PR1400机器人大臂危险姿态分析

PR1400焊接机器人大臂危险姿态分析

(1)大臂危险姿态确定

在确定大臂的危险姿态时，需要进行J2轴与J3轴的联合仿真。步骤如下:  

①给定J2轴即风一个固定的角度，然后使J3轴即θ3以0.1°/s的速度运动，得到θ2在某一固定角度，已在其设定角度范围内运动时，大臂受力情况。

 在设定范围内，将θ2固定在另一个角度，θ3仍以0.1°/S的速度在其运动范围内运动。

②这样模拟出大臂所有姿态下的受力情况。例如为了得到大臂在90°时，小臂在其设定角度范围运动时，大臂的受力曲线，ADAMS中的驱动参数设置如图2. 22所示，仿真参数如图2. 23所示。

ADAMS中角度的正负规定与机器人设定相反，所以图2.22中为了到达大臂90度位置，需设置为-90度。由图2.23可知，所设置的仿真时间为1653s，运行速度为0.1°/s，整个仿真过程肘部转过165.3度，即J3轴的运动范围一87.5°≤θ1≤77.8°。通过这样的设置，仿真结束后即可得到大臂处于90度时，肘部对大臂力最大时J3的角度。大臂在各角度下最大受力及力矩曲线如图2.24所示，大臂在危险姿态时受力如图2.25所示。

由图2.24可以得出，在大臂位于90度时，其所受力矩及力最大。而大臂在此姿态下，使J3轴在设定范围内转动，得到大臂受力与力矩如图2.25所示。

由图2.25可知J3轴在上极限位置时大臂受力与力矩最大，即J2轴位于90度，J3轴位于上限位时，大臂处于危险位置。

(2)大臂危险姿态下的受力分析

除了自身重力外，前段所有装配体的重量通过肘部施加给大臂。如图2.26所示为肘部对大臂作用力曲线，如图2.27所示为肘部对大臂作用力矩曲线。

由图可得出，大臂处于危险姿态时，肘部对大臂Y方向作用力Fy=-368.71N，而对X方向、Z方向作用力大小均为0N。

焊接机器人由图可知，肘部对大臂X方向作用力矩Mx=43472N·mm，对Y方向作用力矩My=0N·mm，对Z方向作用力矩M2 =118830N·mm。