[发明专利]一种面向叠片物料的桁架机器人仿真控制方法

说明书

本发明公开了一种面向叠片物料的桁架机器人仿真控制方法，属于机器人仿真技术领域。包括：分析设计要求，查询设计手册，计算尺寸参数、确定桁架机器人装配草图、进行运动算例仿真、定义各部分零件材料属性、设置约束及运动副、设计各运动驱动函数、分析结果曲线、对桁架机器人耦合模型进行振动分析、验证模型建立的正确性和可行性、多软件联合仿真验证和参考改进S函数轨迹的设计及跟踪验证以上步骤。本发明设计了改进型S函数曲线轨迹，并在虚拟空间中仿真不同工况下桁架机器人的预期路径，同时设计控制器来提高轨迹跟踪能力，为缩短机器人领域相关产品的设计研发周期、降低研发成本和提高生产节拍提供一种行之有效的研究方法。

技术领域

本发明涉及机器人仿真技术领域，尤其是涉及一种面向叠片物料的桁架机器人仿真控制方法。

背景技术

随着时代的发展，智能化设备在工业领域中的应用越来越普遍。桁架机器人正是基于这个情况下诞生的产物，不但节省了大量的人工成本，还提升了生产效率，还为人类解决了不少大麻烦，一些风险高、强度大、工作单一而重复的事情，完全可以采用这样的高智能机器人完成，桁架机器人的出现解决了机械化与自动化之间的脱节问题。虚拟样机模型建立在对设备的机械系统、电气系统和液压多领域系统全面、综合、真实的描述能力的基础上，具备对物理设备全生命周期的映射能力，从而对设备的设计仿真和预测性维护提供有力的分析决策支持。

但现有研究中将桁架机器人当作整体系统来进行虚拟样机的建立、动力学仿真验证的方法较少。如何建立桁架机器人的虚拟样机模型，通过多领域的综合仿真和设备的性能衰减仿真，在物理样机制造之前对装备的性能进行测试和评估，改进其设计缺陷成了一个极具挑战性的问题。在虚拟空间中仿真不同工况下桁架机器人的预期路径，提高生产节拍，是一个极具经济价值的研究问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向叠片物料的桁架机器人仿真控制方法，用于解决桁架机器人当作整体系统来进行虚拟样机的建立、动力学仿真验证的方法较少的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种面向叠片物料的桁架机器人仿真控制方法，包括以下步骤：

S1、分析设计要求，查询设计手册，计算尺寸参数；

S2、确定桁架机器人装配草图；

S3、利用Motion插件的功能进行运动算例仿真；

S4、在动态仿真分析软件Adams中打开上述模型文件，定义各部分零件材料属性，再进行如下步骤的操作：

S41、利用Bodies功能模块中Construction创建Points和Markers；

S42、利用Special Forces功能选取构件模块设置Gravity和Contacts；

S43、利用Applied Forces功能模块选取构建位置设置Single-Component Forces和Torques；

S5、根据桁架机器人实际工作状态，设置约束及运动副；

S6、参照初步设计的桁架机器人节拍，设计各运动驱动函数，试运行；

S7、利用动态仿真创建柔性梁，添加与原刚性桁架机器人竖梁相同约束和运动副，完成对原刚性桁架机器人竖梁的替换，利用Simulate功能模块，分析结果曲线；

S8、对桁架机器人耦合模型进行振动分析；

S9、启用Adams Post Processor，定义特征和分量，添加运行仿真后结果曲线，结合仿真实验结果及Marker标记点处测量结果以验证桁架机器人虚拟样机模型建立的正确性和可行性；

S10、对桁架机器人模型进行Adams软件和Matlab软件多软件联合仿真验证；