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基于SolidWorks的五自由度打磨机器人虚拟装配设计

发表时间: 2015/1/20 作者: 束建芳 来源: 互联网
文章介绍一个基于SolidWorks软件设计开发的五自由度打磨机器人参数化建模及装配设计平台。利用SolidWorks软件基于特征、参数化、实体建模的设计方法,完成五自由度打磨机器人三维零件模型;利用SolidWorks非常强大的装配功能,完成五自由度打磨机器人各子装配和整体装配,并对关键零部件进行干涉检查;利用SolidWorks的工程图模块生成2D工程图。
 

1 引言

    以设计为中心的虚拟装配是指在产品三维数字化定义应用于产品研制过程中,结合产品研制的具体情况,突出以设计为核心的应用思想。通过虚拟产品设计可以节省大量的人力、物力和财力,降低开发成本,缩短开发周期,提高设计质量,保证产品开发一次成功,增强企业快速适应市场变化的能力。

2 SolidWorks简介

    SolidWorks是世界上第一款基于Windows系统开发的三维CAD软件,该软件以参数化特征建模为基础,具有功能强大、易学、易用等特点;另外,SolidWorks还具有丰富的插件,利用这些插件可以完成各种复杂的操作。

3 五自由度打磨机器人主要零件的三维建模

    对各个零部件进行结构分析,研究它们的建模特征,将复杂的零件结构分解成所能建立的基本特征要素,理清特征建模之间的相瓦关系,选用合理的顺序进行建模。不同的特征有不同的造型方法,同一个特征也有多种造型方法。应该确定合适的特征造型方法,同时分析特征的主要约束。在SolidWorks中,利用SolidWorks的强大建模功能,根据实际设计尺寸,运用各种建模特征完成零部件的形状,为了达到与实际零部件相同的效果,可以利用软件的相关功能对模型进行外观和材料等的配置。

    五自由度打磨机器人的主要零件分为两大类:齿轮类和轴类。

    3.1 齿轮类零件的建模

    通常有两种方法牛成齿轮的三维建模设计,一种是先利用拉伸特征牛成齿轮圆柱形齿坯,然后再利用扫描切除、拉伸切除或者放样切除方法切除齿槽的部分;第二种方法是先在草图中绘制出齿轮的二维齿廓线,然后通过拉伸特征,得到齿轮的实体模型。对于直齿圆柱齿轮来说,由于其端面的形状便是齿廓的轮廓形状,所以在本文中所绘制的直齿轮均采用了这种方法。但是对于斜齿轮来说,就不太适合利用这两种方法了,在绘制齿轮轮廓的同时,还需绘制出螺旋线,然后再利用扫描切除特征切除圆柱齿坯,因此需采用第一种方法。齿轮3D模型如图1所示。

齿轮3D模型

图1 齿轮3D模型

    3.2 轴的建模

    轴的主要特征包括:圆柱体、倒角、键槽孔等。不同的零件建模的方法是不同的,同一个零件的建模方法也不是单一的。轴的主体部分的建模可以利用旋转体特征,也可以利用凸台特征,创建轴的基础特征,再利用辅助特征,即可完成轴的建模。轴3D模型如图2所示。

轴3D模型

图2 轴3D模型

 




责任编辑:程玥