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近几日有论坛的朋友问我早些时候做的6轴工业机器人仿真的问题，虽然我在论坛里面也讲了仿真的思路，但一些朋友可能还是没有搞明白，原先的模型太抽象，所以重新绘制了6轴机器人的模型，并给大家分享一下用装配序列完成这类仿真的做法，起一个抛砖引玉的作用。 本篇所绘制的6轴机器人模型参考原型为图1（网络图），使用软件版本UG10.0。因为是通过装配序列做仿真动画，所以6轴机器人需要以装配体的形式存在，本案例的思路是在一个文件里绘制完整的6轴机器人模型，并按6自由度分割成7部分，分别另存为单独的零件文件，每一部分都只显示所需的装配部件，而将其它分割部分隐藏到实体图层。将基座部分的模型零件作为装配体文件，而将其余6个零件作为组件插入到装配体文件中。 图1建模参考图 为了简化建模，在草图中绘制图2所示草图（随便给的尺寸），然后用管道命令，得到一个弓形的管道，得到6轴机器人的雏形，再次建立草图，如图3所示，该曲线是为了分割前面的到模型，从而得到我们所需的6轴机器人的各个部分，分割后对个别多分割的部件做并集合操作,对各个部件分割边缘进行倒角，方便仿真的时候进行观察，如图4所示。 图2 建模草图 图3 分割曲线 图4 分割后的各个部件 至此我们就得到了6轴机器人所需的7部分零件，将该文件另存为7个文件，本案例将6轴机器人底座部分命名为robot，并作为装配体文件使用，其余6部分分别代表一个自由度的部件，按序号命名为f1，f2，……f6。每个文件都只保留各自自由度部分，将其它部分隐藏至不可见图层。 打开底座robot文件，将机器人其余6部分组件添加到文件中，然后分别对每两个部件间添加装配约束。每个回转自由度需要添加两个约束，即接触对齐（自动判断中心/轴）和接触对齐（接触）。添加这两个约束后，该关节处的自由度为1，同理添加其它关节各处，会得到一个6自由度（均为旋转副）的工业机器人装配体。 通过移动组件命令，将机器人调整成图5所示的姿态，编辑执行端组件，添加图5所示的示意卡盘（抓物体用）。新建一个与卡盘尺寸相配的块组件（代表物体）并添加到装配体中，位置随机（机器人可及范围内）。 图5 6轴机器人和块物体 接下来就要进入到装配序列动画部分，点击序列命令，新建序列，插入运动，会弹出录制组件运动的浮动工具栏，如图6所示。 图6 录制组件运动的浮动工具栏 对6轴机器人的仿真动画都是通过这个工具栏完成的，这里有一个很关键的操作就是要不断的根据需要调整坐标轴的中心，并通过拖拽坐标系达到控制机器人运动到所需的位置。选择一个组件后，工具栏第2 & 3图标高亮显示并可用，其分别代表移动对象和仅移动手柄。选定组件点击第2或3工具图标，会出现一个默认位置的坐标系，如图7所示，选定第2图标情况下，选中组件的所有运动都依该坐标系所在位置为基准进行，平移时，坐标系依附于被选组件一起平移，执行旋转操作时，所选组件的回转中心为该坐标系的原点。选定第3图标的情况下，坐标系移动，而被选组件不动，这样就方便我们根据需要调整坐标系的姿态。 图7 选定组件后的默认坐标系位置 假如要执行端的卡盘面平行于地面，仅需要旋转执行端后第二个关节，其回转轴平行于默认坐标系的X轴（绝对坐标系的Y轴），选图标3，点击坐标的原点，并捕捉到第二关节的圆心上面，然后在点击图标2，拖动坐标的角度，将执行端的卡盘旋转到所需的位置如图8所示。 图8 调整坐标系并调整机器人姿态 接下来的动作是要将卡盘移动到块的正上方，切换至俯视图，借助分析选项卡的测量角度工具，测量卡盘与块的夹角，如图9所示。这里我们分3步完成上述动作： 用上述调整坐标系的方法，将坐标系的原点先移动至执行端的中心，然后旋转执行端，使得执行端与块的边平行，见图10。 测量此时卡盘与块沿X向量的相对位移量，并将卡盘沿坐标系X向量移动所测的位移量； 测量卡盘与块沿Y向量的相对位移量，并将卡盘沿坐标系Y向量移动所测位移量，见图11。
图9 测量相对转动的角度 图10 调整坐标系原点，并旋转卡盘 图11 测量卡盘与块沿X轴和Y轴分量的相对位移量 切换至主视图，同样的操作方法，先测量卡盘和块间的距离，然后将卡盘移动至块的上面，如图12所示。 图12 移动卡盘至块贴合面 接下来，我们需要完成抓取块，并整体移动至所需要的位置，同时选取卡盘和块即完成抓取，此后对物体的运动的操作都是两者一起完成，输送到目的后，再取消块的选择即完成放置动作。仿真动图如图13所示。 图13 装配序列仿真动图 以上的操作可以归结为三个主要步骤： 调整坐标系原点； 测量要移动的位移量； 移动（旋转）选定组件。
以上就是使用装配序列制作仿真动画的基本步骤。
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发表于 2020-3-1 08:57:38
