目錄1引言.11.1工業機械手研究現狀.11.2工業機械手的功能及應用.11.3本文研究內容及研究意義.32工程機械仿真簡介.32.1概述.32.2工程機械仿真的思想、內容和特點.32.3參數化設計概念.42.4工程機械零部件參數化仿真設計.43PRO/E功能介紹.53.1引言.53.2PRO/E對三維模型的處理.53.2.1Pro/E的三維模型創建功能.53.2.2Pro/E建模的一般過程.63.2.3利用族表實現零件系列化設計.63.3PRO/E的特點及產品外觀造型設計.64ADAMS功能介紹.94.1ADAMS概述.94.2ADAMS基本功能.94.3ADAMS和PRO/E之間的數據轉換.115仿真分析.125.1仿真流程圖.125.2模型建立.135.2.1利用Pro/E建立機構模型.135.2.2ADAMS仿真模型等效轉換.145.3ADAMS仿真.155.3.1仿真設置.155.3.2仿真結果.156運動學分析.176.1建立坐標系.176.2運動學分析.177結束語.19參考文獻.20致謝.2111引言1.1工業機械手研究現狀隨著機器人研究的不斷深入和機器人領域的不斷發展，機器人仿真系統在機器人設計和研究方面，發揮著重要的作用，它可應用于機器人的許多方面，已成為機器人學的一個重要分支。例如：可幫助研究人員了解機器人工作空間的形態及極限；還能幫助研究人員了解機器人工作空間的形態與合理性；可用于分析檢驗軌跡規劃和作業規劃的正確性與合理性；可為離線編程技術的研究提供一種極為有效的驗證手段；可以用于實時檢測機器人與作業環境之間的碰撞與干涉以保證整個生產單元的安全等。此外，仿真技術還可以幫助用戶選擇適合特定作業環境的機器人類型。機械手是近年來發展起來的綜合學科。它集中了機械工程、電子工程、計算機工程、自動控制工程以及人工智能等多種學科的最新科研成果，代表了機電一體化的最高成就，是目前科技發展最活躍的領域之一。工業機械手的性能，要求不斷提高工作精度和作業速度，增加機構的自由度，提高通用性和靈活性，同時還要求降低成本，控制簡單，安全可靠。因此，工業機械手的研究處于機械手研究的前沿。多自由度機械手已經得到了廣泛的研究，但自由度較少的工業機械手，以其造價低廉、結構緊湊、剛度高、定位精度高、響應速度快、實用性強等優勢，有極高的性價比，在實際工業市場得到了廣泛的應用。水平多關節工業機械手由于精度高、運動速度快，串聯四自由度導致其靠后的驅動電機和傳動系統都位于運動著的臂上，導致系統慣性增加，系統動力性能惡化；又由于串聯機構求正解較容易，而求逆解則較困難，因此運動學與動力學計算困難，導致在設計中必須放寬各種設計參數；還因為機器較重，并進一步導致驅動部分變大，系統響應速度降低，大型驅動部分難以取得較高的精度。1.2工業機械手的功能及應用機械手是工業自動控制領域中經常遇到的一種控制對象。機械手可以完成許多工作，如搬物、裝配、切割、噴染等等，應用非常廣泛。在現代工業中，生產過程中的自動化已成為突出的主題。各行各業的自動化水平越來越高，現代化加工車間，常配有機械手，以提高生產效率，完成工人難以完成的或者危險的工作。可是在機械工業中，加工、裝配等生產很大程度上不2是連續的。據資料介紹，美國生產的全部工業零件中，有75%是小批量生產；金屬加工生產批量中有四分之三在50件以下，零件真正在機床上加工的時間僅占零件生產時間的5%。從這里可以看出，裝卸、搬運等工序機械化的迫切性，工業機械手就是為實現這些工序的自動化而產生的。目前在我國機械手常用于完成的工作有：注塑工業中從模具中快速抓取制品并將制品傳送到下一個生產工序，機械手加工行業中用于取料、送料，澆鑄行業中用于提取高溫熔液等等。下面具體說明機械手在工業方面的應用。(1)建造旋轉零件（轉軸、盤類、環類）自動線一般都采用機械手在機床之間傳遞零件。國內這類生產線很多，如沈陽永泵廠的深井泵軸承體加工自動線（環類），大連電機廠的4號和5號電動機加工自動線（軸類），上海拖拉機廠的齒坯自動線（盤類）等。加工箱體類零件的組合機床自動線，一般采用隨行夾具傳送工件，也有采用機械手的，如上海動力機廠的氣蓋加工自動線轉位機械手。（2）在實現單機自動化方面各類半自動車床，有自動加緊、進刀、切削、退刀和松開的功能，但仍需人工上下料；裝上機械手，可實現全自動化生產，一人看管多臺機床。目前，機械手在這方面應用很多，如上海柴油機廠的曲拐自動車床和座圈自動車床機械手，大連第二車床廠的自動循環液壓仿行車床機械手，沈陽第三機床廠的Y38滾齒機械手，青海第二機床廠的滾銑花鍵機床機械手等。由于這方面的使用已有成功的經驗，國內一些機床廠已在這類產品出廠時就附上機械手，或為用戶安裝機械手提供條件。如上海第二汽車配件廠的燈殼沖壓生產線機械手（生產線中有兩臺多工位機床）和天津二注塑機有加料、合模、成型、分模等自動工作循環，裝上機械手的自動裝卸工件，可實現全自動化生產。目前機械手在沖床上應用有兩個方面：一是160t以上的沖床用機械手的較多，如沈陽低壓開關廠200t環類沖床磁力起重器殼體下料機械手和天京拖拉機廠400t沖床的下料機械手等；二是用于多工位沖床，用作沖壓件工位間步進輕局技術研究所制作的120t和40t多工位