項目2  工業(yè)機器人本體設計

      項目2  工業(yè)機器人本體設計   根據(jù)國際標準化組織(ISO)對工業(yè)機器人的定義，工業(yè)機器人是一種多用途的、可重復編程的自動控制操作機，擁有三個或更多可編程的軸，擁有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定、勞動力成本低廉及操作環(huán)境好等優(yōu)點，主要用于工業(yè)自動化領(lǐng)域。  工業(yè)機器人的普及是實現(xiàn)自動化生產(chǎn)、提高社會生產(chǎn)效率、推動企業(yè)和社會生產(chǎn)力發(fā)展的有效手段。隨著用工成本的增加，“人口紅利”逐漸消失，在這個前提下，機器人產(chǎn)業(yè)作為高端智能制造的代表，在新一輪工業(yè)革命中將成為制造模式變革的核心和推進制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的“發(fā)動機”。在我國，機器人的應用是今后發(fā)展的一個大趨勢。  工業(yè)機器人是典型的機電一體化裝備，技術(shù)附加值很高，應用范圍很廣，作為先進制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會的新興產(chǎn)業(yè)，將對未來生產(chǎn)和社會發(fā)展起到越來越重要的作用。國外專家預測，機器人產(chǎn)業(yè)是繼汽車、計算機之后出現(xiàn)的新的大型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。現(xiàn)代化機器人已在汽車工業(yè)、醫(yī)藥食品、電子制造等領(lǐng)域廣泛應用。  工業(yè)機器人機械本體包含手臂、手腕、機械手、基座等，通�；�座也稱機架，是機器人的身軀。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，還承受機械手、手腕和手臂自身的重量，手臂的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活程度、承載大小、定位精度等,直接影響工業(yè)機器人的工作性能。手腕是在小臂和機械手之間，用于支撐和調(diào)整的部件。機械手也稱末端執(zhí)行器，機械手握住不同的工具，便可以完成不同的工作。例如：機械手握住焊槍，可以進行焊接；握住噴槍，可以進行噴涂。機械手還可以搬運物品、組裝零件等。  本項目針對工業(yè)機器人機械本體的主要零件進行三維設計與建模，其他零件僅用于機器人各部件的裝配體中。     任務1工業(yè)機器人底座設計   【學習要點】  �J 熟悉工業(yè)機器人底座結(jié)構(gòu)  �J 熟練繪制較復雜草圖  �J 掌握基準面的創(chuàng)建、使用  �J 掌握較復雜特征創(chuàng)建

        一、 工業(yè)機器人底座3D視圖  工業(yè)機器人底座3D視圖如圖2��1所示。   圖2��1    工業(yè)機器人底座是整個機器人的支撐部件，設計時要考慮穩(wěn)定性和剛度。工業(yè)機器人底座是固定的，直接連接在地面基礎上。在設計之初要考慮其裝配體中其他零件的擺放位置。

        二、 工業(yè)機器人底座建模思路  推薦的建模順序如下：  (1) 繪制底部圓盤草圖，采用拉伸凸臺；  (2) 繪制上端圓柱草圖，采用拉伸凸臺；  (3) 圓柱頂部小孔采用拉伸切除；  (4) 繪制底部槽孔，采用拉伸切除；  (5) 繪制底部四個腰形支撐，采用拉伸凸臺；  (6) 在腰形支撐上打異型孔和兩個小孔，圓周陣列四個。

        三、 工業(yè)機器人底座建模過程  (1) 新建文件。  單擊工具欄中的“新建”命令,選擇零件模板，創(chuàng)建一個新零件，如圖2��2所示。   圖2��2    (2) 保存文件。  單擊菜單欄中的“保存”命令，在彈出的對話框中將零件命名為底座.sldprt，并保存，如圖2��3所示。注意：模型的命名按照企業(yè)相關(guān)標準制定，在此不進行詳細描述。   圖2��3      (3) 繪制底部圓盤。  選擇上視基準面，單擊“草圖繪制”，繪制一個直徑為450 mm的圓，如圖2��4所示。    單擊右上角的，保存并退出草圖。  在特征樹中選擇草圖1，單擊特征“拉伸凸臺”，從“草圖基準面”，方向“給定深度”，距離45��00 mm，如圖2��5所示。   圖2��4    圖2��5       (4) 繪制上端圓柱及頂部小孔。  選擇特征“凸臺�怖�伸1”的上表面，單擊“草圖繪制”，繪制一個直徑為126 mm的圓，如圖2��6所示。  單擊特征“拉伸凸臺”，從“草圖基準面”，方向“給定深度”，距離155��00 mm，如圖2��7所示。    圖2��6     圖2��7   選擇圓柱形上表面，單擊“草圖繪制”，繪制一個直徑為118 mm的圓，如圖2��8所示。   單擊特征“拉伸切除”，從“草圖基準面”，方向“給定深度”，距離3��00 mm，如圖2��9所示。   圖2��8     圖2��9    選擇“切除�怖�伸1”后的表面，單擊“草圖繪制”，繪制一個直徑為113 mm的圓，如圖2��10所示。  單擊特征“拉伸切除”，從“草圖基準面”，方向“給定深度”，距離1��50 mm，如圖2��11所示。   圖2��10    圖2��11    選擇“切除�怖�伸2”后的表面，單擊“草圖繪制”，繪制直徑為113 mm、107 mm的同心圓，如圖2��12所示。   單擊特征“拉伸切除”，從“草圖基準面”，方向“給定深度”，距離1.50 mm，如圖2��13所示。   圖2��12    圖2��13    (5) 繪制圓盤底部槽孔。  選擇上視基準面，單擊“草圖繪制”，繪制底部槽(四周)草圖，尺寸如圖2��14所示。   單擊特征“拉伸切除”，從“草圖基準面”，方向“給定深度”，距離35��00 mm，如圖2��15所示。   圖2��14    圖2��15    選擇上視基準面，單擊“草圖繪制”，繪制底部槽(中間)草圖，尺寸如圖2��16所示。   圖2��16    單擊特征“拉伸切除”，從“草圖基準面”，方向“給定深度”，距離170��00 mm，如圖2��17所示。   圖2��17    選擇底部槽(中間)切除后的表面，單擊“草圖繪制”，如圖2��18所示。    圖2��18    單擊圓周陣列，數(shù)量3個，如圖2��19所示。   圖2��19   單擊特征“拉伸切除”，從“草圖基準面”，方向“給定深度”，距離2.50 mm，“所選輪廓”為所有直徑為14 mm的圓，如圖2��20所示。   圖2��20     單擊特征“拉伸切除”，從“草圖基準面”，方向“完全貫穿”，“所選輪廓”為所有直徑為9 mm的圓，如圖2��21所示。   圖2��21    (6) 繪制底部四個支撐。  選擇上視基準面，單擊“草圖繪制”，繪制草圖如圖2��22所示。   圖2��22    單擊特征“拉伸凸臺”，等距5��00 mm，方向“給定深度”，距離25��00 mm，如圖2��23所示。   圖2��23    (7) 在支撐上打異型孔。  單擊特征“異型孔向?qū)А�，孔類型“柱形沉頭孔”，終止條件“完全貫穿”，如圖2��24所示。   單擊“位置”選項卡，直接在圖形上任意選擇一個位置，單擊“確定”按鈕，然后在草圖上修改異型孔位置，如圖2��25所示。   圖2��24    圖2��25     單擊特征“圓周陣列”，數(shù)量4個，如圖2��26所示。   圖2��26    單擊“確定”按鈕完成。  單擊上視基準面，單擊“草圖繪制”，分別繪制直徑為8 mm、12 mm的兩個圓，如圖2��27所示。   圖2��27   單擊特征“拉伸切除”，從“草圖基準面”，方向“完全貫穿”，如圖2��28所示。   圖2��28    單擊特征“圓周陣列”，數(shù)量4個，如圖2��29所示。   圖2��29    單擊“確定”按鈕，完成底座設計。將此零件命名為“底座.sldprt”，保存在指定文件夾中。  小結(jié)：  底座是一個復雜零件，建模過程多次使用了拉伸凸臺、拉伸切除、圓周陣列、異型孔向?qū)У忍卣鳎�每個特征根據(jù)設計的不同要求，選擇不同的參數(shù)與配置，以實現(xiàn)快速高效的零件建模。