机器人虚拟样机仿真状况

机器人的虚拟样机仿真在机器人的设计与优化过程中具有真要的意义，机器人的虚拟样机仿真在机器人的研究过程中可以通过仿真实验来验证机器人的各种工作性能，这种虚拟样机仿真过程已经成为机器人理论研究最基本的方法，其中在仿真中获取的理论上的实验结果也为机器人的实体样机提供了准确的数据依靠。

自上个世纪以来，国外开发了许多著名的虚拟样机仿真技术的可视化软件，例如处在世界领先位置的机器人动力学软件DELMIA，这个软件明显可以提升开发所用的时间和机器人的精度。再就是MSC公司开发的ADAMS虚拟分析软件，它操作简单、数据分析及动画现实直白、自由的函数数据库庞大等特点深受机器人开发人员的喜爱。而ROBCAD的操作是在UNIX的系统下，可以对工业机器人的一个单元进行虚拟样机仿真，也可以对整个工厂的生产线进行仿真，这对工厂生产线对产品质量优化有着重大的意义。Matlab中的Simulink模块也具有强大的动力学分析性能，在这个模块中，用户可以用函数的方法制定机器人的运动轨迹，在工业机器人的控制方面，Simulink有着绝对的优势。在刚柔混合体仿真过程中，ANSYS软件可以给虚拟样机的仿真提供强大的帮助，在ANSYS中的模块中，有非常强大的柔性体分析性能，在这些模块的帮助下，可以非常轻松对机器人的主要受力零件进行校核。还有就是日本开发的RealMotionSystem系统，这是日本Speecys公司开发的虚拟样机分析软件，其中COSMOSMotion这个模块已经成功的使用在机器人的开发过程中。这些分析软件为机器人的工程制造行业提供了强有力的帮助。

虽然我国的虚拟样机仿真起步相对于发达国家来说还是比较晚，但是国内的很多大学在这虚拟样机仿真软件的开发这方面也紧随国际前沿技术，在许多方面都有了长足的进展。例如清华大学独立自主开发的THROBSM仿真系统、上海交通大学开发的ROSIDY仿真系统以及哈尔滨工业大学自主研发的计算机辅助机器人仿真系统，这些系统都可以通过建立虚拟样机仿真系统，在虚拟的环境中优化工业机器人的开发过程。

国外学者A-arenz等发表的关于机器人虚拟仿真的论文，对GOLIATH机器人模型进行了虚拟样机的模拟，在模拟的过程中对机器人的机械系统柔性化，通过使用ADAMS、MATLAB和ANSYS软件进行联合仿真模拟，用过有限元分析的办法对构件进行柔性化处理，然后通过反馈来验证整个机器人系统。而Monica Enescu与Catalin Alexandru通过使用ADAMS软件对6DOT工业机器人进行虚拟样机分析，对机器人运动路径进行优化，从而使喷漆图层更加均匀。Chunxia Zhu通过ADAMS与ANSYS软件的联合应用分析，对3-TPT并联机器人进行刚柔混合联合运动仿真，使分析出来的数据更加真实，可以反映出机器人的实际动态特性。作者Man Hyung Lee和Hyung Gyu Park对过运用ADAMS、SIMUKINK、PATRAN与NASTRAN对抛掷机器人进行了运动路线的规划和刚柔混合联合仿真。

在国内也有许多专家学者在工业机器人的虚拟样机仿真方面有着深入的研究，例如北京大学的周昌令通过ADAMS对HT120焊接机器人创建虚拟样机模型，并且将关键受力部位设置为柔性体，利用分析软件对焊接机器人进行刚柔混合分析，仿真焊接机器人在工作过程中的应力分布情况。浙江大学自主研发的钱江一号焊接机器人也具有代表意义，作者刘其峰通过对钱江一号焊接机器人建立模型，并COSMOSMotion对模型进行了动力学仿真设计，进一步对机器人的结构与控制系统进行了优化。哈尔滨工业大学的蒋靖应用ADAMS对外骨骼主力机器人进行了运动学及动力学分析，为机器人实体设计提供了有效的数据。