一个大型机器人仿真系统—ROBCAD.doc

机器人仿真系统—ROBCAD 机器人仿真技术研究始于七十年代末，八十年代得到迅速发展。当前，机器人仿真技术已经广泛应用于机器人运动学、动力学分析与综测、轨迹和路径规划、机器人与工作环境的相互作用、离线编程等领域，成为机器人研究中不可缺少的一个重要组成部分。 在国外，机器人及其系统仿真软件很多。如英国 Nottingham 大学的 GRASP~，可用于机器人制造和装配单元仿真，具有圆体几何模型、运动学模型；西德 Wam~ke 等人研制的 A 偶，能对不同机器人的功能和用途进行比较，以帮助使用者选择合适的机器人。此外，美国通用电气公司研制的 SDRC 软件系统、Michigan 大学的 ADAMS 软件包 H，均可用于机器人工作单元设计和离线编程；Maryland 大学研制的 DYNAMAN1 系统可实现机器人的动力学分析和仿真。 在国内，机器人仿真技术研究起步较晚，但也取得了一些成果。哈尔滨工业大学、清华大学、浙江大学都建立了通用或专用的仿真系统。目前，机器人仿真系统正朝着通用化、完整化、交互式计算机图形化、智能化和商业化的方向发展，而代表这一发展趋势的是美国 Tccuormfix 公司 1986 年推出的 ROBCAD 机器人 CAD 及仿真系统。 ROBCAD 是一个大型机器人仿真系统，具有完整的二维、二维半、三维图形设计功能，图形的逻辑运算，提供线框图、消隐图、实体造型及光照模型。其主要功能包括机器人及设备运动学自动建模、机器人工作单元设计、布置方案可行性检查及优化工作点及轨迹的交互式生成、机器人及设备的运动和示教、机器人及设备作业任务自动生成、工作单元作业任务描述及机器人、设备之回的相互通讯等。 ROBCAD 系统由六大模块组成：机械设计、建模模块（MechanicalMode~-g）、工作单元布置模块（Workoe/ILayout）、任务描述模块（TaskDescription）、仿真模块（Simulation）、机械制图模块（Dmf~g）、数据管理模块（DataManagement）。其工作流程图如图 1 所示。 ROBCAD 是交互式菜单驱动环境，主要由主菜单区、子菜单区、系统状态区、图形窗、数据窗等几部分组成，如图 2 所示。它的界面设计合理，画面美观，好学易懂，使用方便，为用户提供了良好的人机交互界面。 在哈尔滨工业大学机器人研究所的国家 863 智能机器人机构网点开放实验室已经引进了 ROBCAD 系统，并已投入开发和应用。本文详细介绍了 ROBCAD 的主要功能，分析了其关键技术和先进技术，指出了国内仿真软件的不足及今后的研究方向。 ROBCAD 机器人仿真系统是一个功能强大、功能完善的机器人仿真系统，它的出现标志着机器人仿真技术的发展方向。ROBCAD 的应用将会推动机器人技术的发展和应用，提高机器人的工作效率和质量。