SCARA机器人运动学仿真分析 上

ADAMS软件概述

ADAMS (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)是美国MDI公司开发的一款虚拟样机分析软件。

ADAMS软件利用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷。

ADAMS软件由基本模块、扩展模块、接口模块、专业领域模块及工具箱5类模块组成。如图4.1所示，ADAMS系列产品的核心模块包括基本环境ADAMS/View，求解器模块ADAMS/Solver和后处理模块ADAMS/Post Processor三个部分，通常的机械系统仿真可以由基本模块完成。除此之外，ADAMS中还有汽车模块ADAMS/Car、发动机模块ADAMS/Engine、火车模块ADAMS/Rail等其他模块，这些模块是为了某些专业领域单独开发，仅在特殊的机械系统中有所涉及，本文中所设计的机械系统仿真是基于基本模块实现的。

SCARA机器人的运动学仿真

要实现SCARA机器人的运动学仿真，先需将虚拟样机模型导入ADAMS软件，然后根据机器人所需要实现的动作进行约束与驱动的添加，按照软件操作流程进行仿真，并分析仿真结果与实际需要的差距，实现结构优化设计。

虚拟样机模型的导入

MCS公司推出来ADAMS与SolidWorks的接口模块:MSC Dynamic Designerfor Solidworks用来实现两者之间的连接。

通过本文第二章和第三章的设计，我们确定了SACRA机器人的机构与参数，使用SolidWorks软件建立SCARA机器人的三维模型。通过查阅文献，不难发现将三维模型导入ADAMS的方法有很多，己知SolidWorks与ADAMS两款软件运用的都是实体造型技术，故而在导入模型时选用了效果相对较好的Parasolid格式导入，从而实现保留了零件自身的属性颜色。

首先，需要将SolidWorks文件另存为Parasolid(*.x t)格式，并将其扩展名更改为“.xmt txt"，然后打开ADAMS软件，点击菜单栏中的“File" →"Import"命令，在File Type的右栏选择相应的模型文件格式，在File To Read的右栏单击鼠标右键Browse，弹出选择模型文件对话框，找到相应的模型文件，在Model Name的右栏右键create输入文件名“SCARA"，点击OK，导入所需文件，导入界面如图4.2所示。

在导入文件时需要注意到以下两个问题:第一，被导入文件的名称与路径中不能出现中文，否则导入模型过程中可能会出现错误;第二，在建立或者导入模型之后，还需要根据具体的设计指标和要求，对模型中各部分结构的颜色、名称和材料等信息给予新的定义，其中材料属性信息最为关键，与装配体的计算息息相关，一旦某个构件的材料属性信息不合理，系统就将会出现报错信息，影响到最终的模型仿真分析过程。