機(jī)械專業(yè)外文文獻(xiàn)翻譯

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1、利用CAD/CAM/CAE系統(tǒng)開發(fā)操縱機(jī)器人H.S.李*，S.E.張華為技術(shù)學(xué)院，電力機(jī)械工程，云林，臺(tái)灣，中國(guó)摘要在這項(xiàng)研究中，需要開發(fā)用于機(jī)器人操作臂的CAD/CAE/CAM集成系統(tǒng)。通過變換矩陣，利用D-H坐標(biāo)系變換方法對(duì)機(jī)器人的位姿進(jìn)行分析，我們使用MATAB軟件對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。一般來說，利用PRO/E對(duì)機(jī)械臂的參數(shù)進(jìn)行實(shí)體化建模，用Pro/Mechanical軟體模擬動(dòng)態(tài)仿真和工作空間，MasterCAM用來實(shí)現(xiàn)切削模擬仿真，而最終的模型用CNC數(shù)控銑床制造出來。這樣，一個(gè)用于機(jī)器人操作臂的CAD/CAE/CAM集成系統(tǒng)便開發(fā)出來了。我們

2、用一個(gè)范例來驗(yàn)證這種設(shè)計(jì)，分析以及制造的結(jié)果的正確性。該集成系統(tǒng)不僅促進(jìn)機(jī)器人的生產(chǎn)自動(dòng)化功能，而且還簡(jiǎn)化了機(jī)械臂的CAD/CAE/CAM的分析過程。這種集成系統(tǒng)是用于開發(fā)一個(gè)實(shí)用的計(jì)算機(jī)輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)輔助工具。?2003由ElsevierB.V.出版關(guān)鍵詞：CAD/CAE/CAM;機(jī)械臂;Denavit，Hartenberg坐標(biāo)系變換引言許多研究已涉及到的CAD/CAE/CAM集成系統(tǒng)的原理。呂[1]討論了平面五桿受電弓的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析并設(shè)計(jì)制造了基于此弓的機(jī)械手。通過研究五桿受電弓的運(yùn)動(dòng)性能，設(shè)計(jì)出一款簡(jiǎn)單的控制器來對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制。李某

3、和陳某[2]描述了一個(gè)自動(dòng)升降輪椅固定裝置內(nèi)的全尺寸貨車的開發(fā)。開發(fā)的過程中，包括機(jī)制的概念設(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)仿真，工程分析，原型開發(fā)和測(cè)試。周[3]使用參數(shù)化CAD系統(tǒng)的實(shí)體模型表達(dá)設(shè)計(jì)理念。首先開發(fā)的是模具，其次是基于CAM系統(tǒng)的模型。通過與產(chǎn)業(yè)界的合作，對(duì)試模調(diào)整，粉末形成，燒結(jié)，燒結(jié)后處理在專業(yè)的粉末冶金工廠進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。徐[4]在UG2通用CAD/CAM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上通過將注塑模具的CAD/CAM軟件與注塑模具CAE軟件集成建立了一個(gè)注塑用CAD/CAE/CAM系統(tǒng)?，F(xiàn)在，許多研究已經(jīng)涉及到了機(jī)器人與網(wǎng)絡(luò)控制的原理。黎[5]使用交互式菜單驅(qū)動(dòng)機(jī)械手

4、的運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)，學(xué)習(xí)如何使變換矩陣操縱友好的方法來開發(fā)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件。黃等[6]通過互聯(lián)網(wǎng)得的遠(yuǎn)程計(jì)算控制功能提出了一種五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人交流伺服與TCP/IP協(xié)議。在機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)期間，通過配備在實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器上的CCD相機(jī)可以在主頁(yè)上顯示出來機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可以通過瀏覽器遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。為了滿足并行工程的要求，我們使用的D-H的坐標(biāo)變換方法進(jìn)行機(jī)器人的位置分析；導(dǎo)入設(shè)計(jì)，分析和制造模擬實(shí)際的力學(xué)模型;制造機(jī)器人樣機(jī)；以及提供一個(gè)用于機(jī)器人設(shè)計(jì)與分析的綜合性網(wǎng)站。本文不僅可以促進(jìn)機(jī)械臂自動(dòng)化功能，簡(jiǎn)化機(jī)器人的設(shè)計(jì)，分析和制造工

5、藝，而且還可以作為教育用途的補(bǔ)充工具，用于大專計(jì)算機(jī)輔助機(jī)制的設(shè)計(jì)課程。2系統(tǒng)分析示例系統(tǒng)的程序如下；1）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)用D-H坐標(biāo)建立法來分析機(jī)器人的位姿，用MATLAB軟件對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。2）計(jì)算機(jī)輔助繪圖利用Pro/ENGINEER的參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，繪制3D零件圖及組裝機(jī)器人的實(shí)體模型。3）計(jì)算機(jī)輔助分析為了評(píng)估通過虛擬機(jī)器人樣機(jī)的機(jī)器人設(shè)計(jì)，裝配實(shí)體模型轉(zhuǎn)移到Pro/Mechanica軟體（與Pro/ENGINEER系統(tǒng)集成）。材料性能，約束和驅(qū)動(dòng)程序被應(yīng)用到模型上去模擬工作空間。4）計(jì)算機(jī)輔助制造為了實(shí)現(xiàn)利用Masterc

6、am的模擬切割，二維工程繪圖檔案應(yīng)轉(zhuǎn)移成舸文件，選擇輪廓形成鏈，定義切削參數(shù)，生成以及驗(yàn)證刀具路徑，最后，轉(zhuǎn)換數(shù)控代碼，將DNC與CNC數(shù)控銑床連接起來，制造機(jī)器人樣機(jī)圖1顯示了上述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)手繪草圖位置分析坐標(biāo)系定義3D矩陣變換2D零件草圖裝配草圖草圖材料性能，約束驅(qū)動(dòng)，負(fù)載定義動(dòng)力學(xué)學(xué)分析工作空間拓?fù)渲圃旒上到y(tǒng)仿真參數(shù)輸入刀庫(kù)計(jì)劃計(jì)劃制造Cnc機(jī)床代碼轉(zhuǎn)換路徑模擬圖3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3原理與方法3.1機(jī)械手的設(shè)計(jì)理論在本節(jié)中，主要研究空間機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，如圖2.使用本節(jié)中的理論研究，可以得到機(jī)器人的夾持裝置的位置。利用D-H坐標(biāo)轉(zhuǎn)置定義[7

7、]，（01）T表示將坐標(biāo)系S1(X1,Y1,Z1)中的點(diǎn)變換到坐標(biāo)系S0(X0,Y0,Z0)中去。基準(zhǔn)坐標(biāo)系中夾持位置的描述可以用一連串的依次相乘的矩陣來描述05T=01T12T23T34T45T。在基準(zhǔn)坐標(biāo)系S0下夾持位置就可以通過變換矩陣05T來變換到坐標(biāo)系s5當(dāng)中去。變換矩陣如下:01T=Rot(Z,θ1)Trans(0,0,d1)Rot(X,?90?)cθ1–sθ100=sθ1cθ0000100001100000100?100000110000100001d10001cθ10?sθ10sθ10cθ100?10d10001=12T=Rot(

8、Z,θ2)Trans(a2,0,0)100a2010000100001cθ2?sθ200sθ2cθ20000100001=cθ2?sθ2