数字化工厂-Process Simulate中的运动学定义

本文来源于：迪基透数字化制造服务商

Process Simulate 简称PS，是一款进行工艺过程仿真的软件。仿真的根本，就是在虚拟的环境中，真实再现各个设备在工艺过程中的各种动作姿态。所以，如果要进行和设备有关的工艺仿真，我们首先要让设备们"运动" 起来。PS中用来定义设备运动学的工具是" Kinematics Editor"，当我们将设备的模型设置成建模状态后，我们就可以用它来进行运动学的定义。定义设备的运动学是一个过程，需要您创建链接和关节的运动学链。运动链的顺序是由链节之间的关系确定的。父链接按顺序位于子链接之前。当父链接移动时，子链接将跟随。在运动链中，链接数等于关节数加一。例如，最常见的工业六轴机器人，它有六个运动关节，将有七个运动链接。如下图：

迪基透（DGT）工业六轴机器人

定义简单结构设备的运动学

如下图所示的夹具：它只有一个运动关节，绕着如图所示的旋转点转动，现在我们打开Kinematics Editor，为它创建这样的一个运动关节

添加BASE和Lnk1之间的运动关节j1：绕着沿铰链Z向的轴转动。

这样我们就初步完成了对于"夹具"的一部分，这样一个简单结构的设备的运动学的初步定义。我们可以使用"joint jog"功能，来验证运动学定义的合理与否。我们也可以通过设定各个运动轴的限制值，来使设备在指定的范围内运动，例如，对于本例中的夹具。我们可以把j1的设定为0-90，以此来限定，夹具只能开到90度。

定义带有从属关节设备的运动学

很多情况下，某些设备，比如x焊枪中存在多个运动关节，这些运动关节中的有些互相之间存在从属关系，对于这种设备的运动学定义，我们就要使用PS-" Kinematics Editor"中的运动函数定义功能了。例如下图中的X 型焊枪通过旋转和伸缩同时运动来实现，它们之间存在着从属的运动关系：

在定义这样的设备的运动学的时候，我们就要用到运动学函数功能了，我们需要在函数表达框中输入正确的跟随系数。

定义曲轴结构设备的运动学

在很多情况下，我们需要对曲轴结构的设备定义运动学，PS中也提供了定义各种曲轴结构设备运动学的工具，在"KinematicsEditor"中，点击定义曲轴设备运动学的功能图标，可以看到如下图所示的各种曲轴结构分类：

迪基透（DGT）各种曲轴结构分类

有些复杂的曲轴结构设备的运动学，也可以按照PS中的定义向导设置，一步一步的完成运动学的定义：

如果我们要定义如下图这样结构的一个设备的运动学，我们只需要按照设置向导一步一步的完成就可以了。比如，先在"运动关节坐标系"设置对话框中，设定三个相应位置的坐标系，如下图：

然后在"select a link from the diagram"设置对话框中，选择相应的运动链所包含的实体：

我们可以看到PS生成的曲轴结构设备的运动学定义如下：

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