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由于工業(yè)機(jī)器人在速度、強(qiáng)度、精度及靈活性方面擁有諸多優(yōu)勢(shì)，因此被越來越多地用于各類應(yīng)用中。隨著機(jī)器人變得越來越輕并且在較高的負(fù)載下工作，傳統(tǒng)的機(jī)器人設(shè)計(jì)方法會(huì)喪失其效用，這使得動(dòng)態(tài)因素在機(jī)器人性能方面的重要性與日俱增。

機(jī)器人設(shè)計(jì)師可采用ADAMS多體仿真(MBS)軟件對(duì)整個(gè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)行為及控制算法進(jìn)行仿真，從而提高產(chǎn)品性能。ADAMS不僅能通過運(yùn)動(dòng)學(xué)建模建立機(jī)器人的完整工作樣機(jī)，還能對(duì)其所執(zhí)行的任務(wù)進(jìn)行仿真。在制造樣機(jī)之前，ADAMS能對(duì)在任何操作情景下機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行準(zhǔn)確的仿真和診查，通過評(píng)估多種不同的設(shè)計(jì)配置和控制算法，提升機(jī)器人的性能，同時(shí)縮短所需的實(shí)物試驗(yàn)時(shí)間，將機(jī)器人盡快推向市場(chǎng)。

機(jī)器人設(shè)計(jì)師面臨哪些挑戰(zhàn)?

設(shè)計(jì)師需要用盡可能低的成本，獲得盡可能高水準(zhǔn)的速度、準(zhǔn)確度、耐用性及其他性能參數(shù)。能否贏得訂單的差別往往不過是速度上 5% 的優(yōu)勢(shì)，因此機(jī)器人設(shè)計(jì)師需要突破設(shè)計(jì)過程的束縛。

隨著機(jī)器人設(shè)計(jì)師提升性能，機(jī)械臂及其他部件會(huì)彎曲至一定角度，因此在計(jì)算機(jī)器人到達(dá)指定位置所進(jìn)行的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)，這一變形就變得極為重要。更高的扭矩和更輕的機(jī)械臂也使得機(jī)器人更易出現(xiàn)振動(dòng)，因此與以前相比，確定機(jī)器人的固有頻率并確保其遠(yuǎn)離機(jī)器人的所有工作頻率就變得更加關(guān)鍵。功率更大的機(jī)器人也會(huì)增加對(duì)機(jī)器人傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的需求，這提升了齒輪沖擊及嚙合間隙等因素的重要性，并使軸承設(shè)計(jì)變得更加重要。

ADAMS MBD軟件可在樣機(jī)階段之前預(yù)測(cè)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能

ADAMSMBD 軟件超越了傳統(tǒng)的機(jī)器人設(shè)計(jì)工具，它提供了大位移動(dòng)力學(xué)仿真功能，可全面捕獲真實(shí)環(huán)境中的復(fù)雜性。ADAMS可簡(jiǎn)化剛體與柔性體、齒輪、軸承、電機(jī)、關(guān)節(jié)及其他機(jī)器人部件的動(dòng)態(tài)性能建模，從而克服運(yùn)動(dòng)學(xué)解決方案的局限性，在處理與機(jī)器人互動(dòng)的對(duì)象時(shí)更是易如反掌。因此，ADAMS使機(jī)器人設(shè)計(jì)師能夠在設(shè)計(jì)過程初期、得到樣機(jī)之前，將其產(chǎn)品作為一個(gè)整體系統(tǒng)對(duì)其動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行評(píng)估。

ADAMS提供了各種柔性體建模選擇，可準(zhǔn)確地了解機(jī)器人任何部件的動(dòng)態(tài)行為。

ADAMS 如何設(shè)計(jì)性能更出色的機(jī)器人

ADAMS能整合柔性體與齒輪，仿真得到部件變形，與傳動(dòng)方法相比，能夠更準(zhǔn)確計(jì)算機(jī)器人手臂的軌跡。由于將零部件變形整合到動(dòng)力學(xué)模型中，還使設(shè)計(jì)師能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)所有機(jī)器人零部件承受的負(fù)載。通過增加電機(jī)扭矩并降低零部件重量，機(jī)器人設(shè)計(jì)師可使用 ADAMS仿真盡量提高機(jī)器人的速度，而且既不會(huì)超過規(guī)定的加載值，也不會(huì)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。如果特定零部件負(fù)載過大，機(jī)器人設(shè)計(jì)師可修改機(jī)器人的設(shè)計(jì)或控制算法，并確定其對(duì)零部件加載的影響。在出現(xiàn)碰撞時(shí)，機(jī)器人設(shè)計(jì)師還可以輕松地確定作用到操作員身上的負(fù)載，以簡(jiǎn)化協(xié)作機(jī)器人的設(shè)計(jì)流程。

同時(shí)，ADAMS還能使機(jī)器人設(shè)計(jì)師能夠確定機(jī)器人設(shè)計(jì)的固有頻率，并預(yù)測(cè)具體應(yīng)用中所經(jīng)歷的振動(dòng)水平;機(jī)器人設(shè)計(jì)師還可以在設(shè)計(jì)初期精調(diào)控制算法，將機(jī)器人臂和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)考慮在內(nèi)，從而提高機(jī)器人的定位精度;ADAMS還使機(jī)器人設(shè)計(jì)師能夠在設(shè)計(jì)初期，通過對(duì)機(jī)器人手臂移動(dòng)時(shí)，電纜的變形和電纜運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行仿真分析，從而評(píng)估不同的電纜導(dǎo)引及管理方式的性能;還可以使用 ADAMS開發(fā)可管理復(fù)雜包裝操作的機(jī)器人，并能配合所開發(fā)的新包裝款式。

結(jié)束語

通過以上的介紹，您是不是對(duì)ADAMS在工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)這方面的強(qiáng)大功能感興趣?ADAMS使機(jī)器人設(shè)計(jì)師能夠在設(shè)計(jì)初期以更短的時(shí)間、更低的成本對(duì)預(yù)期機(jī)器人設(shè)計(jì)的瞬態(tài)動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行精確評(píng)估。