1、 ADAMS 环境下工业机器人运动控制 和联合仿真 Motion Control And Co-simulation Of Industrial Robot iN ADAMS Environment 2009 年 6 月 院 系 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 2005 姓 名 题 目 ADAMS 环境下工业机器人运动控制和联合仿真 指导教师 评 语 指导教师 (签章) 评 阅 人 评 语 评 阅 人 (签章) 成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 发题日期： 2009 年 3 月 20 日 完成日期： 2009 年 月
2、日 题 目 ADAMS 环境下工业机器人运动控制和联合仿真 1、本论文的目的、意义 在制造系统中，工业机器人扮演着重要的角色，从加工、制造、装配，配送等 过程环节，工业机器人因其自身的灵活性应用越来越广泛，它已经成为当代工业自 动化三大领域之一，它的水平高低和应用程度反应出了一个国家工业水平的高低。 本项目通过对工业机器人运动学、系统模型建立与仿真，研究工业机器人在使用中 的运动学分析以及基本的控制方法，并通过 ADAMS 实现对工业机器人实际运动的研 究和仿真，将控制响应过程通过 OpenGL 环境实现视景仿真。 2、学生应完成的任务 1）源程序及相应的文档，实现如下功能：工业机器人运动学模
3、型建立与仿真， 动力学模型建立与仿真，通过 Matlab 控制模型输出的数据实现视景仿真等。 2）翻译课题相关外文资料。 3）毕业论文说明书。 3、论文各部分内容及时间分配： （共 12 周） 第一部分 实习调研、收集资料 （1-2 周） 第二部分 方案选择、总体设计、软件熟悉 （3-4 周） 第三部分 系统建模、编程 （5-8 周） 第四部分 联合仿真、测试及文档的编写 （9 周） 第五部分 编写毕业论文说明书 （10-11 周） 评阅及答辩 （12 周） 指导教师： 年 月 日 审 批 人： 年 月 日 摘 要 虚拟样机技术就是在建造第一台物理样机之前,设计师利用计算机技术建立 机械系统的
4、数字化模型,进行仿真分析并以图形方式显示该系统在真实工程条件下 的各种特性,从而修改并得到最优设计方案的技术。 ADAMS软件是目前国际上应用最为广泛的虚拟样机分析软件，用户可以运用 该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。但针对复杂 的机器人机械系统，要想准确的控制其运动，仅依靠ADAMS软件自身也很难做到； MATLAB软是Mathworks公司开发的一种集计算、图形可视化和编辑功能于一体 的优秀数学应用软件，具有强大的计算能力，能够建立复杂的控制模型准确控制复 杂机器人系统的运动；OpenGL（开放式图形库全称）是SGI公司开发的底层三维 图形API，目前在图形开发
5、领域已成为工业标准。使用OpenGL可以创建视觉质量 接近射线跟踪程序的精致漂亮的3D图形。 Visual C+ 6.0已经成为集编辑、 编译。 运行、调试为一体的功能强大的集成编程环境，在Windows编程中占有重要地位。 OpenGL和Visual C+ 6.0有紧密接口，利用二者可以开发出优秀的视镜仿真系 统。 ADAMS、MATLAB和Visual C+ 6.0由于定位不同， 都有各自的优势和缺点， 但是三者之间又可以通过接口联合控制或者混合编程。本文分别利用ADAMS对三 自由度机器人的运动学和轨迹优化方案进行研究，利用Visual C+ 6.0、OpenGL 和从MATLAB里导出的控制模型的数据对三自由度机器人进行了视景仿真的研究。 论文首先通过建立坐标系和矩阵变换，对刚体的空间表示进行了阐述，然后采用 通用的 D-H 法则，将机器人关节角度参数化，推导出其正运动学方程和逆运动关节 角，并计算出机器人手部的初始坐标
