Проектирование и моделирование п

Document Sample
Проектирование и моделирование п Powered By Docstoc
					      ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ
Проектирование и моделирование
промышленных роботов в системе CATIA
Павел Голдовский

Система CAD/CAM CATIA, являю         лирования промышленных роботов       ний (Knowledge). На этом этапе мож    щью Knowledge (знания) создан на
щаяся одним из стандартов в авиа     и связанных с ними процессов. Си     но остановиться, поскольку с помо     бор параметров, которые отвечают
и автостроении, широко известна в    стема автоматизированного проек      щью созданной модели можно лег        за положение робота в простран
судостроении и проектировании        тирования высокого уровня CATIA      ко задавать статическое положение     стве. Все это выполнено в виде шаб
железнодорожного подвижного          позволяет решить целый ряд задач.    робота в пространстве, что позволит   лона, который интегрируется в раз
состава. Однако система CATIA ши     С помощью ее стандартных модулей     решить такие задачи, как проектиро    личные модели BMW Group, вслед
роко применяется не только в упо     можно спроектировать робот, со       вание роботизированной ячейки, эр     ствие чего робот в виртуальном про
мянутых отраслях для проектирова     здать кинематическую модель, за      гономический анализ и др. К приме     странстве может легко адаптиро
ния конкретных изделий, но и при     дать ограничения и т.д. и т.п. По    ру, компания BMW Group применя        ваться к различным обстоятель
создании оснастки, станков и про     средством продукта SimDesigner,      ет CATIA для позиционирования         ствам посредством изменения пара
мышленных роботов.                   который встраивается в интерфейс     стандартных модульных роботов         метров. В результате, благодаря ис
   На данный момент многие пере      CATIA и используется как одно це     (рис. 3). Эта модель — одна из пер    пользованию CATIA V5, компания
довые фирмы — производители          лое с системой, можно произвести     вых стандартных параметризован        BMW Group значительно сокращает
промышленных роботов, такие как      динамический и прочностной ана       ных моделей данной компании, по       время, затрачиваемое на позицио
FANUC и Motoman (рис. 1), исполь     лиз. Также имеется возможность       строенная с использованием адап       нирование робота в новой среде.
зуют систему автоматизированного     создать определенные правила и       тивных техник.                           Если одной лишь статической
проектирования CATIA для создания    параметры, которые обеспечат             Таким образом, создана модель,    модели недостаточно и требуется
роботов в виртуальной среде. Поми    управление положением робота в       состоящая из отдельных деталей —      создание кинематической модели,
мо проектирования CATIA также ис     виртуальной среде.                   звеньев робота. Затем наложены        то в модуле Kinematics (кинемати
пользуется потребителями промыш          Создание виртуальной модели      ограничения и связи. Далее с помо     ка) создаются кинематические
ленных роботов (например, BMW)       промышленного робота в среде
для решения различных задач, таких   CATIA происходит следующим об
как выбор положения. В современ      разом. С помощью инструментов
ном мире любой выпускаемый про       модулей твердотельного модели
мышленный робот обладает цифро       рования (Mechanical Design) CATIA
вой моделью, которая может ис        создаются отдельные звенья робо
пользоваться для виртуального про    та. Данный процесс может прохо
ектирования и моделирования ро       дить как в контексте сборки, так и
ботизированной ячейки, эргономи      обособленно. При этом проектиру
ческого анализа, а также для реше    ется основная геометрия, задают
ния других задач, характерных для    ся межосевые расстояния, а затем
современных систем цифрового         с помощью инструментов модуля
производства. Соответственно акту    сборки (Assembly Design) налага
альность приобретает создание ро     ются ограничения и связи (рис. 2).
бота в виртуальной среде как меха        В результате создается модель
низма, обладающего геометрией и,     робота, которой можно задавать
как минимум, кинематическими па      значения обобщенных координат
раметрами. Существуют специали       для позиционирования в простран
зированные приложения для моде       стве, используя возможности Зна
                                                                                          Рис. 2. Модель робота в среде CATIA




      Рис. 1. Фотореалистика промышленного робота FANUC
                        в системе CATIA                                        Рис. 3. Позиционирование стандартных модульных роботов



82            Февраль/2005
      ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ
пары. Широкий спектр стандарт         (три координаты в пространстве и
ных кинематических пар в этом         три координаты положения.). После
модуле позволяет задать любое         создания требуемого движения ро
требуемое движение. При созда         бота в пространстве выводятся гра
нии кинематической пары есть          фики изменения всех обобщенных
возможность указать, будет ли эта     координат за период движения
кинематическая пара определять        (рис. 5). При желании можно со
степень подвижности робота или        здать файл формата Excel, в кото
же это будет просто конструктив       рый в виде таблицы будут записаны
ная кинематическая пара. Далее        значения обобщенных координат в
указывается диапазон численных        течение всего движения с заданным
значений для каждой кинемати          шагом по времени. Эти данные мож
ческой пары, в котором будет рас      но использовать при написании про
полагаться реальное значение ко       граммы для реального робота. Бла
ординаты, то есть задается реаль      годаря возможности внутреннего
ное ограничение на каждую кине        программирования, существующей
матическую пару. Это ограничение      в среде CATIA, доступно написание
может быть как линейным, так и        постпроцессоров в виде встроен                   Рис. 5. Решение обратной задачи кинематики
угловым в зависимости от типа         ных модулей. Анализ коллизий и
конкретной пары. Затем создается      зазоров позволяет непосредствен
механизм, который в среде CATIA       но во время движения робота опре
представляет собой структуру, со      делять возможные столкновения
держащую такие параметры, как         между частями робота и окружаю
входящие в его состав кинемати        щей средой, а также оценивать за
ческие пары, команды движения         зоры. С помощью функции постро
(то есть степени подвижности),        ения ометаемого объема можно по
неподвижная деталь (стойка), за       лучить рабочее пространство робо
коны, скорости и ускорения.           та в CGR формате.
   Следующий шаг — создание за            Использование        продукта
кона движения механизма. Приме        SimDesigner компании MSC, интег
нительно к роботам прямая задача      рированного в интерфейс CATIA,
кинематики решается простым из        предоставляет возможность про
менением обобщенных координат в       изводить прочностные расчеты,
контекстном меню (рис. 4).            задавать динамические парамет
    Что касается обратной задачи,     ры, осуществлять более полный
то можно реализовать непрерывное      анализ системы.                               Рис. 6. Система цифрового производства DELMIA
движение по траектории в простран         По принципам построения вир
стве, причем с соблюдением норма      туальное программирование и мо      цифрового производства DELMIA         вание в виртуальной среде, воз
лей к поверхностям. Обучение про      делирование промышленных робо       (рис. 6), которая включает создание   можности всестороннего анализа, а
изводится путем геометрического       тов в среде CATIA аналогичны спе    и моделирование ячеек промыш          также библиотеки роботов извест
построения траекторий, границ и       циализированным приложениям.        ленных роботов, их программиро        ных фирм производителей.
точек и привязывания к ним робота.    Французская фирма Dassault
Также есть возможность получить       Systemes, помимо системы авто
движение от точке к точке, в каждой   матизированного проектирования
из которых задано шесть координат     CATIA, разрабатывает систему




             Рис. 4. Решение прямой задачи кинематики



                                                                                                                Февраль/2005               83

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Tags: catia
Stats:
views:29
posted:3/29/2011
language:Russian
pages:2