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基于PROE六自由度机械手参数化建模+运动仿真视频

图片展示附件预览 2016-03-20 文件列表浏览 下载 收藏已收藏 报告错误 手机访问 [复制链接]

基于PROE六自由度机械手参数化建模+运动仿真视频

通过Pro/E这个三维软件工具来进行六自由度机械手的参数化建模设计,完整体现产品设计的基本流程,提出一种产品设计的新思路,展示Pro/E在产品设计上的优势。首先利用Pro/E便捷的建模工具来对机械手的各零件进行造型设计;然后利用Pro/E按要求对机械手零件以各种约束和销钉等连接来进行合理装配;接着利用Pro/E的机构模式对机械手的装配作添加伺服器等操作,来实现六自由度机械手的运动仿真。Pro/E方便的实现了对六自由度机械手的装配和运动仿真,效果非常直观。

机械手是一种能模仿人手和臂膀的某些动作功能,用以按固定程序抓娶搬运物件或操作工具的自动操作装置。广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
机械手主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体,需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数,自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。一般专用机械手有2~3个自由度。
机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。
机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。

PRO/ENGINEER软件包的产品开发环境在支持并行工作,它通过一系列完全相关的模块表述产品的外形、装配及其他功能。PRO/E能够让多个部门同时致力于单一的产品模型。包括对大型项目的装配体管理、功能仿真、制造、数据管理等。Pro/E可谓是个全方位的3D产品开发软件,集合了零件设计、产品组合、模具开发、NC加工、饭金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析、产品数据管理于一体,其模块众多。主要由以下六大主模块组成:工业设计(LAID)模块、机械设计(CAD)模块、功能仿真(CAE)模块、制造(CAM)模块、数据管理(PDM)模块和数据交换(Geometry Translator)模块。
(1)、工业设计(CAID)模块
工业设计模块主要用于对产品进行几何设计,以前,在零件未制造出时,是无法观看零件形状的,只能通过二维平面图进行想象。现在,用3DS可以生成实体模型,但用3DS生成的模型在工程实际中是“中看不中用”。用PRO/E生成的实体建模,不仅中看,而且相当管用。事实上,PRO/E后阶段的各个工作数据的产生都要依赖于实体建模所生成的数据。
包括: PRO/3DPAINT(3D建模)、 PRO/ANIMATE(动画模拟)、 PRO/DESIGNER(概念设计)、PRO/NETWORKANIMATOR(网络动画合成)、PRO/PERSPECTA-SKETCH(图片

转三维模型)、PRO/PHOTORENDER(图片渲染)几个子模块。
(2)、机械设计(CAD)模块
机械设计模块是一个高效的三维机械设计工具,它可绘制任意复杂形状的零件。在实际中存在大量形状不规则的物体表面,如自由曲面等。随着人们生活水平的提高,对曲面产品的需求将会大大增加。用PRO/E生成曲面仅需2步~3步操作。PRO/E生成曲面的方法有:拉伸、旋转、放样、扫掠、网格、点阵等。由于生成曲面的方法较多,因此PRO/E可以迅速建立任何复杂曲面。
它既能作为高性能系统独立使用,又能与其它实体建模模块结合起来使用,它支持GB、ANSI、ISO和JIS等标准。包括:PRO/ASSEMBLY(实体装配)、PRO/CABLING(电路设计)、PRO/PIPING(弯管铺设)、PRO/REPORT(应用数据图形显示)、PRO/SCAN-TOOLS(物理模型数字化)、PRO/SURFACE(曲面设计)、PRO/WELDING(焊接设计)。
(3)、功能仿真(CAE)模块
功能仿真(CAE)模块主要进行有限元分析。我们中国有句古话:“画虎画皮难画骨,知人知面不知心”。主要是讲事物内在特征很难把握。机械零件的内部变化情况是难以知晓的。有限元仿真使我们有了一双慧眼,能“看到”零件内部的受力状态。利用该功能,在满足零件受力要求的基础上,便可充分优化零件的设计。著名的可口可乐公司,利用有限元仿真,分析其饮料瓶,结果使瓶体质量减轻了近20%,而其功能丝毫不受影响,仅此一项就取得了极大的经济效益。
包括:PRO/FEM POST(有限元分析)、PRO/MECHANICA CUSTOMLOADS(自定义载荷输入)、PRO/MECHANICA EQUATIONS(第三方仿真程序连接)、PRO/MECHANICA MOTION(指定环境下的装配体运动分析)、PRO/MECHANICA THERMAL(热分析)、PRO/MECHANICA TIRE MODEL(车轮动力仿真)、PRO/MECHANICA VIBRATION(震动分析)、PRO/MESH (有限元网格划分)。
(4)、制造(CAM)模块
在机械行业中用到的CAM制造模块中的功能是NC Machining(数控加工)。说到数控功能,就不能不提八十年代著名的“东芝事件”。当时,苏联从日本东芝公司引进了一套五坐标数控系统及数控软件CAMMAX,加工出高精度、低噪声的潜艇推进器,从而使西方的反潜系统完全失效,损失惨重。东芝公司因违反“巴统”协议,擅自出口高技术,受到了严厉的制裁。在这一事件中出尽风头的CAMMAX软件就是一种数控模块。
PRO/ES的数控模块包括:PRO/CASTING(铸造模具设计)、PRO/MFG(电加工)、PRO/MOLDESIGN(塑料模具设计)、PRO/NC-CHECK(NC仿真)、PRO/NCPOST(CNC程序生成)、PRO/SHEETMETAL(钣金设计)。
(5)、数据管理(PDM)模块
PRO/E的数据管理模块就像一位保健医生,它在计算机上对产品性能进行测试仿真,找出造成产品各种故障的原因,帮助你对症下药,排除产品故障,改进产品设计。它就像PRO/E家庭的一个大管家,将触角伸到每一个任务模块。并自动跟踪你创建的数据,这些数据包括你存贮在模型文件或库中零件的数据。这个管家通过一定的机制,保证了所有数据的安全及存取方便。
它包括:PRO/PDM(数据管理)、PRO/REVIEW(模型图纸评估)。
(6)、数据交换(Geometry Translator)模块
在实际中还存在一些别的CAD系统,如UGⅡ、EUCLID、CIMATRTON、MDT等,由于它们门户有别,所以自己的数据都难以被对方所识别。但在实际工作中,往往需要接受别的CAD数据。这时几何数据交换模块就会发挥作用。
PRO/E中几何数据交换模块有好几个,如:PRO/CAT(PRO/E和CATIA的数据交换)、PRO/CDT(二维工程图接口)、PRO/DATA FOR PDGS(PRO/E和福特汽车设计软件的接口)、PRO/DEVELOP(PRO/E软件开发)、PRO/DRAW(二维数据库数据输入)、PRO/INTERFACE(工业标准数据交换格式扩充)、PRO/INTERFACE FOR STEP(STEP/ISO10303数据和PRO/E交换)、PRO/LEGACY(线架/曲面维护)、PRO/LIBRARYACCESS(PRO/E模型数据库进入)、PRO/POLT(HPGL/POSTSCRIPTA数据输出)

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