这个案例我在2019年9月底的时候做过,原标题:工业6轴机器人与连杆驱动的应用,发布在ug爱好者论坛运动仿真板块,当时没有给出文字讲解,仅给出了仿真动图和付费的源文件包。
当时的机器人模型也采用的是简图线条,但机器人绕x轴和y轴的旋转表示方法容易让读者产生误解,本篇将利用前面介绍的自由度图示法,重新绘制一个6自由度的工业机器人,通过驱动6轴工业机器人执行末端(后文均简称执行器),在空间绘制一面五星红旗。
先讲一下本次工业6轴机器人建模和运动仿真的步骤和思路:
以上步骤中,主要的工作集中在规划路径和Excel数据表的建立上。接下来根据上述步骤进行案例讲解:
采用自由度图示法,在ZX平面上绘制图1所示的工业6轴机器人模型草图(图1为草图投影曲线),为了更清晰的表示连杆间绕x轴和y轴的旋转,在原先的点划线的基础上,在其两侧添加了等长实线,方便观察运动副的运动情况。
创建与ZX平面平行,且距离为80的基准面,将该基准面作为五星红旗的草绘平面,绘制图2所示的五星红旗草图(图2所示为草图投影曲线)。
选择五星红旗草图基准面,创建与五星红旗草图对应的角点草图(图3所示为草图投影曲线),如图3所示。
根据上图规划执行器原点的路线,本案例主路线规划思路为:
本案例在以上主线路规划的基础上,加入了起刀点和退刀点,详细路线规划参考源文件中的Excel表格。
创建Excel表格,根据规划的路线,在表格中列出仿真时间,两角点相对用时,角点的名称,角点的绝对空间坐标值,角点相对于执行器原点的相对空间坐标值,以及后续仿真所需的AFU表函数,如图4所示。
对工业6轴机器人模型创建连杆(6个),旋转运动副(6个),执行器不需要旋转,本案例做法是将执行器与前一个连杆额外添加1个固定副,也可将执行器的旋转副直接换成固定副。
添加驱动,驱动类型为连杆驱动,选择执行器,原点为执行器的原点,方位类型为坐标系,驱动数据类型为位移,在旋转选项卡,将x和y的旋转速度都设为0,z的旋转为无(即执行器可以绕z轴旋转),如图5所示。
切换至平移选项卡,x,y和z轴的平移选择函数,然后进入f(x)函数管理器,选择AFU格式的表,新建函数,名称分别设置为x,y和z方便识别,然后复制Excel中对应列的表函数,将其粘贴到对应的表函数文本编辑器中。
添加解算方案,时间设为12s,步数为240,重力方向为-ZC。
求解后,查看动画进行验证,运动动图如图6,图7,图8所示。
源文件链接: https://pan.baidu.com/s/1X5H_55qzxMJrW-p1cEAvYg 密码: bpra
PS:有网友留言提到:根据需要启用或停用追踪,只追踪画国旗的部分,这个需要手动去控制动画对话框封装选项的追踪复选框,动图效果可以参考之前论坛发的帖子:工业6轴机器人与连杆驱动的应用。
我个人的做法是,选择screentogif动图制作软件的快照功能,用按键精灵的脚本去点击动图对话框的逐帧控制按钮,并截取动图帧,这样的好处有两点:一是做出来的动图不会有多余帧和漏掉的帧,做出来的动图漂亮,因为是通过脚本完成重复的点击和截图操作,不会出错和也不存在人为的繁琐;二是通过修改脚本可在任意时间点暂停,在暂停的时候可以去操作追踪复选框,完事后可以继续执行脚本。
关于screentogif软件和按键精灵的使用制作动图,可以参考之前发的另一个帖子:13板鲁班锁Millenium的运动仿真解析之:数据采集。
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