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1、SOLIDWORKS三三维设计维设计课程纲要u项目一：典型机械零件建模u项目二：装配体建模与装配u项目三：工程图创建u项目四：工业机器人本体设计与装配项目四：工业机器人本体设计与装配4. 7小臂装配体爆炸视图 4.3工业机器人基座建模（一）4.4工业机器人基座建模（二）4.2工业机器人手腕法兰建模4. 5工业机器人小臂装配体4. 1工业机器人概述4. 6小臂装配体工程视图 4.1工业机器人概述根据国际标准化组织（ISO）工业机器人的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机，具有三个或更多可编程的轴，具有生产效率高且产品品质稳定，劳动力成本低廉，操作环境好等优点，主要用于工业自
2、动化领域。工业机器人是典型的机电一体化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。现代化机器人已在汽车工业、医药食品、电子制造、等领域广泛应用。 工业机器人机械本体，包含手臂、手腕、机械手、基座等。通常基座也称机架，是机器人的身躯。手臂分为大臂和小臂，大臂与基座相连接，小臂一端连接大臂，另一端连接手腕。手臂不仅承受被抓取工件的重量，还承受机械手、手腕和手臂自身的重量，手臂的结构、工作范围、灵性程度、承载大小、定位精度等,直接影响工业机器人的工作性能。手腕是在小臂和机械手之间，用于支撑和调整的部件。机械手也称末端执
3、行器，机械手握住不同的工具，便可以完成不同的工作。例如，机械手握住焊枪，可以进行焊接；握住喷枪，可以进行喷涂。机械手还可以搬运物品、组装零件等。4.2机器人手腕法兰建模 一、法兰3D视图、工程图法兰连接是指由法兰、垫片及螺栓三者相互连接作为一组组合密封结构的可拆连接。法兰在手腕部件中连接手腕与减速器。 2.工程图二、法兰建模思路1.绘制下端圆柱体及第一排小孔2.在圆柱体上拉伸切除阶梯圆孔中的小孔，圆周阵列8个3.在圆柱体上拉伸切除阶梯圆孔中的大孔，圆周阵列8个4.绘制上端圆柱凸台5. 在凸台上打异形孔，圆周阵列4个6.在法兰中心开阶梯通孔，旋转切除三、法兰建模过程在SolidWorks软件中，
4、新建一个名为”零件.sldprt”的零件图。1下端圆柱体选择前视基准面，单击“草图绘制”，绘制一直径97 mm圆，再绘制一直径4.5mm小圆，距离圆心44.5mm，圆周阵列8个。单击特征“拉伸凸台”，从“草图基准面”，方向“给定深度”，距离6.5mm选择前视基准面，单击“草图绘制”，绘制一直径3mm小圆，距离圆心33mm，圆周阵列8个。单击特征“拉伸切除”，从“草图基准面”，方向“给定深度”，距离6.5mm选择上端面为草图基准面，单击“草图绘制”，绘制一直径8mm圆，与直径3mm圆同心，圆周阵列8个。单击特征“拉伸切除”，从“草图基准面”，方向“给定深度”，距离4mm。选择上端面为草图基准面，
5、单击“草图绘制”，绘制一直径54mm圆。单击特征“拉伸凸台”，从“草图基准面”，方向“给定深度”，距离4mm在上端面打异形孔，类型：直螺纹孔，M4，深度6mm，位置如图所示。再将该异形孔圆周阵列4个，选择右视基准面，单击“草图绘制”，画一阶梯圆孔草图。单击特征“旋转切除”，方向“给定深度”，角度360度。单击特征“倒角”，距离 0.5mm。单击特征“圆角”，距离 0.2mm。单击确定，完成法兰零件设计。将此零件命名为“法兰.sldprt”，保存在指定文件夹中。4.3工业机器人基座建模（一）基座位于机器人底部，通过在基座固定板处安装地脚螺钉实现机器人本体定位，并通过J1轴的旋转运动带动机器人本体
6、进行转动。基座J1零件建模过程步骤1 单击工具栏中的“新建” ，单击“零件”按钮 ，单击“确定”按钮，进入零件建模，步骤2 选择前视基准面为草图平面，单击草图 ，画一草图，步骤3 单击特征 ，方向“给定深度，360”，步骤4 选择右视基准面为草图平面，单击“草图绘制”，画一矩形草图，步骤5 单击特征 ，从“草图基准面”，方向“给定深度，180mm”步骤6 选择上表面为草图平面，单击“草图绘制”，画直径分别为316mm、310mm两圆，步骤7 单击特征“拉伸切除”，从“草图基准面”，方向“给定深度，3mm”步骤8 单击特征 ，“类型”中，孔类型“旧制孔 ”，“位置”中，在圆环形上表面单击鼠标，单
7、击确定，单击草图4（修改位置），单击“编辑草图 ”，该圆孔距离圆心161.5mm，单击草图5（修改形状），单击“编辑草图”，该圆孔直径1.57mm，深度6mm，锥角120，步骤9 单击特征 ，参数“总角度360，实例数36，等间距”，步骤10 选择上视基准面草图平面，单击“草图绘制”，绘制一半径250mm圆弧，圆周阵列4个，单击确定。步骤11 单击特征 ，从“草图基准面”，方向“给定深度，深度6mm”，步骤12 选择底平面为草图基准面，单击“草图绘制”，单击 ，选择图中各线条（高亮显示），步骤13 单击特征“拉伸切除”，从“草图基准面”，方向“给定深度，深度10mm，反侧切除”，步骤14 选择
8、底平面为草图基准面，单击“草图绘制”，画一直径310mm圆，步骤15 单击特征“拉伸切除”，从“草图基准面”，方向“给定深度，深度2mm”，步骤16 单击特征“圆角”，圆角项目“高亮显示曲线”，圆角参数“半径2mm”，步骤17 单击特征“圆角”，圆角项目“高亮显示曲线”，圆角参数“半径20mm”步骤18 选择底平面为草图基准面，单击“草图绘制”，画一直径17.5mm圆，单击 ，圆周阵列4个，再画一直径8mm圆，圆周阵列2个，步骤19 单击特征“拉伸切除”，从“草图基准面”，方向“给定深度，深度12mm”图3-23步骤20 选择底平面为草图基准面，单击“草图绘制”，画一直径26mm圆，与前面直径
9、17.5mm圆同心，圆周阵列4个，步骤21 单击特征“拉伸切除”，从“等距6mm”，方向“给定深度，深度10mm”4.4工业机器人基座建模（二）步骤22 选择上视基准面为草图平面，单击“草图绘制”，绘制半径20mm与半径41mm两圆弧，该两圆弧相切且圆心共线（在一直线上），再单击草图中“镜向 ”，完成另一半草图，步骤23 单击特征“拉伸凸台”，从“草图基准面”，方向“给定深度，深度92mm”，步骤24 选择前视基准面为草图平面，单击“草图绘制”，步骤25 单击特征“旋转切除”，方向“给定深度，360”，步骤26 单击特征“圆角”，圆角项目“高亮显示曲线”，圆角参数“半径2mm”，步骤27 选择
10、前视基准面为草图平面，单击“草图绘制”，先画一12mm*90mm矩形，再画一12mm*60mm矩形，另一同尺寸矩形用镜像完成，步骤28 单击特征“拉伸凸台”，从“草图基准面”，方向“给定深度，深度4mm”，步骤29 单击特征“异形孔向导”，“类型”中，选择“孔 ，标准：ANSI Metric，类型：螺钉间隙”；“位置”中，在矩形特征上表面单击鼠标，确定几个孔的位置，单击草图18（修改位置），单击“编辑草图”，四个圆孔位置尺寸，步骤30 单击“草图中“镜像”，要镜向的实体“四个点”，镜向点：水平中心线，单击确定，步骤31 单击编辑外观， 单击确定，完成零件J1设计与建模。步骤32 单击“保存”，
11、将该零件保存在指定文件夹。4.5工业机器人小臂装配体一、小臂装配体3D视图小臂装配体的组成零件有5个，分别是小臂、小臂内部盖板、100W电机、同步轮及小臂盖板。连接螺钉是标准件，此处不列。小臂的装配设计确定小臂为基准零件，把另外的4个零件顺次插入，设定配合关系。二、小臂装配体设计过程1、打开SolidWorks软件，新建一装配体文件，命名为小臂装配体.sldasm。2、插入零件小臂。单击插入零部件，浏览到小臂所在文件夹，单击文件打开。以同样的方法插入零件内部板。设定小臂与内部板的配合关系。（1）设定小臂连接圆柱面和内部板的面配合关系为重合。（2）设定内部板的半圆槽口和小臂连接圆柱外表面配合关系
12、为同轴心。（3）设定内部板的另一半圆槽口和小臂另一连接圆柱外表面配合关系为同轴心。3、以同样的方法插入零件100W电机。为方便观察， 在“设计树”中，选择（固定）小臂，右击，单击“隐藏零部件 ”，将零件小臂设为隐藏。设定100W电机与内部板的配合关系。（1)设定内部板大孔内表面与100W电机外圆柱面配合关系为同轴心。（图中高亮显示的面）。（2)设定内部板一小孔内表面与100W电机一连接小孔配合关系为同轴心（3)设定内部板的端面与100W电机的端面配合关系为重合。（图中高亮显示的面）。4、以同样的方法插入同步轮。设定同步轮与100W电机的配合关系。（1）设定同步轮内圆面与100W电机输出轴外圆面
13、配合关系为同轴心。（2）设定同步轮键槽孔侧面与100W电机输出轴键槽侧面配合关系为重合。（3）设定同步轮小凸台端面与100W电机输出轴端面配合关系为重合。在“设计树”中，选择（固定）小臂，右击，单击“显示零部件 ” 显示小臂。5、以同样的方法插入小臂外盖。设定小臂外盖与小臂的配合关系。（1）设定小臂外盖端面与小臂外侧面配合关系为重合。（2）设定小臂外盖一小圆孔与小臂上一小圆孔配合关系为同轴心。（3）设定小臂外盖另一小圆孔与小臂上另一小圆孔配合关系为同轴心。（图中高亮显示的面）。单击确定。在“装配体”中，单击 下小三角，选择 “镜像零部件”，其中，镜像基准面“前视基准面”；要镜像的零部“小臂外盖
14、-1”，单击确定，小臂装配体完成, 单击保存（Ctrl+S）。4. 6小臂装配体工程视图 1单击“新建SolidWorks文件”，选择工程图，单击确定，新建一工程图文件。2单击“视图调色板 ” 单击“浏览以打开文件 ”，找到小臂装配体.SLDASM部件图，选择上视图，将视图拖入工程图纸。将鼠标指针向右拖动，生成第二个视图。将鼠标指针移动至第一个视图，然后向下拖动，在合适的位置生成第三个视图。鼠标指针移动至第一个视图，然后将轴测图拖拽至视图右下角，选择合适的位置放置轴测图。完成标准三视图放置。选择“注解”，单击“模型项目”，来源：整个模型，单击确定。框选所有视图，选择“工具”，“对齐”，“自动排
15、列”，单击确定。手动调整少量尺寸位置，单击保存，将此工程图命名为“小臂装配体-1.slddrw”，保存在指定文件夹中。4. 7小臂装配体爆炸视图 1在SolidWorks工具栏中，选择“文件”，单击“打开”，浏览到“小臂装配体.SLDASM”部件，单击确定。2选择“装配体”，单击“爆炸视图”，在“爆炸视图”中，爆炸步骤类型：常规爆炸；设定：小臂盖板-2小臂装配体；爆炸方向：Z向；距离：0mm。拖动箭头往Z正向移动，单击确定。在“爆炸视图”中，设定第二个对象：小臂盖板-1小臂装配体；爆炸方向：Z向；距离：0mm。拖动箭头往Z负向移动，单击确定。在“爆炸视图”中，设定第三个对象：100W电机-2小
16、臂装配体；爆炸方向：Z向；距离：0mm。拖动箭头往Z正向移动，单击确定。在“爆炸视图”中，设定第四个对象：同步轮-3小臂装配体；爆炸方向：Z向；距离：0mm。拖动箭头往Z负向移动，单击确定。在“爆炸视图”中，设定第五个对象：小臂内部盖板1 小臂装配体；爆炸方向：Z向；距离：0mm。拖动箭头往Z负向移动，单击确定。右击，选择“解除爆炸”，3单击保存，小臂装配体. sldasm保存在指定文件夹中。4新建一工程图文件，命名为小臂装配体-2.slddrw，单击确定。5单击“视图调色板 ” 单击“浏览以打开文件 ”，找到之前保存的小臂装配体. sldasm文件，在右下角视图预览框中，选择”爆炸等轴测图”，将视图拖入工程图纸。在“工程图视图”中，显示状态：默认显示状态1；显示样式：带边线上色；单击确定。6选择“注解”，单击“表格 ”，“材料明细表”。在“材料明细表”中，类型：仅限零件；单击确定，生成零件明细表。7选择“注解”，单击“自动零件序号”项目号，起始于：1，增量：1；单击确定，爆炸视图工程图设计完成。单击保存，小臂装配体-2.slddrw，保存在指定文件夹中。ENDEND！
