【文章內(nèi)容簡介】 工作面、600萬噸以上放頂煤工作面和薄 煤層高效開采工作面。國外電液控制系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到成熟階段。我國液壓支架電液控制系統(tǒng)的發(fā)展還處于 研究開發(fā)階段，還沒有相關(guān)的電控系統(tǒng)產(chǎn)品。國產(chǎn)電液控制系統(tǒng)存在的主要問題是電液控制系統(tǒng)關(guān)鍵元部件對(duì)煤礦井下綜采工作面生產(chǎn)環(huán)境的適應(yīng)能力較差，電液控制系統(tǒng)元部件之間的參數(shù)匹配和性能匹配還不太合理，電液控制系統(tǒng)整體可靠性指標(biāo)還比較低等問題。在目前條件下，電液控制系統(tǒng)主要采用國外產(chǎn)品配套或核心部件采用國外成熟產(chǎn)品。與此同時(shí)，應(yīng)大力發(fā)展高可靠性手動(dòng)大流量快速移架系統(tǒng)、大流量安全閥和各種大流量液壓元件，提高支架控制系統(tǒng)的可靠性。第二章、Pro/E軟件概述第一節(jié) 功能介紹Pro/E軟件包的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境在支持并行工作，它通過一系列完全相關(guān)的模塊表述產(chǎn)品的外形、裝配及其他功能。PRO/E能夠讓多個(gè)部門同時(shí)致力于單一的產(chǎn)品模型。包括對(duì)大型項(xiàng)目的裝配體管理、功能仿真、制造、數(shù)據(jù)管理等。其中Pro/E V2000I更增加了行為建模技術(shù)使其成為把夢想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的杰出工具。第二節(jié) 模塊介紹工業(yè)設(shè)計(jì) (CAID) 模塊 工業(yè)設(shè)計(jì)模塊主要用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行幾何設(shè)計(jì)，以前，在零件未制造出時(shí)，是無法觀看零件形狀的，只能通過二維平面圖進(jìn)行想象。現(xiàn)在，用 3DS 可以生成實(shí)體模型，但用 3DS 生成的模型在工程實(shí)際中是“中看不中用”。用 PRO/E 生成的實(shí)體建模，不僅中看，而且相當(dāng)管用。事實(shí)上， PRO/E 后階段的各個(gè)工作數(shù)據(jù)的產(chǎn)生都要依賴于實(shí)體建模所生成的數(shù)據(jù)。 包括： PRO/3DPAINT(3D 建模 ) 、 PRO/ANIMATE( 動(dòng)畫模擬 ) 、 PRO/DESIGNER( 概念設(shè)計(jì) ) 、 PRO/NETWORKANIMATOR( 網(wǎng)絡(luò)動(dòng)畫合成 ) 、 PRO/PERSPECTASKETCH （圖片轉(zhuǎn)三維模型）、 PRO/PHOTORENDER( 圖片渲染 ) 幾個(gè)子模塊。 機(jī)械設(shè)計(jì) (CAD) 模塊 機(jī)械設(shè)計(jì)模塊是一個(gè)高效的三維機(jī)械設(shè)計(jì)工具，它可繪制任意復(fù)雜形狀的零件。在實(shí)際中存在大量形狀不規(guī)則的物體表面，如圖 1 中的摩托車輪轱，這些稱為自由曲面。隨著人們生活水平的提高，對(duì)曲面產(chǎn)品的需求將會(huì)大大增加。用 PRO/E 生成曲面僅需 2 步～ 3 步操作。 PRO/E 生成曲面的方法有：拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、掃掠、網(wǎng)格、點(diǎn)陣等。由于生成曲面的方法較多，因此 PRO/E 可以迅速建立任何復(fù)雜曲面。它既能作為高性能系統(tǒng)獨(dú)立使用，又能與其它實(shí)體建模模塊結(jié)合起來使用，它支持 GB 、 ANSI 、 ISO 和 JIS 等標(biāo)準(zhǔn)。包括： PRO/ASSEMBLY （實(shí)體裝配）、 PRO/CABLING （電路設(shè)計(jì)）、 PRO/PIPING （彎管鋪設(shè)）、 PRO/REPORT （應(yīng)用數(shù)據(jù)圖形顯示）、 PRO/SCANTOOLS （物理模型數(shù)字化）、 PRO/SURFACE （曲面設(shè)計(jì)）、 PRO/WELDING （焊接設(shè)計(jì)）。 功能仿真 (CAE) 模塊 功能仿真 (CAE) 模塊主要進(jìn)行有限元分析。我們中國有句古話：“畫虎畫皮難畫骨，知人知面不知心”。主要是講事物內(nèi)在特征很難把握。機(jī)械零件的內(nèi)部變化情況是難以知曉的。有限元仿真使我們有了一雙慧眼，能“看到”零件內(nèi)部的受力狀態(tài)。利用該功能，在滿足零件受力要求的基礎(chǔ)上，便可充分優(yōu)化零件的設(shè)計(jì)。著名的可口可樂公司，利用有限元仿真，分析其飲料瓶，結(jié)果使瓶體質(zhì)量減輕了近 20 ％，而其功能絲毫不受影響，僅此一項(xiàng)就取得了極大的經(jīng)濟(jì)效益。 包括： PRO/FEM~POST （有限元分析）、 PRO/MECHANICA CUSTOMLOADS （自定義載荷輸入）、 PRO/MECHANICA EQUATIONS （第三方仿真程序連接）、 PRO/MECHANICA MOTION （指定環(huán)境下的裝配體運(yùn)動(dòng)分析）、 PRO/MECHANICA THE RMA（熱分析）、 PRO/MECHANICA TIRE MODEL （車輪動(dòng)力仿真）、 PRO/MECHANICA VIBRATION （震動(dòng)分析）、 PRO/MESH （有限元網(wǎng)格劃分）。 制造 (CAM) 模塊 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 ) 。說到數(shù)控功能，就不能不提八十年代著名的“東芝事件”。當(dāng)時(shí)，蘇聯(lián)從日本東芝公司引進(jìn)了一套五座標(biāo)數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控軟件 CAMMAX ，加工出高精度、低噪聲的潛艇推進(jìn)器，從而使西方的反潛系統(tǒng)完全失效，損失慘重。東芝公司因違反“巴統(tǒng)”協(xié)議，擅自出口高技術(shù)，受到了嚴(yán)厲的制裁。在這一事件中出盡風(fēng)頭的 CAMMAX 軟件就是一種數(shù)控模塊。 PRO/ES 的數(shù)控模塊包括： PRO/CASTING （鑄造模具設(shè)計(jì)）、 PRO/MFG （電加工）、 PRO/MOLDESIGN （塑料模具設(shè)計(jì)）、 PRO/NCCHECK （ NC 仿真）、PRO/NCPOST （CNC 程序生成）、 PRO/SHEETMETAL （鈑金設(shè)計(jì)）。 數(shù)據(jù)管理 (PDM) 模塊 PRO/E 的數(shù)據(jù)管理模塊就像一位保健醫(yī)生，它在計(jì)算機(jī)上對(duì)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(duì)癥下藥，排除產(chǎn)品故障，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。它就像 PRO/E 家庭的一個(gè)大管家，將觸角伸到每一個(gè)任務(wù)模塊。并自動(dòng)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(gè)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 （模型圖紙?jiān)u估）。 數(shù)據(jù)交換 (Geometry Translator) 模塊 在實(shí)際中還存在一些別的 CAD 系統(tǒng)，如 UG Ⅱ、 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(duì)方所識(shí)別。但在實(shí)際工作中，往往需要接受別的 CAD 數(shù)據(jù)。這時(shí)幾何數(shù)據(jù)交換模塊就會(huì)發(fā)揮作用。 PRO/E 中幾何數(shù)據(jù)交換模塊有好幾個(gè)，如： PRO/CAT （ PRO/E 和 CATIA 的數(shù)據(jù)交換）、 PRO/CDT （二維工程圖接口）、 PRO/DATA FOR PDGS （ PRO/E 和福特汽車設(shè)計(jì)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/INTERFACE FOR STEP （ STEP/ISO10303 數(shù)據(jù)和 PRO/E 交換）、 PRO/LEGACY （線架 / 曲面維護(hù)）、 PRO/LIBRARYACCESS （ PRO/E 模型數(shù)據(jù)庫進(jìn)入）、 PRO/POLT （ HPGL/POSTSCRIPTA 數(shù)據(jù)輸出）。Pro/Engineer 是一套由設(shè)計(jì)至生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個(gè)參數(shù)化、基于特征的實(shí)體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能。 第三章、虛擬樣機(jī)技術(shù)第一節(jié) 虛擬樣機(jī)的發(fā)展史及應(yīng)用領(lǐng)域美國波音飛機(jī)公司的波音777 飛機(jī)是世界上首架以無圖紙方式研發(fā)及制造的飛機(jī)，其設(shè)計(jì)、裝配、性能評(píng)價(jià)及分析均采用了虛擬樣機(jī)技術(shù)，這不但使研發(fā)周期大大縮短（其中制造周期縮短50%），研發(fā)成本大大降低（如減少設(shè)計(jì)更改費(fèi)用94%），而且確保了最終產(chǎn)品一次接裝成功。通用動(dòng)力公司1997 年建成了第一個(gè)全數(shù)字化機(jī)車虛擬樣機(jī)，并行地進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、制造及夾具、模具工裝設(shè)計(jì)和可維修性設(shè)計(jì)。日產(chǎn)汽車公司，利用虛擬樣機(jī)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)、包裝設(shè)計(jì)、覆蓋件設(shè)計(jì)、整車仿真設(shè)計(jì)等。Caterpillar 公司采用了虛擬樣機(jī)技術(shù)，從根本上改進(jìn)了設(shè)計(jì)和試驗(yàn)步驟，實(shí)現(xiàn)了快速虛擬試驗(yàn)多種設(shè)計(jì)方案，從而使其產(chǎn)品成本降低，性能卻更加優(yōu)越。John Deere 公司利用虛擬樣機(jī)技術(shù)找到了工程機(jī)械在高速行駛時(shí)的蛇行現(xiàn)象及在重載下的自激振動(dòng)問題的原因，提出了改進(jìn)方案，且在虛擬樣機(jī)上得到了驗(yàn)證。美國海軍的NAVAIR/APL 項(xiàng)目，利用虛擬樣機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域多學(xué)科的設(shè)計(jì)并行和協(xié)同，形成了協(xié)同虛擬樣機(jī)技術(shù)（collaborative virtual prototyping），他們研究發(fā)現(xiàn)，協(xié)同虛擬樣機(jī)技術(shù)不僅使得產(chǎn)品的上市時(shí)間縮短，還使得產(chǎn)品的成本減小了至少20%。我國虛擬樣機(jī)技術(shù)最早應(yīng)用于軍事、航空領(lǐng)域，如飛行器動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)、武器制造、導(dǎo)彈動(dòng)力學(xué)分析等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬樣機(jī)技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到了機(jī)械工程、汽車制造、航空航天、軍事國防等各個(gè)領(lǐng)域，在很多具體機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造中發(fā)揮了作用。如復(fù)雜高精度數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)優(yōu)化、機(jī)構(gòu)的幾何造型、運(yùn)動(dòng)仿真、碰撞檢測、運(yùn)動(dòng)特性分析、機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、熱特性和熱變性分析、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)等等。在虛擬造型設(shè)計(jì)、虛擬加工、虛擬裝配、虛擬測試、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)培訓(xùn)、虛擬試驗(yàn)、虛擬工藝等方面都取得了相應(yīng)的成果。例如將虛擬樣機(jī)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)車車輛這樣復(fù)雜產(chǎn)品的研發(fā)中，將傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)與虛擬樣機(jī)技術(shù)相結(jié)合，使動(dòng)力學(xué)計(jì)算、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析、空氣動(dòng)力學(xué)計(jì)算、疲勞可靠性分析等問題得到更好