机器人设计师面临哪些挑战？

由于工业机器人在速度、强度、精度及灵活性方面拥有诸多优势，因此被越来越多地用于各类应用中。随着机器人变得越来越轻并且在较高的负载下工作，传统的机器人设计方法会丧失其效用，这使得动态因素在机器人性能方面的重要性与日俱增。

机器人设计师可采用ADAMS多体仿真(MBS)软件对整个机器人机构的瞬态动力学行为及控制算法进行仿真，从而提高产品性能。ADAMS不仅能通过运动学建模建立机器人的完整工作样机，还能对其所执行的任务进行仿真。在制造样机之前，ADAMS能对在任何操作情景下机器人的动力学性能进行准确的仿真和诊查，通过评估多种不同的设计配置和控制算法，提升机器人的性能，同时缩短所需的实物试验时间，将机器人尽快推向市场。

机器人设计师面临哪些挑战？

设计师需要用尽可能低的成本，获得尽可能高水准的速度、准确度、耐用性及其他性能参数。能否赢得订单的差别往往不过是速度上 5% 的优势，因此机器人设计师需要突破设计过程的束缚。

随着机器人设计师提升性能，机械臂及其他部件会弯曲至一定角度，因此在计算机器人到达指定位置所进行的关节运动时，这一变形就变得极为重要。更高的扭矩和更轻的机械臂也使得机器人更易出现振动，因此与以前相比，确定机器人的固有频率并确保其远离机器人的所有工作频率就变得更加关键。功率更大的机器人也会增加对机器人传动机构的需求，这提升了齿轮冲击及啮合间隙等因素的重要性，并使轴承设计变得更加重要。

可将 ADAMS 模型与控制系统模型进行协同仿真

ADAMS MBD软件可在样机阶段之前预测机器人的动态性能

ADAMSMBD 软件超越了传统的机器人设计工具，它提供了大位移动力学仿真功能，可全面捕获真实环境中的复杂性。ADAMS可简化刚体与柔性体、齿轮、轴承、电机、关节及其他机器人部件的动态性能建模，从而克服运动学解决方案的局限性，在处理与机器人互动的对象时更是易如反掌。因此，ADAMS使机器人设计师能够在设计过程初期、得到样机之前，将其产品作为一个整体系统对其动态性能进行评估。

ADAMS 提供了各种柔性体建模选择，可准确地了解机器人任何部件的动态行为。

传动机构运动仿真

ADAMS 如何设计性能更出色的机器人

考虑部件的柔性，计算机器人手臂轨迹

ADAMS能整合柔性体与齿轮，仿真得到部件变形，与传动方法相比，能够更准确计算机器人手臂的轨迹。由于将零部件变形整合到动力学模型中，还使设计师能够准确地预测所有机器人零部件承受的负载。通过增加电机扭矩并降低零部件重量，机器人设计师可使用 ADAMS 仿真尽量提高机器人的速度，而且既不会超过规定的加载值，也不会产生剧烈振动。如果特定零部件负载过大，机器人设计师可修改机器人的设计或控制算法，并确定其对零部件加载的影响。在出现碰撞时，机器人设计师还可以轻松地确定作用到操作员身上的负载，以简化协作机器人的设计流程。

MBD 预测机器人的系统级振动

确定齿轮啮合间隙对移动轨迹的影响

同时，ADAMS还能使机器人设计师能够确定机器人设计的固有频率，并预测具体应用中所经历的振动水平；机器人设计师还可以在设计初期精调控制算法，将机器人臂和传动机构的动态响应考虑在内，从而提高机器人的定位精度；ADAMS还使机器人设计师能够在设计初期，通过对机器人手臂移动时，电缆的变形和电缆运动规律进行仿真分析，从而评估不同的电缆导引及管理方式的性能；还可以使用 ADAMS 开发可管理复杂包装操作的机器人，并能配合所开发的新包装款式。

通过设计研究优化机器人性能

结束语

通过以上的介绍，您是不是对ADAMS在工业机器人设计这方面的强大功能感兴趣？ADAMS使机器人设计师能够在设计初期以更短的时间、更低的成本对预期机器人设计的瞬态动态行为进行精确评估。