【正文】 l = al os ( Vα t) +bl cos ( Vβ t ) + cl cos ( Vγ t) , h =al sin ( Vα t) + bl sin ( Vβ t) + cl sin ( Vγ t) + h1 ,然后瞬時加速度及相關的數(shù)據(jù)也可得出。它對于驗證機械手的工作原理工作空間及碰撞檢測都具 有非常重要的指導意義 。 熟練掌握 CATIA 的三維建模和動態(tài)仿真與其他三維動態(tài)仿真軟件的差別，掌握了使用CATIA在汽車與航空方面 的基本流程。 若每個伺服電動機的旋轉角速度一定則可得瞬時速度 ,設軸 3個轉動副的轉速分別為 Vα 、 Vβ 、 Vγ 。角 β 為小臂與大臂所在直線所成 夾角 ,順時針為負逆時針為正。 軸 4 （手腕） 360176。流程如圖 4— 1 ,由圖可知對仿真實體的模擬加載與仿真分析 ,旨在對樣機的整體動 態(tài)性能和結構進行優(yōu)化 ,從而達到縮短物理樣機的實驗時間 ,降低試驗成本 ,加快研究進程的目的。因此要多方考慮。 2秒 ) 2?gGJo ? ? — 手臂回轉半徑〔重心到回轉中心的距離 )(米 )； G— 手臂運動件的重量 (公斤 )。 水平回轉時驅動力矩的計算 ）（摩慣驅 kg mMMM ?? 摩M —— 摩擦力矩 (包括各支承處摩擦祖力矩 )。 其次研究一下保持夾持矢量 8G 的工作姿勢會變成什么樣子。 圖 3— 1 機械手 按矢量封閉圖表示 設機械手從初始狀態(tài)出發(fā)，到達夾持點需經(jīng)過多次位移，形成一系列動作。 (2).易學、易用，操作過程直觀、簡單，功能強大。作為一門新興的高技術，己經(jīng)成為工程技術領域計算機應用的重要方向。當通過試驗發(fā)現(xiàn)缺陷時，又要回頭修改設計并再用樣機驗證。傳動機構在承受負荷的同時必須承受自重。關節(jié)式機械手，早在四十年代就在原子能工業(yè)中得到應用，隨后在開發(fā)海洋中應用，有一定的發(fā)展前途。 圓柱坐標式機械手有五個基本動作 : (1)手臂水平回轉 。它的手臂可作伸縮，左右和上下移動，按直角坐標形式 X， Y， Z 只個方向的直線進行運動，其工作范圍可以是一個直線運動，二個直線運動或三個直線運動?？刂泣c數(shù)愈多，性能愈好。故又稱之為重復型機械手。它的工作程序是固定的，也可根據(jù)需要編制程序控制，以獲得多種工作程序，適應多種作業(yè)的需要。 插銷板適用于需要迅速改變程序的場合。 程序的存貯方式分為分離存貯和集中存貯兩種。 機械驅動只用于動作固定的場合。由于空氣的可壓縮性大，很難實現(xiàn)中間位置的停止，只能用于點位控制，而且潤滑性較差，氣壓系統(tǒng)容易生銹。 液壓驅動主要是通過油缸、閥、油泵和油箱等實現(xiàn)傳動。所謂沒有手指的手部，一般是指真空吸盤或磁性吸盤。傳輸裝置則已發(fā)展為采用無人駕駛的更具柔性化的感應導向小車。 焊接機器人的發(fā)展趨勢 為保障公司的產(chǎn)品和技術與世界水平同步發(fā)展 , 新松公司充分利用自身的技術優(yōu)勢和行業(yè)地位 , 除了開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權機器人自動化 系列產(chǎn)品外。 當前焊接機器人的應用迎 來了難得的發(fā)展機遇。此外 ,許多日本大公司 , 如大阪變壓器公司先后在大阪、東京、名古屋等地設立了焊接機器人培訓學校。因而，受到各先進工業(yè)國家的重視，投入大量的人力物力加以研究和應用。它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、 焊接 、電子、輕工和原子能等部門。對于 CATIA制圖軟件主要介紹了其產(chǎn)生和發(fā)展的歷史以及應用前景，具體介紹 了零件三維制圖的操作方法和運動過程，展示了 CATIA強大的運動仿真功能。 三維運動模擬 。 本文對機器人的產(chǎn)生發(fā)展及前景展望進行分析， 主要利用 CATIA 對機械手設計并進行了動態(tài)仿真，介紹了基于 CATIA設計三維零件的操作方法及運動分析插件 cosmosmotion 基本功能。 焊接機器人的發(fā)展 國外焊接機器人的發(fā)展 焊接機器人是近十年來迅速發(fā)展起來的智能機器目前不少焊接機器人不僅具有“ 示教再現(xiàn)” 功能 , 而且在實際焊接過程中能自動對準焊縫 , 焊接大量不同空間位置的焊縫。 目前世界上已有七十多種數(shù)萬個焊接機器人在各種生產(chǎn)線上從事焊接操作。我國使用焊接機器人進行生產(chǎn)的企業(yè)已有幾百家 , 全國安裝的焊接機器人已超過千臺套 , 主要集中在汽車、摩托車和工程機 械個重要行業(yè)并且 90%以上屬于 5 或 6 軸關節(jié)式機器人。 隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展和企業(yè)對自動化水平要求的不斷提高 , 將為焊接機器人市場的快速增長提供一個良好的平臺 , 也將為新松公司機器人應用產(chǎn)業(yè)的拓展帶來前所未有的機遇。 執(zhí)行機構 手部安裝在手臂的前端。為了使機械手能夠正確地工作，手臂的三個自由度都需要精確地定位。缺點是需配備壓力源，系統(tǒng)復雜，成本較高?，F(xiàn)在都用三相感應電機作為動力，用大減速比減速器來驅動執(zhí)行機構，直線運動則用電機帶動絲杠螺母機構 。成本低，缺點是不易于調整。這種方式適用于順序、位置、時間、速度等必須同時控制的場合，即連續(xù)控制的情況下使用。穿孔卡的信息容量有限，但便于更換、保存、可重復使用。它是一種能獨立工作的自動化裝置。 4 操縱式機械手在人的操縱之下完成多種復雜動作，其內(nèi)容可根據(jù)需要隨時改變。 （ 2）連續(xù)軌跡控 制型機械手 這種機械手的運動軌跡是空間的任意連續(xù)曲線。 缺點是這種機械手作業(yè)范圍較小。 (4)手臂回轉動作 。為具有近似人手操作的機能，需要研制最合適的結構。 以上三種基本型式的機械手各有特點，但在基本尺寸相同的情況下，如當手臂長度和機體高度相等時，應比較哪一種機械手能達到的動作范圍為最大，以便于在工作中加以有效的利用。在大多數(shù)情況下，工 程師往往為了保證產(chǎn)品按時投放市場而中斷這一過程，使產(chǎn)品在上市時便有先天不足的毛病。計算機運動仿真技術已經(jīng)越來越成為人們代替或部分代替樣機制作、工藝試驗，以獲取所需數(shù)據(jù)結果并最終完成對產(chǎn)品的性能 測試及驗證的有力技術手段。 (5).可以自動生成程序，便于機械數(shù)控加工要比 mastercam穩(wěn)定不易出錯 。 旋轉按照旋轉變換張量來表示。 手臂的設計計算 對手臂結構的要求一是重量盡量輕，以達到動作靈活、運動速度高、節(jié)約材料和動力，同時減少運動的沖擊，二是要有足夠的剛度以保證運動精度和定位精度。 2秒 ) ?? — 手臂回轉的角速度差 (弧度 /秒 )， t? — 啟動時所需的時間 (秒 ) ； cJ — 零件對回轉中心的轉動慣量 (公斤各零件的重量可按其結構形狀、材料比重進行粗略計算。 導套的具體結構可根據(jù) h 值的大小做成長的套管，或用兩個相距很近的短套管。設置單位的正確對于得到清晰合理的設計結果有很重要的意義。 30 設大臂所在機件的線性長度為 la 。 ,順時針為負逆時針為正。 三維設計裝配過程 （ 1）機構的裝配過程 該機構由 13 個零件裝配而成，分別是定位轉臺 、 大臂 、 小臂 、 手腕 、 手抓等。 參考文獻 【 1】 張鐵 ， 謝存禧著 .機器人學 .華南理工大學出版社， 2020， 4 頁 — 34 頁 . 【 2】 喬蘭東 . 機械手 — 理論與應用 .中國鐵道出版社， 1985， 290 頁 — 295 頁 . 【 3】 李月景 .工業(yè)機械手設計基礎 .天津大學，天津人民出版社， 1980， 117 頁 — 135 頁 . 【 4】 吳廣玉 .工業(yè)機械人的結構與應用 .機械工業(yè)出版社， 1977， 9， 88 頁 — 105 頁 . 【 5】 王天然 .機器人 .化學工業(yè)出版社， 2020 年， 95 頁 — 154 頁 【 6】 郭宇光 .機器人發(fā)展的歷史加深對機器人這種高端技術認識。 Vz = Vx tan φ 。 角 α 為大臂 x 、 z 軸所在平面的夾角。 最大運動范圍 軸 3 （小臂） 90~+90176。 CATIA 實施金伙伴 (gold partner) 合作策略 ,在單一的運動分析 MotionWorks 中不必再與其他的軟件進行連接可直接模擬規(guī)劃出工件的運動軌跡。但這樣又會增大手臂重量及轉動慣量。米其大小可按下式計算 ； tg??? VGF慣（ ） 其中 G —— 手臂移動部件的重量 (公斤 )， g —— 重力加速度 .(米 / 2秒 } V? —— 起動或制動前后的速度差 (米 /秒 ) t? —— 起動或制動所需的時間 (秒 )。 經(jīng)整理 )))))()()()( 83232184321432121 ijjijkijjjkiijkkk GEEEEECEEEECLEECCP ??????????? ??????? （ ） 從上式可見右邊每一項對應于 821 GRRP ????? 這里 8G 為姿勢適量。隨著電子計算機的應用，為機械手的動作分析、設計和計算提供了良好的技術基礎。 CATIA具有以下特點 : (l).CATIA 是當今世界基于 NT/Windows平臺的三維機械 CAD 軟件系統(tǒng)的主流產(chǎn)品，目前己在國內(nèi)外中小型企業(yè)中得到廣泛應用。 計算機運動仿真作為計算機仿真技術的一個重要分支，可以歸入虛擬現(xiàn)實技術VR(VirtualReality)的 范疇，它匯集了計算機圖形學、多媒體技術、實時計算技術、人機接口技術等多項關鍵技術。在