重庆大学机器人大作业

IRB 7600大功率机器人运动仿真

摘要 (2)

1引言 (3)

2机器人发展概述 (3)

2.1机器人的三大定律产生 (3)

2.2工业机器人的发展和特点 (3)

2.3工业机器人现状与前景 (5)

3 ABB机器人和大功率机器人的发展概述 (5)

3.1 ABB公司的发展 (6)

3.2 ABB工业机器人的现状 (6)

3.3简述IRB 7600机器人特点 (6)

3.４IRB 7600机器人的主要参数和应用 (7)

4. 基于ADAMS的IRB 7600大功率机器人运动学仿真 (8)

4.1 IRB 7600大功率机器人的运动学分析 (8)

4.1.1分析IRB 7600大功率机器人得到简图，建立方程 (9)

4.1.2 IRB 7600大功率机器人正向运动学解 (11)

4.2ADAMS中的的运动仿真 (12)

4.2.1在ADAMS中建立IRB 7600机器人的模型 (12)

4.2.2运动的施加 (14)

4.2.4运动结果分析 (16)

总结 (19)

参考文献 (20)

摘要

现代机器人技术飞速发展，其中工业机器人的应用也越来越广泛，成为高科技中极为重要的组成部分。本文主要针对ABB机器中的IRB 7600大功率机器人，对其运动进行仿真探究，学习机器人的一般运动方法。

ABB大功率机器人系列开辟了全新的应用领域，该机器人有多种版本，最大承重能力高达650kg。IRB 7600适合用于各行业重载场合，大转矩、大惯性、刚性结构以及卓越的加速性能等优良特性使这款市场主导产品声誉日隆。用于装配、清洁/喷涂、切割/去毛刺、研磨/抛光、机械管理、物料搬运、货盘堆跺、扳弯机管理、点焊，应用前景广。通过对IRB 7600的模型建立，基于ADAMS的点焊机器人运动学仿真，得到了机器人的仿真运动曲线和模型图。对模型和曲线分析，初步的了解到大功率机器人的运动和工作方式。

关键字：IRB 7600、ABB、ADAMS、仿真

1引言

在科技日新月异今天，人类文明的发展、科技的进步已和机器人的研究、应用产生了密不可分的关系。人类社会的发展已离不开机器人技术，而机器人技术的进步有队推动科技发展起着不可代替的作用。

任何先进的机器设备，都会提高劳动生产率和产品质量，创造出更多的社会财富，也就必然提供更多的就业机会，这已被人类生产发展史所证明。但是任何新事物的出现都有利有弊，只不过利大于弊，很快就得到了人们的认可。比如汽车的出现，它不仅夺了一部分人力车夫、挑夫的生意，还常常出车祸，给人类生命财产带来威胁。不难看出，认真学习机器人技术对于当今社会的大学生是和重要的。将其里发挥到最大，将其弊控制的最小，这就是人类研究机器人的目的。

机器人是最新的科技发展成果。仿人机器人是适用于所有年级教学的理想工具。学生可通过机器人将理论与实践相结合，探索众多与机器人技术相关的领域，如计算机科学、工程学、数学等。

此次探究学习，就是利用ADAMS对机器人模型进行运动仿真。机器人运动学的重点是研究手部的位姿和运动，一是根据机器人的各关节的转角或位移推算出机器人末端执行器的位姿；二是根据机器人末端位姿计算出各个关节各自的转角或位移。

2机器人发展概述

机器人的发展经过了漫长的发展。

2.1机器人的三大定律产生

阿西莫夫的《我，机器人》提出机器人三大定律：

1，机器人不得伤害人，也不得见人受到伤害而袖手旁观。

2，机器人应服从人的一切命令，但不得违反第一定律。

3，机器人应保护自身的安全，但不得违反第一、第二定律。

三大定律使得机器人得以产生。

2.2工业机器人的发展和特点

20世纪40年代中后期，机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手，如图0.2所示，这是一种主从型控制系统，主机械手的运动。系统中加入力反馈，可使操作者获知施加力的大小，主从机械手之间有防护墙隔开，操作者可通过观

察窗或闭路电视对从机械手操作机进行有效的监视，主从机械手系统的出现为机器人的产生为近代机器人的设计与制造作了铺垫。

1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现，这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1959年第一台工业机器人在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。

工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。

20世纪50年代末，美国在机械手和操作机的基础上，采用伺服机构和自动控制等技术，研制出有通用性的独立的工业用自动操作装置，并将其称为工业机器人；60年代初，美国研制成功两种工业机器人，并很快地在工业生产中得到应用；1969年，美国通用汽车公司用21台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动生产线。此后，各工业发达国家都很重视研制和应用工业机器人,如图1所示机器人。

图1 工业机器人

由于工业机器人具有一定的通用性和适应性，能适应多品种中、小批量的生产，70年代起，常与数字控制机床结合在一起，成为柔性制造单元或柔性制造系统的组成部分。

工业机器人特

技术先进工业机器人集精密化、柔性化、智能化、软件应用开发等先进制造

技术于一体，通过对过程实施检测、控制、优化、调度、管理和决策，实现增加产量、提高质量、降低成本、减少资源消耗和环境污染，是工业自动化水平的最高体现。

技术升级工业机器人与自动化成套装备具备精细制造、精细加工以及柔性生产等技术特点，是继动力机械、计算机之后，出现的全面延伸人的体力和智力的新一代生产工具，是实现生产数字化、自动化、网络化以及智能化的重要手段。应用领域广泛工业机器人与自动化成套装备是生产过程的关键设备，可用于制造、安装、检测、物流等生产环节，并广泛应用于汽车整车及汽车零部件、工程机械、轨道交通、低压电器、电力、IC装备、军工、烟草、金融、医药、冶金及印刷出版等众多行业，应用领域非常广泛。

（4）技术综合性强工业机器人与自动化成套技术，集中并融合了多项学科，涉及多项技术领域，包括工业机器人控制技术、机器人动力学及仿真、机器人构建有限元分析、激光加工技术、模块化程序设计、智能测量、建模加工一体化、工厂自动化以及精细物流等先进制造技术，技术综合性强。

2.3工业机器人现状与前景

现如今，工业机器人成了工业自动化的代名词，国内越来越多的企业在生产中采用了工业机器人，而市场需求也在不断扩大。因为已有部分国产机器人已经与国外的技术水平相当，有专家呼吁企业采购机器人时不要盲目进口，立足国产。

政府也开始使用各种办法加大中国装备制造业在市场中占据的份额，并提供优惠措施鼓励更多企业使用机器人及技术以提升技术水平。从2009年1月1日起，国家把工业机器人出口退税率由14%提高到17%，就很好的说明了这一问题。

据不完全统计,最近几年国内厂家所生产的工业机器人有超过一半是提供给汽车行业的,由此可见汽车行业依然是中国工业机器人技术最重要、最传统的应用行业，同时也可以反映出汽车工业的发展是近几年我国工业机器人增长的原动力之一。

比较典型的是北京奔驰-戴姆勒克莱斯勒汽车工厂，在生产国产克莱斯勒300C中，就使用了焊接机器人、夹具自动抓拾机器人、组合机器人、工件搬运机器人等6种不同功能机器人，自动化率达到70%。除了汽车行业，还有塑料浇铸、材料处理、机械制造等行业对工业机器人的需求越来越大。

当前，受世界金融危机的影响世界制造业处于低谷，中国的装备工业开始面临着与国际接轨的重任，国产工业机器人制造企业或许找到了自己迅速发展的机会。

3 ABB机器人和大功率机器人的发展概述

ABB机器人和大功率机器人的发展历史久远，且目前正处于机器人研究的世界前沿。