SolidWorks-三維設(shè)計(jì)項(xiàng)目四：工業(yè)機(jī)器人本體設(shè)計(jì)與裝配

SolidWorks三維設(shè)計(jì)

講授人：XXX課程綱要項(xiàng)目一：典型機(jī)械零件建模項(xiàng)目二：裝配體建模與裝配項(xiàng)目三：工程圖創(chuàng)建項(xiàng)目四：工業(yè)機(jī)器人本體設(shè)計(jì)與裝配項(xiàng)目四：工業(yè)機(jī)器人本體設(shè)計(jì)與裝配4.7小臂裝配體爆炸視圖4.3工業(yè)機(jī)器人基座建模（一）4.4工業(yè)機(jī)器人基座建模（二）

4.2工業(yè)機(jī)器人手腕法蘭建模4.5工業(yè)機(jī)器人小臂裝配體4.1工業(yè)機(jī)器人概述4.6小臂裝配體工程視圖

4.1工業(yè)機(jī)器人概述根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）工業(yè)機(jī)器人的定義，工業(yè)機(jī)器人是一種多用途的、可重復(fù)編程的自動(dòng)控制操作機(jī)，具有三個(gè)或更多可編程的軸，具有生產(chǎn)效率高且產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定，勞動(dòng)力成本低廉，操作環(huán)境好等優(yōu)點(diǎn)，主要用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。工業(yè)機(jī)器人是典型的機(jī)電一體化裝備，技術(shù)附加值很高，應(yīng)用范圍很廣，作為先進(jìn)制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會(huì)的新興產(chǎn)業(yè)，將對(duì)未來生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展起越來越重要的作用?，F(xiàn)代化機(jī)器人已在汽車工業(yè)、醫(yī)藥食品、電子制造、等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人機(jī)械本體，包含手臂、手腕、機(jī)械手、基座等。通?；卜Q機(jī)架，是機(jī)器人的身軀。手臂分為大臂和小臂，大臂與基座相連接，小臂一端連接大臂，另一端連接手腕。手臂不僅承受被抓取工件的重量，還承受機(jī)械手、手腕和手臂自身的重量，手臂的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈性程度、承載大小、定位精度等,直接影響工業(yè)機(jī)器人的工作性能。手腕是在小臂和機(jī)械手之間，用于支撐和調(diào)整的部件。機(jī)械手也稱末端執(zhí)行器，機(jī)械手握住不同的工具，便可以完成不同的工作。例如，機(jī)械手握住焊槍，可以進(jìn)行焊接；握住噴槍，可以進(jìn)行噴涂。機(jī)械手還可以搬運(yùn)物品、組裝零件等。4.2機(jī)器人手腕法蘭建模一、法蘭3D視圖、工程圖法蘭連接是指由法蘭、墊片及螺栓三者相互連接作為一組組合密封結(jié)構(gòu)的可拆連接。法蘭在手腕部件中連接手腕與減速器。2.工程圖二、法蘭建模思路1.繪制下端圓柱體及第一排小孔2.在圓柱體上拉伸切除階梯圓孔中的小孔，圓周陣列8個(gè)3.在圓柱體上拉伸切除階梯圓孔中的大孔，圓周陣列8個(gè) 4.繪制上端圓柱凸臺(tái)5.在凸臺(tái)上打異形孔，圓周陣列4個(gè)6.在法蘭中心開階梯通孔，旋轉(zhuǎn)切除三、法蘭建模過程在SolidWorks軟件中，新建一個(gè)名為”零件.sldprt”的零件圖。1．下端圓柱體選擇前視基準(zhǔn)面，單擊“草圖繪制”，繪制一直徑97mm圓，再繪制一直徑4.5mm小圓，距離圓心44.5mm，圓周陣列8個(gè)。單擊特征“拉伸凸臺(tái)”，從“草圖基準(zhǔn)面”，方向“給定深度”，距離6.5mm選擇前視基準(zhǔn)面，單擊“草圖繪制”，繪制一直徑3mm小圓，距離圓心33mm，圓周陣列8個(gè)。單擊特征“拉伸切除”，從“草圖基準(zhǔn)面”，方向“給定深度”，距離6.5mm選擇上端面為草圖基準(zhǔn)面，單擊“草圖繪制”，繪制一直徑8mm圓，與直徑3mm圓同心，圓周陣列8個(gè)。單擊特征“拉伸切除”，從“草圖基準(zhǔn)面”，方向“給定深度”，距離4mm。選擇上端面為草圖基準(zhǔn)面，單擊“草圖繪制”，繪制一直徑54mm圓。單擊特征“拉伸凸臺(tái)”，從“草圖基準(zhǔn)面”，方向“給定深度”，距離4mm在上端面打異形孔，類型：直螺紋孔，M4，深度6mm，位置如圖所示。再將該異形孔圓周陣列4個(gè)，選擇右視基準(zhǔn)面，單擊“草圖繪制”，畫一階梯圓孔草圖。單擊特征“旋轉(zhuǎn)切除”，方向“給定深度”，角度360度。單擊特征“倒角”，距離0.5mm。單擊特征“圓角”，距離0.2mm。單擊確定，完成法蘭零件設(shè)計(jì)。將此零件命名為“法蘭.sldprt”，保存在指定文件夾中。4.3工業(yè)機(jī)器人基座建模（一）基座位于機(jī)器人底部，通過在基座固定板處安裝地腳螺釘實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本體定位，并通過J1軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)器人本體進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)?；鵍1零件建模過程步驟1單擊工具欄中的“新建”，單擊“零件”按鈕，單擊“確定”按鈕，進(jìn)入零件建模，步驟2選擇前視基準(zhǔn)面為草圖平面，單擊草圖，畫一草圖，步驟3單擊特征，方向“給定深度，360o”，步驟4選擇右視基準(zhǔn)面為草圖平面，單擊“草圖繪制”，畫一矩形草圖，步驟5單擊特征，從“草圖基準(zhǔn)面”，方向“給定深度，180mm”步驟6選擇上表面為草圖平面，單擊“草圖繪制”，畫直徑分別為316mm、310mm兩圓，步驟7單擊特征“拉伸切除”，從“草圖基準(zhǔn)面”，方向“給定深度，3mm”步驟8單擊特征，“類型”中，孔類型“舊制孔”，“位置”中，在圓環(huán)形上表面單擊鼠標(biāo)，單擊確定，單擊草圖4（修改位置），單擊“編輯草圖”，該圓孔距離圓心161.5mm，單擊草圖5（修改形狀），單擊“編輯草圖”，該圓孔直徑1.57mm，深度6mm，錐角120o，步驟9單擊特征，參數(shù)“總角度360o，實(shí)例數(shù)36，等間距”，步驟10選擇上視基準(zhǔn)面草圖平面，單擊“草圖繪制”，繪制一半徑250mm圓弧，圓周陣列4個(gè)，單擊確定。步驟11單擊特征，從“草圖基準(zhǔn)面”，方向“給定深度，深度6mm”，步驟12選擇底平面為草圖基準(zhǔn)面，單擊“草圖繪制”，單擊，選擇圖中各線條（高亮顯示），步驟13單擊特征“拉伸切除”，從“草圖基準(zhǔn)面”，方向“給定深度，深度10mm，反側(cè)切除”，步驟14選擇底平面為草圖基準(zhǔn)面，單擊“草圖繪制”，畫一直徑310mm圓，步驟15單擊特征“拉伸切除”，從“草圖基準(zhǔn)面”，方向“給定深度，深度2mm”，步驟16單擊特征“圓角”，圓角項(xiàng)目“高亮顯示曲線”，圓角參數(shù)“半徑2mm”，步驟17單擊特征“圓角”，圓角項(xiàng)目“高亮顯示曲線”，圓角參數(shù)“半徑20mm”步驟18選擇底平面為草圖基準(zhǔn)面，單擊“草圖繪制”，畫一直徑17.5mm圓，單擊，圓周陣列4個(gè)，再畫一直徑8mm圓，圓周陣列2個(gè)，步驟19單擊特征“拉伸切除”，從“草圖基準(zhǔn)面”，方向“給定深度，深度12mm”圖3-23步驟20選擇底平面為草圖基準(zhǔn)面，單擊“草圖繪制”，畫一直徑26mm圓，與前面直徑17.5mm圓同心，圓周陣列4個(gè)，步驟21單擊特征“拉伸切除”，從“等距6mm”，方向“給定深度，深度10mm”4.4工業(yè)機(jī)器人基座建模（二）步驟22選擇上視基準(zhǔn)面為草圖平面，單擊“草圖繪制”，繪制半徑20mm與半徑41mm兩圓弧，該兩圓弧相切且圓心共線（在一直線上），再單擊草圖中“鏡向”，完成另一半草圖，步驟23單擊特征“拉伸凸臺(tái)”，從“草圖基準(zhǔn)面”，方向“給定深度，深度92mm”，步驟24選擇前視基準(zhǔn)面為草圖平面，單擊“草圖繪制”，步驟25單擊特征“旋轉(zhuǎn)切除”，方向“給定深度，360o”，步驟26單擊特征“圓角”，圓角項(xiàng)目“高亮顯示曲線”，圓角參數(shù)“半徑2mm”，步驟27選擇前視基準(zhǔn)面為草圖平面，單擊“草圖繪制”，先畫一12mm*90mm矩形，再畫一12mm*60mm矩形，另一同尺寸矩形用鏡像完成，步驟28單擊特征“拉伸凸臺(tái)”，從“草圖基準(zhǔn)面”，方向“給定深度，深度4mm”，步驟29單擊特征“異形孔向?qū)А?，“類型”中，選擇“孔，標(biāo)準(zhǔn)：ANSIMetric，類型：螺釘間隙”；“位置”中，在矩形特征上表面單擊鼠標(biāo)，確定幾個(gè)孔的位置，單擊草圖18（修改位置），單擊“編輯草圖”，四個(gè)圓孔位置尺寸，步驟30單擊“草圖中“鏡像”，要鏡向的實(shí)體“四個(gè)點(diǎn)”，鏡向點(diǎn)：水平中心線，單擊確定，步驟31單擊編輯外觀，單擊確定，完成零件J1設(shè)計(jì)與建模。步驟32單擊“保存”，將該零件保存在指定文件夾。4.5工業(yè)機(jī)器人小臂裝配體一、小臂裝配體3D視圖小臂裝配體的組成零件有5個(gè)，分別是小臂、小臂內(nèi)部蓋板、100W電機(jī)、同步輪及小臂蓋板。連接螺釘是標(biāo)準(zhǔn)件，此處不列。小臂的裝配設(shè)計(jì)確定小臂為基準(zhǔn)零件，把另外的4個(gè)零件順次插入，設(shè)定配合關(guān)系。二、小臂裝配體設(shè)計(jì)過程1、打開SolidWorks軟件，新建一裝配體文件，命名為小臂裝配體.sldasm。2、插入零件小臂。單擊插入零部件，瀏覽到小臂所在文件夾，單擊文件打開。以同樣的方法插入零件內(nèi)部板。設(shè)定小臂與內(nèi)部板的配合關(guān)系。（1）設(shè)定小臂連接圓柱面和內(nèi)部板的面配合關(guān)系為重合。（2）設(shè)定內(nèi)部板的半圓槽口和小臂連接圓柱外表面配合關(guān)系為同軸心。（3）設(shè)定內(nèi)部板的另一半圓槽口和小臂另一連接圓柱外表面配合關(guān)系為同軸心。3、以同樣的方法插入零件100W電機(jī)。為方便觀察，在“設(shè)計(jì)樹”中，選擇（固定）小臂，右擊，單擊“隱藏零部件”，將零件小臂設(shè)為隱藏。設(shè)定100W電機(jī)與內(nèi)部板的配合關(guān)系。（1)設(shè)定內(nèi)部板大孔內(nèi)表面與100W電機(jī)外圓柱面配合關(guān)系為同軸心。（圖中高亮顯示的面）。（2)設(shè)定內(nèi)部板一小孔內(nèi)表面與100W電機(jī)一連接小孔配合關(guān)系為同軸心（3)設(shè)定內(nèi)部板的端面與100W電機(jī)的端面配合關(guān)系為重合。（圖中高亮顯示的面）。4、以同樣的方法插入同步輪。設(shè)定同步輪與100W電機(jī)的配合關(guān)系。（1）設(shè)定同步輪內(nèi)圓面與100W電機(jī)輸出軸外圓面配合關(guān)系為同軸心。（2）設(shè)定同步輪鍵槽孔側(cè)面與100W電機(jī)輸出軸鍵槽側(cè)面配合關(guān)系為重合。（3）設(shè)定同步輪小凸臺(tái)端面與100W電機(jī)輸出軸端面配合關(guān)系為重合。在“設(shè)計(jì)樹”中，選擇（固定）小臂，右擊，單擊“顯示零部件”顯示小臂。5、以同樣的方法插入小臂外蓋。設(shè)定小臂外蓋與小臂的配合關(guān)系。（1）設(shè)定小臂外蓋端面與小臂外側(cè)面配合關(guān)系為重合。（2）設(shè)定小臂外蓋一小圓孔與小臂上一小圓孔配合關(guān)系為同軸心。（3）設(shè)定小臂外蓋另一小圓孔與小臂上另一小圓孔配合關(guān)系為同軸心。（圖中高亮顯示的面）。單擊確定。在“裝配體”中，單擊下小三角，選擇“鏡像零部件”，其中，鏡像基準(zhǔn)面“前視基準(zhǔn)面”；要鏡像的零部“小臂外蓋-1”，單擊確定，小臂裝配體完成,單擊保存（Ctrl+S）。4.6小臂裝配體工程視圖1．單擊“新建SolidWorks文件”，選擇工程圖，單擊確定，新建一工程圖文件。2．單擊“視圖調(diào)色板”單擊“瀏覽以打開文件”，找到小臂裝配體.SLDASM部件圖，選擇上視圖，將視圖拖入工程圖紙。將鼠標(biāo)指針向右拖動(dòng)，生成第二個(gè)視圖。將鼠標(biāo)指針移動(dòng)至第一個(gè)視圖，然后向下拖動(dòng)，在合適的位置生成第三個(gè)視圖。鼠標(biāo)指針移動(dòng)至第一個(gè)視圖，然后將軸測(cè)圖拖拽至視圖右下角，選擇合適的位置放置軸測(cè)圖。完成標(biāo)準(zhǔn)三視圖放置。選擇“注解”，單擊“模型項(xiàng)目”，來源：整個(gè)模型，單擊確定?？蜻x所有視圖，選擇“工具”，“對(duì)齊”，“自動(dòng)排列”，單擊確定。手動(dòng)調(diào)整少量尺寸位置，單擊保存，將此工程圖命名為“小臂裝配體-1.slddrw”，保存在指定文件夾中。4.7小臂裝配體爆炸視圖1．在SolidWorks工具欄中，選擇“文件”，單擊“打開”，瀏覽到“小臂裝配體.SLDASM”部件，單擊確定。2．選擇“裝配體”，單擊“爆炸視圖”，在“爆炸視圖”中，爆炸步驟類型：常規(guī)爆炸；設(shè)定：小臂蓋板-2@小臂裝配體；爆炸方向：Z向；距離：0mm。拖動(dòng)箭頭往Z正向移動(dòng)，單擊確定。在“爆炸視圖”中，設(shè)定第二個(gè)對(duì)象：小臂蓋板-1@小臂裝配體；爆炸方向：Z向；距離：0mm。拖動(dòng)箭頭往Z負(fù)向移動(dòng)，單擊確定。在“爆炸視圖”中，設(shè)定第三個(gè)對(duì)象：100W電機(jī)-2@小臂裝配體；爆炸方向：Z向；距離：0mm。拖動(dòng)箭頭往Z正向移動(dòng)，單擊確定。在“爆炸視圖”中，設(shè)定第四個(gè)對(duì)象：同步輪-3@小臂裝配體；爆炸方向：Z向；距離：0mm。拖動(dòng)箭頭往Z負(fù)向移動(dòng)，單擊確定。在“爆炸視圖”中，設(shè)定第五個(gè)對(duì)象：小臂內(nèi)部蓋板1@小臂裝配體；爆炸方向：Z向；距離：0mm。拖動(dòng)箭頭往Z負(fù)向移動(dòng)，單擊確定。右擊，選擇“解除爆炸”，3．單擊保存，小臂裝配體.sldasm保存在指定文件夾中。4．新建一工程圖文件，命名為小臂裝配體-2.slddrw，單擊確定。5