(dòng)四邊形的短臂，1025部分為從動(dòng)平行四邊形的驅(qū)動(dòng)臂。如圖5驅(qū)動(dòng)四邊形機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖6驅(qū)動(dòng)四邊形。圖5驅(qū)動(dòng)四邊形機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖6驅(qū)動(dòng)平行四邊形兩組從動(dòng)平行四邊形,一組由驅(qū)動(dòng)四邊形的短臂1425作為驅(qū)動(dòng)臂，如圖7從動(dòng)四邊形機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖A，圖8從動(dòng)四邊形A;圖7從動(dòng)四邊

15、形機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖A 圖8從動(dòng)四邊形A 另一組從動(dòng)四邊B是由驅(qū)動(dòng)四邊形的長(zhǎng)臂作為驅(qū)動(dòng)臂，如圖9從動(dòng)四邊形機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖B,圖10從動(dòng)四邊形B;圖9從動(dòng)四邊形機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖B 圖10從動(dòng)四邊形B 抓手由一個(gè)伺服減速電機(jī)通過齒輪驅(qū)動(dòng)抓手旋轉(zhuǎn)，抓手通過一組伸縮氣缸實(shí)現(xiàn)夾緊，從而實(shí)現(xiàn)抓取物體的目的。如圖11抓手:圖11抓手2.2電氣控制系統(tǒng)硬件控制系統(tǒng)硬件控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖11所示。由圖11可看出，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了模塊化的形式，且總體結(jié)構(gòu)采用了分布式控制結(jié)構(gòu)。上位機(jī)采用普通工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，主要處理系統(tǒng)的監(jiān)控和作業(yè)管理，如示教盒控制、顯示服務(wù)、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、IO控制等，根據(jù)使用者的命令和動(dòng)作程序語句的要求進(jìn)行軌跡規(guī)劃、插補(bǔ)運(yùn)算及坐

16、標(biāo)變換，計(jì)算出各軸電機(jī)的位置，然后向下一級(jí)各關(guān)節(jié)位置伺服系統(tǒng)傳送一次與設(shè)定點(diǎn)相應(yīng)的位置更新值，實(shí)現(xiàn)對(duì)各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)和控制作用。下位機(jī)采用DSP控制器和PLC，DSP控制器即為所采用的PMAC104運(yùn)動(dòng)控制卡，主要是執(zhí)行實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算、軌跡規(guī)劃、插補(bǔ)計(jì)算、伺服控制等，不斷地讀取各軸編碼器的脈沖量，計(jì)算機(jī)器人的現(xiàn)行位置。圖11硬件控制系統(tǒng) 軟件控制系統(tǒng)開放式通用機(jī)器人控制系統(tǒng)的軟件應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)的語言環(huán)境下進(jìn)行開發(fā)，做到可移植，易修改、重構(gòu)及擴(kuò)充，并能提供用戶接口和程序接口，所以筆者采用面向?qū)ο蟮哪K化的工程設(shè)計(jì)方法，如圖12所示。與硬件結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，控制系統(tǒng)軟件也分為上、下兩層，各個(gè)模塊都具有自己獨(dú)立

17、的功能，相互問調(diào)用關(guān)系簡(jiǎn)單，為了適應(yīng)時(shí)刻變化的對(duì)象，必須使伺服系統(tǒng)的動(dòng)作具有某種柔性，這種柔性是通過計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)的，故稱為軟伺服.圖12軟件控制結(jié)構(gòu)圖如圖13所示，通過在串口和示教盒之間進(jìn)行通訊，將接收到的控制指令按照軟件設(shè)計(jì)的要求判斷控制指令的類型，調(diào)用相應(yīng)的控制指令子程序以實(shí)現(xiàn)對(duì)各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)的修改、運(yùn)動(dòng)方式的控制和示教點(diǎn)位置信息的存儲(chǔ)。此外，在保存當(dāng)前的示教點(diǎn)特征值時(shí)，用一個(gè)結(jié)構(gòu)體來記錄數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)體定義如下：struct pointtypeint sum；第幾個(gè)示教點(diǎn)long int haunch rotationsum；示教點(diǎn)腰部旋轉(zhuǎn)角度；long int wrist rotatio

18、n-SUm；示教點(diǎn)腕部旋轉(zhuǎn)軸角度；long int level length sum；示教點(diǎn)水平伸長(zhǎng)量；long int upright length sum：示教點(diǎn)垂直伸長(zhǎng)量；pointer200；當(dāng)記錄完一個(gè)示教點(diǎn)后num加1，為記錄下一個(gè)示教點(diǎn)作準(zhǔn)備。圖13示教盒流程圖第3章碼垛機(jī)器人運(yùn)動(dòng)分析對(duì)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，有利于檢查結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的干涉情況，運(yùn)動(dòng)特性等。3.1 CERO2.0動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)仿真簡(jiǎn)介在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，建立模型后設(shè)計(jì)者往往需要通過虛擬的手段，在電腦上模擬所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)，來達(dá)到在虛擬的環(huán)境中模擬現(xiàn)實(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的目的。對(duì)于提高設(shè)計(jì)效率降低成本有很大的作用。Creo Parametric

19、 2.0中“機(jī)構(gòu)”模塊是專門用來進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真和動(dòng)態(tài)分析的模塊。design（機(jī)械設(shè)計(jì)） 和Mechanism dynamics（機(jī)械動(dòng)態(tài)）兩個(gè)方面的分功能。在裝配環(huán)境下定義機(jī)構(gòu)的連接方式后，單擊菜單欄菜單“應(yīng)用程序”“機(jī)構(gòu)”，如圖14所示。系統(tǒng)進(jìn)入機(jī)構(gòu)模塊環(huán)境，呈現(xiàn)圖15所示的機(jī)構(gòu)模塊主界面：菜單欄增加如圖所示的“機(jī)構(gòu)”下拉菜單，模型樹增加了如圖所示“機(jī)構(gòu)”一項(xiàng)內(nèi)容，窗口上邊出現(xiàn)如圖16所示的工具欄圖標(biāo)。下拉菜單的每一個(gè)選項(xiàng)與工具欄每一個(gè)圖標(biāo)相對(duì)應(yīng)。用戶既可以通過菜單選擇進(jìn)行相關(guān)操作。也可以直接點(diǎn)擊快捷工具欄圖標(biāo)進(jìn)行操作。圖14 由裝配環(huán)境進(jìn)入機(jī)構(gòu)環(huán)境圖圖15機(jī)構(gòu)模塊下的主界面圖圖16 機(jī)構(gòu)菜

20、單圖17 模型樹菜單如圖 17所示的“機(jī)構(gòu)樹”工具欄圖標(biāo)和圖16中下拉菜單各選項(xiàng)功能解釋如下： 連接軸設(shè)置：打開“連接軸設(shè)置”對(duì)話框，使用此對(duì)話框可定義零參照、再生值以及連接軸的限制設(shè)置。凸輪：打開“凸輪從動(dòng)機(jī)構(gòu)連接”對(duì)話框，使用此對(duì)話框可創(chuàng)建新的凸輪從動(dòng)機(jī)構(gòu)，也可編輯或刪除現(xiàn)有的凸輪從動(dòng)機(jī)構(gòu)。3D 接觸：打開“3D接觸從動(dòng)機(jī)構(gòu)連接”對(duì)話框，使用此對(duì)話框可創(chuàng)建新的3D接觸從動(dòng)機(jī)構(gòu)，也可編輯或刪除現(xiàn)有的3D接觸從動(dòng)機(jī)構(gòu)。齒輪：打開“齒輪副”對(duì)話框，使用此對(duì)話框可創(chuàng)建新的齒輪副，也可編輯、移除、復(fù)制現(xiàn)有的齒輪副。伺服電動(dòng)機(jī)：打開“伺服電動(dòng)機(jī)”對(duì)話框，使用此對(duì)話框可定義伺服電動(dòng)機(jī)，也可編輯、移除或復(fù)

21、制現(xiàn)有的伺服電動(dòng)機(jī)。 執(zhí)行電動(dòng)機(jī)：打開“執(zhí)行電動(dòng)機(jī)”對(duì)話框，使用此對(duì)話框可定義執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，也可編輯、移除或復(fù)制現(xiàn)有的執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。彈簧：打開“彈簧” 對(duì)話框，使用此對(duì)話框可定義彈簧，也可編輯、移除或復(fù)制現(xiàn)有的彈簧。阻尼器： 打開“阻尼器”對(duì)話框，使用此對(duì)話框可定義阻尼器，也可編輯、移除或復(fù)制現(xiàn)有的阻尼器。力/扭矩： 打開“力/扭矩”(對(duì)話框，使用此對(duì)話框可定義力或扭矩。也可編輯、移除或復(fù)制現(xiàn)有的力/扭矩負(fù)荷。重力：打開“重力” 對(duì)話框，可在其中定義重力。初始條件：打開“初始條件”對(duì)話框，使用此對(duì)話框可指定初始位置快照，并可為點(diǎn)、連接軸、主體或槽定義速度初始條件。質(zhì)量屬性：打開“質(zhì)量屬性”對(duì)話框，

22、使用此對(duì)話框可指定零件的質(zhì)量屬性，也可指定組件的密度。拖動(dòng)：打開“拖動(dòng)”對(duì)話框，使用此對(duì)話框可將機(jī)構(gòu)拖動(dòng)至所需的配置并拍取快照。連接：打開“連接組件”對(duì)話框，使用此對(duì)話框可根據(jù)需要鎖定或解鎖任意主體或連接，并運(yùn)行組件分析。分析：打開“分析”對(duì)話框，使用此對(duì)話框可添加、編輯、移除、復(fù)制或運(yùn)行分析?；胤牛捍蜷_“回放” 對(duì)話框，使用此對(duì)話框可回放分析運(yùn)行的結(jié)果。也可將結(jié)果保存到一個(gè)文件中、恢復(fù)先前保存的結(jié)果或輸出結(jié)果。測(cè)量：打開“測(cè)量結(jié)果”對(duì)話框，使用此對(duì)話框可創(chuàng)建測(cè)量，并可選取要顯示的測(cè)量和結(jié)果集。也可以對(duì)結(jié)果出圖或?qū)⑵浔４娴揭粋€(gè)表中。軌跡曲線：打開“軌跡曲線”對(duì)話框，使用此對(duì)話框生成軌跡曲線或凸

23、輪合成曲線除了這些主要的菜單和工具外。還有幾個(gè)零散的菜單需要注意。3.2 CERO2.0機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真機(jī)械設(shè)計(jì)模塊的分析流程要進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)，必須遵循一定的步奏。Creo Parametric “機(jī)械設(shè)計(jì)”模塊包括“機(jī)械設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)”（運(yùn)動(dòng)仿真）和“機(jī)械設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)”（動(dòng)態(tài)分析）兩部分，使用“機(jī)械設(shè)計(jì)”分析功能，可在不考慮作用于系統(tǒng)上的力的情況下分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，并測(cè)量主體位置、速度和加速度。和前者不同的是“機(jī)械動(dòng)態(tài)”分析包括多個(gè)建模圖元，其中包括彈簧、阻尼器、力/力矩負(fù)荷以及重力?？筛鶕?jù)電動(dòng)機(jī)所施加的力及其位置、速度或加速度來定義電動(dòng)機(jī)。除重復(fù)組件和運(yùn)動(dòng)分析外，還可運(yùn)行動(dòng)態(tài)、靜態(tài)和力平衡分析。也可

24、創(chuàng)建測(cè)量，以監(jiān)測(cè)連接上的力以及點(diǎn)、頂點(diǎn)或連接軸的速度或加速度?？纱_定在分析期間是否出現(xiàn)碰撞，并可使用脈沖測(cè)量定量由于碰撞而引起的動(dòng)量變化。由于動(dòng)態(tài)分析必須計(jì)算作用于機(jī)構(gòu)的力，所以它需要用到主體質(zhì)量屬性。兩者進(jìn)行分析時(shí)流程基本上一致：類型機(jī)械設(shè)計(jì)流程機(jī)械動(dòng)態(tài)動(dòng)流程創(chuàng)建模型定義主體生成連接定義連接軸置生成特殊連接定義主體指定質(zhì)量屬性生成連接定義連接軸設(shè)置生成特殊連接添加建模圖元應(yīng)用伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)用伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)用彈簧應(yīng)用阻尼器應(yīng)用執(zhí)行電動(dòng)機(jī)定義力/力矩負(fù)荷定義重力創(chuàng)建分析模型運(yùn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析運(yùn)行重復(fù)組件分析運(yùn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析運(yùn)行動(dòng)態(tài)分析運(yùn)行靜態(tài)分析 運(yùn)行力平衡分析運(yùn)行重復(fù)組件分析獲得結(jié)果回放結(jié)果檢查干涉查看

25、測(cè)量創(chuàng)建軌跡曲線創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)包絡(luò)回放結(jié)果檢查干涉查看定義的測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量創(chuàng)建軌跡曲線和運(yùn)動(dòng)包絡(luò)創(chuàng)建要轉(zhuǎn)移到 Mechanica 結(jié)構(gòu)的負(fù)荷集表5 分析流程表機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真的思路仿真模型建立底座主要是焊接件且主要起支撐作用,可簡(jiǎn)化為主體,內(nèi)部連接形式均為焊接.轉(zhuǎn)盤與底座的連接形式通過齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的,此部分連接可簡(jiǎn)化為齒輪連接,轉(zhuǎn)盤與驅(qū)動(dòng)四邊形和從動(dòng)四邊形的桿連接形式均定義為銷軸連接.驅(qū)動(dòng)/從動(dòng)四邊形的連接形式均為銷軸連接;抓手與從動(dòng)四邊形的連接為銷軸連接,抓手的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是由齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的,故抓手與四爪的連接簡(jiǎn)化為齒輪連接,四爪的收縮夾緊可簡(jiǎn)化為圓軸連接.運(yùn)動(dòng)分析轉(zhuǎn)盤的運(yùn)動(dòng)分析如圖18-1,18-2,18-3圖18-1轉(zhuǎn)盤圖18-2轉(zhuǎn)盤圖18-3轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)分析如19-1,19-2,19-3圖19-1驅(qū)動(dòng)臂圖19-2驅(qū)動(dòng)臂圖19-3驅(qū)動(dòng)臂抓手的運(yùn)動(dòng)分析如圖20-1,20-2,20-3圖20-1抓手圖20-2抓手圖20-3抓手轉(zhuǎn)盤/驅(qū)動(dòng)臂和抓手合成運(yùn)動(dòng)分析如圖21-1,21-2,21-3,21-4圖21-1合成圖21-2合成圖21-3合成圖