ProE与ADAMS仿真.doc

ADAMS 与 PROE 仿真第一部分: PROE 环境下的运动学仿真 1、根据给定的运动距离、运动时间和修正梯形算法编写轨迹点的生成程序。导入到 ADAMS 和 PROE 中的数据是相对于起点时间某时刻处的各关节角度值。对于 PROE ,这个角值是相对于建模过程产生的起始位置,是确定的,而不是通过拖动所到达的任意位置, 可以通过运动学仿真获得模型处于起始位置时的姿态, 然后给关节添加一个起始角度以达到想要的起始位置。对于 ADAMS , 其起始位置为将模型导入到 ADAMS 环境时的姿态。对于 PTP 运动,只需要根据始末点位置要求进行 SCARA 机械手的运动学逆解,求得各关节在始末点位置处的角度值及运动过程需要运动的角度, 然后根据修正梯形算法和插补周期计算出各关节在各插补时间点处的绝对位置。对于直线运动, 需要使末端执行器在一条直线轨迹上, 所以需要进行多次逆解。逆解过程需要知道末端执行器咋笛卡尔空间内的位置,可以使用向量法来解决这一问题,如下图根据给定的起点可重点坐标和修正梯形模式的轨迹规划, 可以确定各插补时间点与起点之间的距离 iS 和起点到终点的单位向量 i ?, 所以各插补点的位置向量为 iSLa ii????? 1 , 由此可以确定末端执行器的位置,可以进行运动学逆解,得到各插补点出的各关节绝对位置。当插补点关节位置求完以后即可导出,导出文件应该为 txt 格式,文件形式为两列,第一列为时间,第二列为关节角。经过导出可以得到 4个 txt 格式文件,分别对应四个关节, 具体的实现程序见程序文件 SCARArobotRectangle .m ( 直线运动)和 SCARArobotJoints .m ( PTP 运动)。 2、将生成的轨迹点程序导入到 PROE 模型进行运动学仿真首先进入 PROE 的机构中为各关节添加伺服电机, 时只使用“运动轴”选项为各轴添加电机即可,电机的“轮廓”参数先不用操作,后边会进行更改添加完电机后在左侧的树状模型中找到你添加的电机, 然后右击编辑定义, 为电机添加运动参数。进入伺服电机定义窗口,点击“轮廓”选项,“规范”中默认选择位置,在“模”下拉菜单中选择“表”选项,如下图选择“表”之后得到如下的窗口, 然后选择“文件”图标为电机添加之前得到的轨迹点序列进入如下对话框, 文件类型选择“所有文件”即可看到之前生成的 txt 文件, 选中它点击打开,如下图这样数据点就导入到电机中去了, 电机“应用”并“确定”即可完成, 如下图, 在下方的“插值”中选择样条拟合, 然后选择“位置”、“速度”或“加速度”并点击, 即可查看你导入的数据是否正确。其他几个电机的参数采用同样的方法导入。 3、为机械手模型添加质量点击右侧的为各部件添加质量,如下图 4、进行运动学仿真点击右侧选项进行运动学仿真, 将进入如下对话框,“类型”选择动态;在“首选项”下可以选择开始和结束的时间,根据你编写的程序而定。在“电机”下可以设定运行的电机数量和起始时间, 也是恩举编写的程序而定, 文档中提供的程序生成的四个轴运动轨迹时间都是一样的, 所以在这里让四个电机同时运行, 即不需做出修改。在“外部载荷”中勾选“启动重力”,如下图所示然后电机运行即可进行运动学仿真。仿真结束后点击确定。 5、对仿真结果进行测量仿真结束后点击右侧的对仿真结果进行测量, 如速度、加速度、位置、连接反作用力等参数。如下图所示点击“测量”下的新建按钮,可以新建测量项目,如下图选择你需要测量的项目,并按照要求选好测量位置或测量轴,点击应用并确定。以测量 1 轴处连接反作用力为例,在“类型”中选择连接反作用力, 出现如下图所示对话框, 提示选择连接轴,用鼠标选择 1 轴轴线即可确定之后选择要测量的仿真结果集, 软件会自行计算, 如下图, 点击左上角的, 会得到变换曲线,如下图 PROE 软件还可以显示仿真轨迹,选择“插入”—“轨迹曲线”,如下图选择仿真结果集并选择测量点后, 点击确定即可得到某点的轨迹曲线, 方便验证程序的正确性。如下图