Моделирование кинематических и динамических характеристик робота-манипулятора с использованием виртуального прототипа

Abstract

В статье представлена методика имитационного моделирования кинематических и динамических параметров робота-манипулятора модели KUKA KR 6 R900-2. Моделирование выполнено с использованием виртуального прототипа робота, спроектированного в системе автоматизированного проектирования КОМПАС 3-D и экспортированного в программный комплекс MSC Adams. Прототип робота представлен идеализированными деталями, соответствующими реальным звеньям конструкции. Сочленения звеньев реализованы шарнирными соединениями. Исследованы различные варианты отработки роботом заданной траектории движения при варьировании угловой скорости его поворотов и приложенной нагрузки потенциального груза: максимальная скорость при максимальной массе груза, номинальная скорость при номинальной массе груза и минимальная скорость при минимальной массе груза. Заданная траектория движения разбита на отдельные этапы, в каждом из которых при моделировании прикладывался определенный комплект рабочих нагрузок. Моделирование осуществлялось в трехкоординатном пространстве. Результатом моделирования являются кинематические параметры, такие как перемещение, скорость, ускорение и динамические параметры – моменты в шарнирах робота. Полученные результаты позволяют выполнить сравнительный анализ действующих нагрузок на различных этапах траектории, выявить неблагоприятные условия, такие как критические пиковые значения ускорений и возникающих моментов сил.