论文部分内容阅读
面向并联机器人高速、高精和智能化的发展趋势,同时针对目前并联机器人开发周期长、成本高的现状,本文以国家自然基金重点项目“少自由度并联机构创新与系统集成设计”为依托,围绕并联机器人正向设计软件的需求,基于先进的CAD/CAE软件,运用多种软件开发技术研究并联机器人集成化快速开发的数字化设计平台。所开发的平台覆盖了并联机器人设计过程中的多个重要环节,包括概念设计、结构设计、部件选型和综合性能预估等,初步实现了设计并行化和智能化,有效提高了并联机器人研发效率。本文的主要研究内容和特色如下:(1)在对并联机器人数字化集成设计流程分析总结的基础上,结合实际功能需求,确定了数字化设计平台的关键技术及其解决思路,拟定了数字化设计平台总体框架,并详细规划了平台的实施流程。(2)基于MATLAB、SolidWorks、SAMCEF等软件的功能和接口,灵活运用多种软件开发技术进行数字化设计平台的关键功能开发。采用COM组件技术完成了MATLAB功能开发;结合SolidWorks API二次开发技术,实现了零部件选型与参数化设计、自动虚拟装配、干涉检查、模型自动简化以及运动学与刚体动力学仿真等模块的功能开发;结合SAMCEF建模机理,提出了分析特征信息定义的方法,并采用面向对象的方法建立了分析特征类图。(3)深入研究了CAD系统与CAE系统集成的关键技术。首先建立了基于SAMCEF记事簿(Notebook)的几何信息映射技术,在该有限元软件中实现了机构几何模型的参数化;然后提出了基于有限元建模语法(BACON-Epilogue)的分析特征映射技术,并详细阐述分析特征的参数化实现流程。基于上述技术,总结出基于数据通信方式的CAD/CAE集成方法,实现了有限元分析所需几何/特征数据由CAD系统向CAE系统的自动传输,进而可实现机器人全域静动态特性分析。(4)以MATLAB、SolidWorks、SAMCEF软件为基础,采用VB.NET语言开发出了并联机器人数字化设计平台。并通过在并联机器人实际设计流程中应用,验证了平台系统的有效性。