基于proe的抓取機(jī)構(gòu)設(shè)計

1、<p>　　基于Pro/E的抓取機(jī)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　作者姓名：姚 建 波</p><p>　　專業(yè)名稱：機(jī)械設(shè)計與制造</p><p>　　指導(dǎo)教師：王 振 玉 副教授</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著科技的迅速發(fā)展和人們生活水平及需要的不斷提

2、高，如何讓機(jī)械設(shè)備取代人工實現(xiàn)自動化是人們的迫切需求。此抓取機(jī)構(gòu)通過機(jī)電傳動方式，杠桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)自動取樣。在CAD的基礎(chǔ)上使用三維軟件Pro/E對其進(jìn)行三維實體造型并進(jìn)行仿真設(shè)計，通過 Pro/E 這個三維軟件工具來進(jìn)行抓取機(jī)構(gòu)建模設(shè)計，完整體現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計的基本流程，提出一種產(chǎn)品設(shè)計的新思路,展示 Pro/E 在產(chǎn)品設(shè)計上的優(yōu)勢。</p><p>　　關(guān)鍵詞：自動取樣 Pro/E 建模</p>&l

3、t;p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Along with the rapid development of science and technology and the continuous improvement of living standards and needs people, how to make the mechanical equipm

4、ent to replace artificial automation is the pressing needs of the people. The grab mechanism in mechanical and electrical transmission way, lever mechanism to realize automatic sampling. On the basis of CAD using 3 d sof

5、tware Pro/E for 3 d entity modeling and simulation design, through the Pro/E, the three-dimensional modeling design sof</p><p>　　Keywords: automatic sampling, Pro/E, modeling</p><p><b>　　目

6、錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　目錄III</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　1 抓取機(jī)構(gòu)概述2&l

7、t;/p><p>　　1.1抓取機(jī)構(gòu)的介紹2</p><p>　　1.2目的和現(xiàn)實意義3</p><p>　　2 Pro/E的選擇使用4</p><p>　　2.1 Pro/ENGINEER產(chǎn)品介紹4</p><p>　　2.1.1 Pro/ENGINEER的常用功能4</p><p>　

8、　2.1.2 Pro/ENGINEER的特性10</p><p>　　2.2 Pro/EENGINEER Wildfire 4.0介紹11</p><p>　　3 抓取機(jī)構(gòu)零件的建模12</p><p>　　3.1 連接法蘭的建模12</p><p>　　3.2 連接底板的建模12</p><p>　　3.3

9、 軸承座的建模13</p><p>　　3.4 絲杠的建模14</p><p>　　3.5 絲座的建模14</p><p>　　3.6 滑板的建模15</p><p>　　3.7 導(dǎo)軌的建模15</p><p>　　3.8 連接螺桿的建模15</p><p>　　3.9 連接架的建模

10、16</p><p>　　3.10 定位桿的建模16</p><p>　　3.11 連接架的建模17</p><p>　　3.12 抓桿的建模17</p><p>　　4 抓取機(jī)構(gòu)的裝配19</p><p><b>　　總結(jié)20</b></p><p><

11、b>　　致謝21</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程中的機(jī)械化和自動化已成為突出的主題。各行各業(yè)取料、搬運等工序離不開抓取機(jī)構(gòu)，以前由人手工操作的單調(diào)、重復(fù)或繁重的體力勞動，現(xiàn)在卻可以用抓取機(jī)構(gòu)

12、代替；而且，有的工作是在有害壞境下展開的，對人體有危害，現(xiàn)在也能用抓取機(jī)構(gòu)替代。這樣，不僅實現(xiàn)了機(jī)械化和自動化，也改善了勞動條件，最重要的是保證了人身安全。</p><p>　　由于放射源具有放射性，對人身體危害較大，因此不能采用人為直接取樣，采用電機(jī)驅(qū)動自動取樣機(jī)能有效減小其對人體危害。這正是論文的主要選題依據(jù)和動機(jī)。</p><p><b>　　1 抓取機(jī)構(gòu)概述</b&

13、gt;</p><p>　　1.1抓取機(jī)構(gòu)的介紹</p><p>　　抓取機(jī)構(gòu)是一種能模仿人手和臂膀的某些動作功能，可以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。抓取機(jī)構(gòu)主要是由爪部和運動機(jī)構(gòu)組成。爪部是可用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運

14、動機(jī)構(gòu)：使手部完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復(fù)合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。抓取機(jī)構(gòu)的種類，按驅(qū)動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機(jī)械式等；按適用范圍可分為專用抓取機(jī)構(gòu)和通用抓取機(jī)構(gòu)兩種；按運動軌跡控制方式可分為點位控制和連續(xù)軌跡控制抓取機(jī)構(gòu)等。抓取機(jī)構(gòu)通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動機(jī)床或自動生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子

15、能部門操持危險物品的主從式操作手也稱為抓取機(jī)構(gòu)。</p><p>　　1.2目的和現(xiàn)實意義</p><p>　　1. 其目的主要在于三個方面：</p><p>　?。?）提高生產(chǎn)效率。因為在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)很大程度上不是連續(xù)的。據(jù)資料介紹，美國生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有75%是小批量生產(chǎn)；金屬加工生產(chǎn)批量中有四分之三在50件以下，零件真正在機(jī)床上加工的時間

16、僅占零件生產(chǎn)時間5%。從這里可以看出，裝卸、搬運等工序機(jī)械化的迫切性，工業(yè)抓取機(jī)構(gòu)就是為實現(xiàn)這些工序的自動化而產(chǎn)生的。</p><p>　?。?）應(yīng)用抓取機(jī)構(gòu)可以代替人從事單調(diào)、重復(fù)或繁重的體力勞動，實現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化。</p><p>　?。?）代替人在有害環(huán)境下的手工操作，改善勞動條件，保證人身安全。</p><p><b>　　2.現(xiàn)實意義&l

17、t;/b></p><p>　　20世紀(jì)40年代后期，美國在原子能實驗中，首先采用抓取機(jī)構(gòu)搬運放射性材料，人在安全間操縱抓取機(jī)構(gòu)進(jìn)行各種操作和實驗。50年代以后，抓取機(jī)構(gòu)逐步推廣到工業(yè)生產(chǎn)部門，用于在高溫、污染嚴(yán)重的地方取放工件和裝卸材料，也作為機(jī)床的輔助裝置在自動機(jī)床、自動生產(chǎn)線和加工中心中應(yīng)用，完成上下料或從刀庫中取放刀具并按固定程序更換刀具等操作。目前在我國抓取機(jī)構(gòu)常用于完成的工作有：注塑工業(yè)中從模具

18、中快速抓取制品并將制品傳誦到下一個生產(chǎn)工序；抓取機(jī)構(gòu)在加工行業(yè)中用于取料、送料；澆鑄行業(yè)中用于提取高溫熔液等等。</p><p>　　2 Pro/E的選擇使用</p><p>　　2.1 Pro/ENGINEER產(chǎn)品介紹</p><p>　　Pro/ENGINEER（簡稱Pro/E）是美國PTC公司于1988年推出的參數(shù)化建模軟件，歷經(jīng)二十多年的發(fā)展和完善，已經(jīng)有了

19、二十多個升級版本，并且功能也延伸到CAM及CAE領(lǐng)域，成為多功能的3D軟件，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、航空航天、產(chǎn)品設(shè)計、模具設(shè)計等行業(yè)。Pro/ENGINEER功能強(qiáng)大，融零件設(shè)計、大型組件裝配、模具設(shè)計、加工、鈑金件設(shè)計、鑄造件設(shè)計、造型設(shè)計、自動量測、機(jī)構(gòu)仿真設(shè)計、有限元分析、數(shù)據(jù)庫管理、電纜布線以及印制電路板設(shè)計等功能于一體。Pro/ENGINEER最適合進(jìn)行造型設(shè)計、加工，大型組件裝配和模具設(shè)計，在這些的應(yīng)用具有極大的優(yōu)勢。<

20、;/p><p>　　2.1.1 Pro/ENGINEER的常用功能</p><p>　　Pro/ENGINEER由眾多模塊組成，以下對Pro/ENGINEER的一些常用模塊和功能進(jìn)行介紹。</p><p>　　1. Pro/ENGINEER的基本模塊</p><p>　?。?）工業(yè)設(shè)計(CAID)模塊</p><p>　　

21、在產(chǎn)品設(shè)計中，設(shè)計活動包括從市場調(diào)研、需求分析、產(chǎn)品定位、生產(chǎn)制造直到產(chǎn)品投放市場，并根據(jù)市場反饋進(jìn)行產(chǎn)品改進(jìn)及維護(hù)產(chǎn)品的生命周期等的全過程。工業(yè)設(shè)計研究的重點在于產(chǎn)品與人密切相關(guān)的部分，設(shè)計的目標(biāo)是使產(chǎn)品更加“美觀”、“舒適”、“宜人”。</p><p>　　工業(yè)設(shè)計的重點在于“人性化”設(shè)計，隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，人們生活水平的普遍提高，特別是信息時代的到來，人們對產(chǎn)品的需求趨向于多品種、小批量、趣味化和個性

22、化。而傳統(tǒng)的設(shè)計模式需要的周期長，已經(jīng)不能滿足瞬息萬變的市場需求，因此基于計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的CAID應(yīng)運而生。</p><p>　　CAID是指以計算機(jī)硬件、軟件、信息存儲、通訊協(xié)議、周邊設(shè)備和互連網(wǎng)等為技術(shù)手段，以信息科學(xué)為理論基礎(chǔ)，包括信息離散化表述、掃描、處理、存儲、傳遞、傳感、物化、支持、集成和聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)集合。</p><p>　　即在計算機(jī)技術(shù)和工業(yè)設(shè)計相結(jié)合形成的系統(tǒng)

23、支持下，進(jìn)行工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域內(nèi)的各種創(chuàng)造性活動。與傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計相比，CAID在設(shè)計方法、設(shè)計過程、設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率等各方面都發(fā)生了質(zhì)的變化，它涉及了CAD技術(shù)、人工智能技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、敏捷制造、優(yōu)化技術(shù)、模糊技術(shù)、人機(jī)工程等許多信息技術(shù)領(lǐng)域，是一門綜合的交叉性學(xué)科。</p><p>　　（2）機(jī)械設(shè)計(CAD)模塊</p><p>　　主要包括交互技術(shù)、圖形變換技術(shù)、曲面造

24、型和實體造型技術(shù)等。</p><p>　　在計算機(jī)輔助設(shè)計中，交互技術(shù)是必不可少的。交互式cad系統(tǒng)， 指用戶在使用計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，人和機(jī)器可以及時地交換信息。采用交互式系統(tǒng)，人們可以邊構(gòu)思、邊打樣、邊修改，隨時可從圖形終端屏幕上看到每一步操作的顯示結(jié)果，非常直觀。</p><p>　　圖形變換的主要功能是把用戶坐標(biāo)系和圖形輸出設(shè)備的坐標(biāo)系聯(lián)系起來；對圖形作平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、透視變換

25、 ；通過矩陣運算來實現(xiàn)圖形變換。</p><p>　?。?）功能仿真(CAE)模塊</p><p>　　是用計算機(jī)輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動力響應(yīng)、熱傳導(dǎo)、三維多體接觸、彈塑性等力學(xué)性能的分析計算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計等問題的一種近似數(shù)值分析方法。應(yīng)用CAE模塊對工程或產(chǎn)品進(jìn)行性能分析和模擬時，一般要經(jīng)歷以下三個過程：</p><p>　　

26、3.1）前處理：對工程或產(chǎn)品進(jìn)行建模，建立合理的有限元分析模型。</p><p>　　3.2）有限元分析：對有限元模型進(jìn)行單元特性分析、有限元單元組裝、有限元系統(tǒng)求解和有限元結(jié)果生成。</p><p>　　3.3）后處理：根據(jù)工程或產(chǎn)品模型與設(shè)計要求，對有限元分析結(jié)果進(jìn)行用戶所要求的加工、檢查，并以圖形方式提供給用戶，輔助用戶判定計算結(jié)果與設(shè)計方案的合理性。</p><

27、p>　　（4）CAE的模塊作用：</p><p>　　4.1）增加設(shè)計功能，借助計算機(jī)分析計算，確保產(chǎn)品設(shè)計的合理性，減少設(shè)計成本。</p><p>　　4.2）縮短設(shè)計和分析的循環(huán)周期。</p><p>　　4.3）CAE分析起到的“虛擬樣機(jī)”作用在很大程度上替代了傳統(tǒng)設(shè)計中資源消耗極大的“物理樣機(jī)驗證設(shè)計”過程，虛擬樣機(jī)作用能預(yù)測產(chǎn)品在整個生命周期內(nèi)的可靠

28、性。</p><p>　　4.4）采用優(yōu)化設(shè)計，找出產(chǎn)品設(shè)計最佳方案，降低材料的消耗或成本。</p><p>　　4.5）在產(chǎn)品制造或工程施工前預(yù)先發(fā)現(xiàn)潛在的問題。</p><p>　　4.6）模擬各種試驗方案，減少試驗時間和經(jīng)費。</p><p>　　4.7）進(jìn)行機(jī)械事故分析，查找事故原因。</p><p>　　（5

29、）制造(CAM)模塊</p><p>　　利用計算機(jī)來進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備管理控制和操作的過程。它輸入信息是零件的工藝路線和工序內(nèi)容，輸出信息是刀具加工時的運動軌跡(刀位文件)和數(shù)控程序。在機(jī)械行業(yè)中用到的CAM制造模塊中的功能是NC Machining(數(shù)控加工)。1952年美國麻省理工學(xué)院首先研制成數(shù)控銑床。數(shù)控的特征是由編碼在穿孔紙帶上的程序指令來控制機(jī)床。此后發(fā)展了一系列的數(shù)控機(jī)床，包括稱為"加工中心&

30、quot;的多功能機(jī)床，能從刀庫中自動換刀和自動轉(zhuǎn)換工作位置，能連續(xù)完成銳、鉆、餃、攻絲等多道工序，這些都是通過程序指令控制運作的，只要改變程序指令就可改變加工過程，數(shù)控的這種加工靈活性稱之為"柔性"。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)管理(PDM)模塊</p><p>　　是一門用來管理所有與產(chǎn)品相關(guān)信息(包括零件信息、配置、文檔、CAD文件、結(jié)構(gòu)、權(quán)限信息等)和所有與

31、產(chǎn)品相關(guān)過程(包括過程定義和管理)的技術(shù)。PRO/E的數(shù)據(jù)管理模塊就像一位保健醫(yī)生，它在計算機(jī)上對產(chǎn)品性能進(jìn)行測試仿真，找出造成產(chǎn)品各種故障的原因，幫助你對癥下藥，排除產(chǎn)品故障，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計。它就像Pro/E家庭的一個大管家，將觸角伸到每一個任務(wù)模塊。并自動跟蹤你創(chuàng)建的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括你存貯在模型文件或庫中零件的數(shù)據(jù)。這個管家通過一定的機(jī)制，保證了所有數(shù)據(jù)的安全及存取方便。它包括：Pro/PDM（數(shù)據(jù)管理）、PRO/REVIEW（模型

32、圖紙評估）。</p><p>　　（7）數(shù)據(jù)交換(Geometry Translator)模塊</p><p>　　在實際中還存在一些別的CAD系統(tǒng)，如UGⅡ、EUCLID、CIMATRTON、MDT等，由于它們門戶有別，所以自己的數(shù)據(jù)都難以被對方所識別。但在實際工作中，往往需要接受別的CAD數(shù)據(jù)。這時幾何數(shù)據(jù)交換模塊就會發(fā)揮作用。Pro/E中幾何數(shù)據(jù)交換模塊有好幾個，如：Pro/CAT（

33、Pro/E和CATIA的數(shù)據(jù)交換）、Pro/CDT（二維工程圖接口）、Pro/DATAFORPDGS（Pro/E和福特汽車設(shè)計軟件的接口）、Pro/DEVELOP（Pro/E軟件開發(fā)）、Pro/DRAW（二維數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)輸入）、PRO/INTERFACE（工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式擴(kuò)充）、PRO/INTERFACEFORSTEP（STEP/ISO10303數(shù)據(jù)和PRO/E交換）、PRO/LEGACY（線架/曲面維護(hù)）、PRO/LIBRARYAC

34、CESS（PRO/E模型數(shù)據(jù)庫進(jìn)入）、PRO/POLT（HPGL/POSTSCRIPTA數(shù)據(jù)輸出）。</p><p>　　2. Pro/ASSEMBLY</p><p>　　Pro/ASSEMBLY是Pro/ADSSEMBLY的一個擴(kuò)展選項模塊，只能在Pro/ENGINEER環(huán)境下運行，它具有如下功能：</p><p>　　（1）在組合件內(nèi)自動零件替換（交替式）。&

35、lt;/p><p>　?。?）規(guī)則排列的組合（支持組合件子集）。</p><p>　　（3）組裝模式下的零件生成（考慮組件內(nèi)已存在的零件來產(chǎn)生一個新的零件）。</p><p>　　（4）Pro/ASSEMBLY里有一個Pro/Program模塊，它提供一個開發(fā)工具。使用戶能自行編寫參數(shù)化零件及組裝的自動化程序，這種程序可使不是技術(shù)性用戶也可產(chǎn)生自定義設(shè)計，只需要輸入一些

36、簡單的參數(shù)即可。</p><p>　?。?）組件特征（草繪零件與組件組成的組件附加特征值。如：給兩個零件之間加一個焊接特征等）。</p><p>　　3. Pro/SURFACE</p><p>　　Pro/SURFACE是一個選項模塊，它擴(kuò)展了Pro/ENGINEER的生成、輸入和編輯復(fù)雜曲面和曲線的功能。Pro/SURFACE提供了一系列必要的工具，使得工程師們

37、在整個工業(yè)范圍內(nèi)很容易地生成用于飛機(jī)和汽車的氣動曲線和曲面，船殼設(shè)計以及通常所碰到的復(fù)雜設(shè)計問題，是Pro/ENGINEER軟件中主要的曲面造型指令。功能包括：</p><p>　?。?）生成曲線及曲線種類</p><p>　　a）在草圖中畫出示意幾何體。</p><p>　　b）通過IGES輸入曲線。</p><p>　　c）通過IGES）

38、輸入定義曲線的點。</p><p>　　d）通過一系列點插值曲線。</p><p>　　e）求二個曲面的交換。</p><p>　　f）樣條曲線、二次曲線、復(fù)合曲線。</p><p>　　它們主要用于：構(gòu)造用于曲面實體模型的旋轉(zhuǎn)幾何體；定義用于生成任意種類特征的幾何體；定義掃描軌跡線；多點取值/定義平滑線；增加或改變一個線框模型。</p

39、><p><b>　　（2）編輯曲線</b></p><p>　　a）在交點處截斷曲線。</p><p>　　b）縮短或加長地剪裁曲線。</p><p>　　c）通過移動定義點或改變斜率條件重新定義曲線。</p><p>　　d）改變曲面交線定義曲線。</p><p>　　e）

40、刪除或恢復(fù)曲線。</p><p>　?。?）生成曲面及曲面種類</p><p>　　a）沖壓或旋轉(zhuǎn)一條曲線。</p><p>　　b）沿著軌跡線掃描一條曲線。</p><p>　　c）沿著—多輪廓軌跡掃描一條曲線。</p><p>　　d）曲線之間的融合。</p><p>　　e）四條邊界曲線之

41、間的融合。</p><p>　　f）通過一個點映射平滑表面。</p><p>　　g）兩族曲線之間的事例（“放樣”）。</p><p>　　h）二交曲線間的融合。</p><p>　　i）二次曲面間的倒角/圓滑。</p><p>　　j）通過IGES輸入曲面。</p><p>　　k）通過計算值

42、曲面輸入。</p><p>　　l）平面、圓柱面、直紋。面、圓錐面、球面/圓環(huán)面、旋轉(zhuǎn)曲面、薄壁柱面、非均勻有理B樣條曲面（NURBS）、倒角曲面（角的倒角）、恒定或可變半徑的倒角/曲面、偏置曲面和由計算值定義的曲面。</p><p><b>　?。?）編輯曲面</b></p><p>　　a）將曲面縫合在一起形成一個曲面網(wǎng)。</p>

43、;<p>　　b）在與其它曲面交線處剪裁曲面。</p><p>　　c）改變輸入點的文件定義一個曲面。</p><p>　　d）重新定義用于定義曲面的軌跡或曲線。</p><p>　　e）用曲面或曲面網(wǎng)替換實體模型的任一表面。</p><p>　　f）將曲面縫合在一起形成一個封閉的容器從而生成一個實體模型。</p>

44、<p>　　g）偏置一個曲面或曲面網(wǎng)。</p><p>　　h）將一個曲面轉(zhuǎn)換成一個薄壁實體。</p><p>　　它們主要用于：構(gòu)造復(fù)雜特征和零件；構(gòu)造表面模型；構(gòu)造實體模型；在一個實體上生成任意種凹下或凸起物；用一新的曲面或網(wǎng)替換實體模型上的任意表面；給一線框模型復(fù)益上表面并變成一個非參數(shù)化的實體模型；實體表面可以生成偏置表面。</p><p>　　

45、4. Pro/MOLDDESIGN</p><p>　　Pro/MOLDESIGN模塊用于設(shè)計模具部件和模板組裝，它包括如下功能：</p><p>　?。?）采用參照設(shè)計模型的方法，自動生成模具型腔幾何體。</p><p>　?。?）對單一、多面類似或者多面不同的型腔，采用Pro/ENGINEER的組裝命令及花樣組來定出型腔。</p><p>

46、;　?。?）對復(fù)雜的多面/注模，提供Slider/CAMMED移動功能。</p><p>　?。?）用不同的縮減補(bǔ)償方式，修改造型幾何體。</p><p>　　（5）在模擬過程，采用干擾核查的方法指定及模擬模具開口及 Molding Ejection Sequence.</p><p>　?。?）備有AC Technology的C—Flow/EZ分析軟件，提供空腔沖

47、填及AIR TRAPPING模擬、Front、ram速度、weld線及流體速度（Flow Velocity）。</p><p>　　（7）直接取得Pertinent模具設(shè)計工程的信息，包括沖填器皿及型腔表面積等信息。</p><p>　?。?）可生成模具的特定功能，包括澆口（Sprue）、澆道（Runner）、澆槽（Gates）、冷凝線（cooling line）及分離線。</p&g

48、t;<p>　?。?）Pro/LIBARARY亦有提供與Pro/MOLDESIGN使用的功能，包括標(biāo)準(zhǔn)化的模具組裝及元件。</p><p>　　5. Pro/SHEETMETAL</p><p>　　Pro/SHEETMETAL擴(kuò)展了Pro/ENGINEERR的設(shè)計功能，用戶可建立參數(shù)化的鈑金造型和組裝，它包括生成金屬板設(shè)計模型以及將它們放平成平面圖形。Pro/SHEETME

49、TAL提供了通過參照彎板庫模型的彎曲和放平能力。彎曲允許量通過彎曲或放平狀態(tài)下的模型附加特征的功能，同時支持生成，庫儲存和替換用戶可自定義的特征。</p><p>　　6. Pro/MANUFACTURING</p><p>　　Pro/MANUFACTURING將產(chǎn)生生產(chǎn)過程。規(guī)劃刀路軌跡并能根據(jù)用戶需要產(chǎn)生的生產(chǎn)規(guī)劃做出時間上及價格成本上的估計。Pro/MANUFACTURING將生產(chǎn)

50、過程生產(chǎn)規(guī)劃與設(shè)計造型連接起來，所以任何在設(shè)計上的改變，軟件也能自動地將已做過的生產(chǎn)上的程序和資料也自動地重新產(chǎn)生過，而無需用戶自行修正。它將具備完整關(guān)聯(lián)性的Pro/ENGINEER產(chǎn)品線延伸至加工制造的工作環(huán)境里。它容許用戶采用參數(shù)化的方法去定義數(shù)值控制（NC）工具路徑，憑此才可將Pro/ENGINEER生成的模型進(jìn)行加工。這些信息接著作后期處理，產(chǎn)生驅(qū)動NC器件所需的編碼。</p><p>　　Pro/MAN

51、UFACTURING為下列機(jī)器操作產(chǎn)生自動化的工具路徑：</p><p>　　（1）銑削加工（Mitting)</p><p>　?。?）車削加工（Turning)</p><p>　?。?）線體電子釋放機(jī)械技術(shù)</p><p>　?。?）鉆床加工（Dritting)</p><p>　　2.1.2 Pro/ENGIN

52、EER的特性</p><p>　　Pro/E 所采用的造型技術(shù)和加工處理技術(shù)與其它同類型軟件相比具有明顯的優(yōu)勢。它的主要特性有以下幾個方面：</p><p><b>　　1. 參數(shù)化設(shè)計</b></p><p>　　相對于產(chǎn)品而言，我們可以把它看成幾何模型，而無論多么復(fù)雜的幾何模型，都可以分解成有限數(shù)量的構(gòu)成特征，而每一種構(gòu)成特征，都可以用有限

53、的參數(shù)完全約束，這就是參數(shù)化的基本概念。</p><p><b>　　2. 全相關(guān)性</b></p><p>　　Pro/ENGINEER的所有模塊都有相關(guān)性，對某一特征進(jìn)行修改，相關(guān)的特征也會由于存在“父子”關(guān)系而隨之修改。并且，此修改會擴(kuò)展到整個設(shè)計中，自動的修改所有相關(guān)圖檔，包括裝配檔、工程圖紙、加工圖檔，以保證設(shè)計結(jié)果的正確性。</p><

54、p><b>　　3. 單一數(shù)據(jù)庫</b></p><p>　　Pro/ENGINEER有一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，設(shè)計流程中的所有資料都統(tǒng)一存儲在此數(shù)據(jù)庫中，從而確保數(shù)據(jù)的一致性和正確性。</p><p>　　4. 以特征為設(shè)計單位</p><p>　　Pro/ENGINEER以特征（如拉伸、孔、倒角等）|為單元逐步完成總體設(shè)計，思路清晰，且易于

55、修改。</p><p>　　總之，Pro/ENGINEER 秉承“易學(xué)易用、功能強(qiáng)大、互連互通”的理念。軟件以使用方便、參數(shù)化造型和系統(tǒng)的全相關(guān)性而著。</p><p>　　2.2 Pro/EENGINEER Wildfire 4.0介紹</p><p>　　Pro/EENGINEER Wildfire 4.0是美國PTC公司推出的。此版本建立在實用的基礎(chǔ)上，以加強(qiáng)

56、功能、提高效率為目標(biāo)對軟件進(jìn)行了大幅改進(jìn)，極大地提高了工作效率，帶來更高可用性和特征的眾多增強(qiáng)功能，主要體現(xiàn)在幾個方面。</p><p>　　1. 全新的用戶界面。</p><p>　　Pro/EENGINEER具有全新的界面。背景色、建模界面、幾何顏色、所有圖標(biāo)全都煥然一新。新的外觀更柔和，圖形更逼真，背景和模型色彩更協(xié)調(diào)。以按鈕替代了一層層的下拉菜單，簡化了設(shè)計環(huán)境，提升了工作效率。&

57、lt;/p><p>　　2. 支持Web服務(wù)</p><p>　　與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，使用Pro/EENGINEER瀏覽器，可輕松訪問基于Web的信息和服務(wù)。</p><p><b>　　3. 設(shè)計協(xié)作</b></p><p>　　使用Pro/COLLABORATE，可與合作伙伴或供應(yīng)商就項目進(jìn)行協(xié)作，便于設(shè)計者之間的交流。&l

58、t;/p><p>　　4. 操作指令的簡化</p><p>　　通過在模型上直接處理特征，加快了建模速度，智能右鍵菜單可以隨時提供所需要的指令?！翱刂泼姘濉鄙嫌兄苯涌刂铺卣鞯母鞣N屬性和選項，這些都極大提高了工作效率。</p><p>　　5. 新的模型操作工具</p><p>　　選取工具、搜索工具以及新的旋轉(zhuǎn)、平移、翻轉(zhuǎn)、縮放方式，可以便捷地控

59、制模型和選取操作對象。</p><p>　　3 抓取機(jī)構(gòu)零件的建模</p><p>　　由于在Pro/ENGINEER中實體模型構(gòu)造方法多種多樣，合理高效的采取哪一種方法需要有一個經(jīng)驗積累過程。通常要根據(jù)圖形的形狀選擇合適的構(gòu)造模型的方式。所以在設(shè)計實體模型之前，必須要考慮好模型的生成方法。其中建模的難點在于輔助平面和輔助點的建立，只有建立好輔助平面和輔助點，才能保證零件模型的精確性。&l

60、t;/p><p>　　抓取機(jī)構(gòu)是由抓手、支架辦、絲杠、絲母、滑板及其其它連接運動部件構(gòu)成。工作原理為：電機(jī)或手動驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)，絲杠帶動絲母上下移動，絲母帶動支架的上下移動，支架再帶動連接法蘭旋轉(zhuǎn)，連接法蘭再帶動抓手旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)抓取運動。</p><p>　　3.1 連接法蘭的建模</p><p>　　連接法蘭的建模：利用草繪工具，繪制出圓柱特征；再利用拉伸工具，拉伸出

61、圓柱實體；利用草繪工具，繪出需要去除材料的輪廓，利用旋轉(zhuǎn)工具去除材料；最后利用拉伸或者打孔工具打上孔，這樣，一個完整的連接法蘭的建模就完成了。模型如圖3.1所示：</p><p><b>　　圖3.1連接法蘭</b></p><p>　　3.2 連接底板的建模</p><p>　　連接底板的建模：利用草繪工具，繪制出L形狀的特征；再用拉伸工具，

62、拉伸出底板實體；用拉伸或者打孔工具打孔；最后按要求倒角。模型如圖3.2所示：</p><p><b>　　圖3.2連接底板</b></p><p>　　3.3 軸承座的建模</p><p>　　軸承座的建模：利用草繪和拉伸工具，拉伸出中間的空心圓柱實體；繼續(xù)用拉伸工具去除材料完成擴(kuò)孔；接著用旋轉(zhuǎn)工具生成最外邊的圓盤；然后用拉伸或者打孔工具完成沉

63、頭孔；最后按要求完成倒角。模型如圖3.3所示：</p><p><b>　　圖3.3軸承座</b></p><p><b>　　3.4 絲杠的建模</b></p><p>　　絲杠的建模：利用拉伸工具，連續(xù)拉出絲杠實體；然后用打孔工具在底部和側(cè)面打孔；按要求倒圓角；最后利用螺旋掃描工具切剪出螺紋。模型如圖3.4所示：<

64、;/p><p><b>　　圖3.4絲杠</b></p><p><b>　　3.5 絲座的建模</b></p><p>　　絲座的建模：先用草繪和拉伸工具，完成凸形實體；接著用打孔工具完成沉頭孔和圓孔的建模；最后按要求倒圓角。模型如圖3.5所示：</p><p><b>　　圖3.5絲座&l

65、t;/b></p><p><b>　　3.6 滑板的建模</b></p><p>　　滑板的建模：利用拉伸工具，完成帶孔梯形實體的建模；繼續(xù)拉伸去除表面材料；最后倒圓角。模型如圖3.6所示：</p><p><b>　　圖3.6滑板</b></p><p><b>　　3.7 導(dǎo)軌

66、的建模</b></p><p>　　導(dǎo)軌的建模：首先利用拉伸工具，完成L形實體的建模；再用拉伸或者孔工具完成打孔；按要求倒角、圓角。模型如圖3.7所示：</p><p><b>　　圖3.7導(dǎo)軌</b></p><p>　　3.8 連接螺桿的建模</p><p>　　連接螺桿的建模：先連續(xù)拉伸，完成階梯軸的實

67、體建模；按要求進(jìn)行倒角、圓角；使用拉伸工具去除材料，完成鍵槽；最后使用螺旋掃描工具切剪螺紋。模型如圖3.8所示：</p><p><b>　　圖3.8連接螺桿</b></p><p>　　3.9 連接架的建模</p><p>　　連接架的建模：用拉伸工具，完成凸形實體建模；繼續(xù)拉伸去除夾板間的材料；接著使用孔工具，按要求打孔；最后進(jìn)行倒角、圓角

68、。模型如圖3.9所示：</p><p><b>　　圖3.9連接架</b></p><p>　　3.10 定位桿的建模</p><p>　　定位桿的建模：利用拉伸工具，先完成階梯軸的實體建模；按要求進(jìn)行倒角、圓角；在用拉伸工具去除材料完成定位孔建模；最后使用螺旋掃描工具切剪螺紋。模型如圖3.10所示：</p><p>&

69、lt;b>　　圖3.10定位桿</b></p><p>　　3.11 連接架的建模</p><p>　　連接架的建模：利用拉伸和打孔工具，完成建模；最后按要求倒角和圓角。模型如圖3.11所示：</p><p><b>　　圖3.11連接架</b></p><p>　　3.12 抓桿的建模</p&g

70、t;<p>　　抓桿的建模：抓桿的建模比較復(fù)雜，首先利用拉伸和打孔工具，完成帶耳部分的實體建模；然后創(chuàng)建基準(zhǔn)平面完成抓桿拐角處的建模；接著利用插入菜單里面的混合伸出項工具，完成抓桿中間部分的建模；再創(chuàng)建基準(zhǔn)軸，以基準(zhǔn)軸為參照建立基準(zhǔn)平面；最后利用插入菜單里面的掃描伸出項工具，完成抓桿最后部分爪部的建模。模型如圖3.12所示：</p><p><b>　　圖3.12抓桿</b>&

71、lt;/p><p>　　以上就是本次設(shè)計中抓取機(jī)構(gòu)的主要零部件建模，其中有難的部分，也有相對簡單的部分；當(dāng)然，對于一個零件，有的可以用不同的方法同樣可以完成建模，在這里，我選用最常用的方法來完成這些零件的建模。</p><p><b>　　4 抓取機(jī)構(gòu)的裝配</b></p><p>　　抓取機(jī)構(gòu)的裝配關(guān)系比較簡單，其中各零件、連接件之間多為面匹配和

72、軸對齊，而各活動關(guān)節(jié)間的裝配類型多為“銷釘”連接。</p><p>　　根據(jù)裝配關(guān)系分析,采用的裝配序列為:連接底板→連接法蘭→軸承座→絲杠→導(dǎo)軌→滑板→絲座→連接螺桿→連接架→定位桿→連接架→抓桿。</p><p>　　具體步驟：運行Pro/E，新建組件,點確定進(jìn)入裝配模式，單擊工具欄按鈕，添加元件進(jìn)入裝配，首先根據(jù)文件目錄找到連接底板，單擊打開，便將連接底板引入了裝配環(huán)境。對于首個進(jìn)入

73、裝配環(huán)境的元件，應(yīng)使其狀態(tài)達(dá)到完全約束，故應(yīng)選取缺省。按照裝配序列，依次添加各元件以及相應(yīng)的連接件，若元件間面面重合，或者面與面平行，則屬于匹配裝配；若元件間共軸線，則屬于軸對齊；軸對齊，選擇各個零件分別的中心軸，然后平移，點選兩個要重合的平面，最后出現(xiàn)完成連接定義，單擊確定即可；而各活動關(guān)節(jié)間的裝配類型多為“銷釘”連接，則應(yīng)選擇銷釘選項。</p><p>　　全部零件裝配完畢后，模型如圖4.1所示：</p

74、><p>　　圖4.1抓取機(jī)構(gòu)裝配圖</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　在將近兩個月的畢業(yè)設(shè)計研究與制作中，這是一次為數(shù)不多的自主獨立設(shè)計并在老師的指導(dǎo)下完成的一件作品，既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)。這次設(shè)計也是對我們大學(xué)三年所學(xué)知識的一次總結(jié)與應(yīng)用，更是升華。它讓我更好的理解了我們機(jī)械專業(yè)在社會生產(chǎn)中的重要作用和它強(qiáng)大的生命力。

75、這次學(xué)習(xí)中，我集中精力學(xué)習(xí)了 Pro/E 相關(guān)內(nèi)容，Pro/E 在工作中的簡單便捷減少了我們設(shè)計的許多困難。它的功能如此之強(qiáng)大讓我深深折服，這是科技的力量 帶給我的巨大的震撼感，同時也讓我更加熱愛機(jī)械這一行業(yè)。</p><p>　　但是，目前仍有一些問題尚未解決，需要在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的研究: 一是Pro/E還有很多功能不太熟練， 有些強(qiáng)大的功能我并沒有完全掌握，我還有很多需要學(xué)習(xí)和改進(jìn)的地方，今后我一定虛心學(xué)習(xí)

76、，爭取更好地掌握這門工具。二是我所涉及的抓取機(jī)構(gòu)還很簡單，并沒有把它與自動化結(jié)合起來，是大缺陷。今后自動化才是王道，因此，我還有很多東西更需要學(xué)習(xí)和研究。</p><p>　　最后敬請各位專家、老師和同學(xué)對論文和今后的研究工作提出寶貴的指導(dǎo)意見和建議。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在本次論文設(shè)計過程中，感謝我的

77、學(xué)校，給了我學(xué)習(xí)的機(jī)會，在學(xué)習(xí)中，老師從選題指導(dǎo)、論文框架到細(xì)節(jié)修改，給予了細(xì)致的指導(dǎo)，提出了很多的寶貴的意見和建議，老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對我產(chǎn)生重要影響。他淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟發(fā)，這篇論文是在老師的精心指導(dǎo)和大力支持下才完成的。</p><p>　　感謝所有授我以業(yè)的老師，沒有這些年知識的沉淀，我沒有這么大的動力

78、和信心完成這篇論文。感恩之余，誠懇地請各位老師對我的論文多加批評指正，是我及時完善論文的不足之處。</p><p>　　謹(jǐn)以此致謝最后，我要向百忙之中抽出時間對本文進(jìn)行審閱的老師表示衷心的感謝。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　徐偉,楊勇. 計算機(jī)輔助設(shè)計與制造——Pro/ENGINEER Wildfire 4