一、前言
自60年代以來,隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,國際上計算機輔助技術(shù)如CAD、CAE、CAPP、CAM、CAT、VR、VM等的應(yīng)用程度日益提高、范圍日益擴大。從60年代到70年代末,計算機圖形學(xué)產(chǎn)生了CAD技術(shù)。
從70年代末到80年代,特征造型及參數(shù)化造型技術(shù)發(fā)展起來,CAD從2維發(fā)展到3維,各類CAE技術(shù)迅速發(fā)展,CAM、CAPP等也取得了很大進展,進一步可實現(xiàn)各種CAX軟件之間的產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換的標準,如PDES、STEP逐步產(chǎn)生出來。
90年代初,人們從波音777飛機的開發(fā)中總結(jié)提出了虛擬產(chǎn)品開發(fā)(VPD)和虛擬制造(VM)的概念,即在計算機上實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)以及制造的本質(zhì)過程,采用計算機仿真與虛擬現(xiàn)實技術(shù),預(yù)估產(chǎn)品功能、性能及可加工性等,使得產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)、制造技術(shù)從傳統(tǒng)的方法發(fā)展到一個嶄新的階段。
高速度、高精度、輕重量、高效能、低噪音、自動化、智能化已成為現(xiàn)代機械的重要標志和發(fā)展方向。
根據(jù)紡織工業(yè)“九五”計劃和2010年遠景目標,我國織機無梭化率將以每年1%的速度遞增。因此,我國紡織機械面臨著急需進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整,逐步實現(xiàn)從有梭到無梭的轉(zhuǎn)變。從1997年開始,我們以清華大學(xué)國家CIMS中心為技術(shù)依托,開展基于數(shù)字樣機的虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)的研究與應(yīng)用,開發(fā)出了高檔的無梭織機———劍桿織機。
劍桿織機的結(jié)構(gòu)由五個基本的部分組成:開口機構(gòu)、引緯機構(gòu)、打緯機構(gòu)、卷取機構(gòu)和送經(jīng)機構(gòu),五大運動系統(tǒng)中,引緯和打緯兩個系統(tǒng)中有許多高速運行部件,其中引緯機構(gòu)的作用是將緯紗引入梭口,使之能與經(jīng)紗交織組成織物,打緯機構(gòu)的作用是將引入梭口的緯紗推向織口。
高速劍桿織機引緯和打緯機構(gòu)是決定織物質(zhì)量的關(guān)鍵,對運動學(xué)和動力學(xué)特性有很高的要求,因此對送緯劍頭、接緯劍頭、鋼筘運動規(guī)律的分析,以及對它們之間配合關(guān)系的分析、優(yōu)化,對于探索劍桿織機的機理、提高設(shè)計水平有著至關(guān)重要的意義。本文以劍桿織機的引緯機構(gòu)和打緯機構(gòu)運動學(xué)和動力學(xué)分析,介紹VPD技術(shù)的應(yīng)用。
二、運動學(xué)分析
1.逆向設(shè)計
VPD是基于數(shù)字樣機的技術(shù)。參照現(xiàn)有的劍桿織機物理樣機,采用逆向設(shè)計方法,首先,將形狀簡單、精度要求不高的零件用傳統(tǒng)方法測繪,并轉(zhuǎn)換為三維CAD模型;然而,形狀復(fù)雜、精度要求高的零件,僅采用三坐標測量機進行測繪是不夠的,必須將測繪獲得的數(shù)據(jù)進行處理、分析,才能用于三維CAD設(shè)計模型的建立。
2.運動學(xué)建模
劍桿織機的引緯機構(gòu)和打緯機構(gòu)進行運動學(xué)動力學(xué)分析是采用ADAMS軟件進行。利用CAD軟件(本文采用PROPE)和ADAMS的接口(PROPE與ADAMS的接口軟件是MECHANISMPPRO),直接從產(chǎn)
品的CAD設(shè)計模型,添加一定的相關(guān)信息,轉(zhuǎn)換成ADAMS運動學(xué)、動力學(xué)分析模型。由于產(chǎn)品的設(shè)計模型是在PROPE中生成,相關(guān)信息的添加也是在PROPE的環(huán)境中進行的,所以能夠充分利用產(chǎn)品的各種特征信息,使得建模變得非常容易,并且能夠保證各工程分析環(huán)節(jié)所建模型數(shù)據(jù)的一致性。但MECHANISMPPRO畢竟是ADAMS的簡化版本,要構(gòu)造復(fù)雜的模型,需要在建模工具ADAMSPVIEW下
進行詳細建模。
為了便于分析,提高分析效率,需要在PROPE實體模型中把不相關(guān)的機構(gòu)和零部件盡量刪去。例如,考慮到滾子的作用主要是減小摩擦,在進行運動學(xué)和動力學(xué)分析時,我們將滾子和滾輪座作為一體,在它與凸輪之間定義凸輪副。個別特別復(fù)雜的零件結(jié)構(gòu)做適當?shù)暮喕⒑喕Ｐ驮赑ROPE中建好后,在ADAMSPPRO環(huán)境中定義剛體,一般將沒有相對運動的零件定義為一個剛體,例如:打緯部件整個定義為一個剛體,凸輪箱以及軸承蓋等定義為一個剛體。然后通過接口將PROPE模型的外形、定義的約束和質(zhì)量特性,直接傳入ADAMSPVIEW中進行詳細建模,如定義約束、驅(qū)動(600rPs)、測量器等。由于物理零件都是有彈性的,考慮到受力問題,往往用若干個同樣的運動副實現(xiàn)某種運動約束,而在ADAMS中的零件均以剛體對待,完全照搬勢必造成過約束。因此我們將這若干個運動副簡化為一個運動副進行分析。
3.運動學(xué)分析
通過定義適當?shù)膯訒r刻和終止時刻以及步長,或定義周期和運算次數(shù)來仿真運算。經(jīng)分析運算可知機構(gòu)如何運轉(zhuǎn)以及每一點、每一時刻的位置、速度和加速度。進行運動學(xué)分析后,得到引緯和打緯的位移、速度曲線(如圖2)。
[1][2]下一頁>>
相關(guān)信息 
推薦企業(yè) 推薦企業(yè)
推薦企業(yè)
編.gif)
您所在的位置：
