探讨基于DELMIAIGRIP的工业机器人仿真的研究--广州

探讨基于DELMIA/IGRIP的工业机器人仿真的研究--广州 0 引言

机器人仿真技术是计算机技术、机器人学和计算机图形学相结合的产物。借助于机器人的实体图形对机器人的运动进行仿真，可形象逼真地反映机器人工作运动的全过程，可以实现机器人机构和控制器的优化设计，规划出最优的运动轨迹。机器人的动态图形仿真对机器人的设计、制造、试验及其应用具有重要的指导意义。机器人仿真系统作为机器人设计和研究过程中安全可靠、灵活方便的工具，发挥着越来越重要的作用。目前，离线仿真在国内虽然有些初步研究，但实际应用很少。可以预见随着机器人在我国的大量应用，离线仿真技术的研究和应用不但迫在眉睫，同时它的成功研究和应用也将有广阔的市场前景。 1 DELMIA及其IGRIP

DELMIA集成解决方案在全球领先的企业与科研机构中得到广泛的应用。在航空航天、汽车、造船、重型设备、日用消费品等各个行业发挥着重要的作用。DELMIA公司系列软件以基于物理的虚拟设计与制造及虚拟机器人等模块表现最为优异。

DELMIA软件在机器人应用仿真方面处于世界领先地位。DELMlA软件能显著降低人机时和工程准备时间，提高仿真的精度。DELMIA/IGRIP是专业机器人模拟软件，利用IGRIP可快速和图形化地构造各种应用工作单元作业，同时DELMIA/IG—RIP能很容易导人CAD数据，自动碰撞侦测功能能避免破坏减小风险。不管是对单个机器人作业单元还是整个工厂生产线，IGRIP都能提供相应的解决方案以提高制造质量、精度和效益。

2 机器人仿真

在机器人仿真研究中，仿真系统由以下几部分构成：三维几何模型，运动计算，轨迹规划，运动图形仿真等。根据KUKA240—2型机器人结构特点，机器人仿真步骤如下。

2.1机器人任务的设定

工业机器人一般有6个自由度，要实现机器人运动学的逆解是一项十分繁重的工作。DELMIA/IGRIP软件能成功解决这困难。通过“RobotOf—flineProgramming”模块中的“ImporttagGroupInfo”导入机器人路径中的各点。在“RobotMo—tion”对话框中的

“TargetAttributes”可看到机器人对应点运动学逆解的各种解，DELMIA/IGRIP对这些逆解进行r奇异性分析，可从中选择恰当逆斛。

2.2机器人轨迹规划

文中采用轨迹规划方法为抛物线捅值。假定两端的过渡域具有相同的持续时间t，且具有大小相等方向相反的恒定加速度。要保证轨迹连续光滑，即要求抛物线的终点速度必须等于线性段的速度。

机器人各关节运动速度经历3个阶段：机器人在第l阶段从初速度作匀加速运动，在2阶段作匀速运动，第3阶段作匀减速运动，直至角速度为0。为使机器人运动平稳，保证机器人在完成某项任务的加速度最小，文中采用的方法为：机器人运动过程中前一段作匀加速运动，后一段做匀减速运动中间不经过匀速运动阶段(即机器人关节运动只经过第l，3阶段)。这样能保证机器人完成同一项任务的加速度比中间有匀速运动的加速度小。在这种前提下则下列条件成立：

文中选用的时间为4S，在机器人的作业空间中选取了3个点，分别为tag1，tag2和tag3。

2.3机器人防碰撞和干涉检测