PAGEPAGE18任務2.2工業(yè)機器人手臂的設計及裝配電子教案教學內(nèi)容任務2.2工業(yè)機器人手臂的設計及裝配課時8時間XXXX年X月X日星期X第X-X節(jié)教學目標與要求1.了解自頂向下的裝配方法;2.理解WAVE幾何鏈接器的功能和作用；3.熟練掌握裝配環(huán)境下各組件的設計。教學重點裝配環(huán)境下各組件的實體建模、各組件間的關聯(lián)約束教學難點部分組件的建模、各組件間的關聯(lián)約束教學方法講解、演示、操作教學用具電腦、教材任務2.2工業(yè)機器人手臂的設計及裝配一、復習回顧上次課學過的知識和內(nèi)容。回顧舊知：滑動式軸承座的設計及裝配。知識要點：自底向上、裝配爆炸圖、裝配動畫等操作二、分析本次課的學習任務——工業(yè)機器人手臂的設計及裝配請根據(jù)圖2-2-1所示，創(chuàng)建工業(yè)機器人手臂的各個零件并進行自頂向下裝配設計。圖2-2-1工業(yè)機器人手臂工業(yè)機器人手臂由底座、垂直臂、后臂、中間臂、前臂、探針和圓柱銷等零件組裝而成。開展自頂向下裝配設計，基本流程如下：先創(chuàng)建一個裝配文件，再通過（新建組件命令），逐個創(chuàng)建各組件，最后完成裝配設計，如圖2-2-2所示。要注意的是新建組件后，需雙擊激活該組件作為工作部件，再運用前面所學的知識完成實體建模。同時，為保證各組件間相互關聯(lián)，便于實時更新，用（WAVE幾何鏈接器）開展鏈接，保證某一組件修改后，裝配體同步更新。圖2-2-2自頂向下裝配2.2.3任務實施根據(jù)項目分析和知識要點，采用自頂向下的方法裝配“工業(yè)機器人手臂”，主要設計過程如下：先創(chuàng)建一個裝配文件，再通過（新建組件命令），逐個創(chuàng)建各組件，最后完成裝配設計。.新建裝配文件選擇菜單中【文件】→【新建】命令，或選擇圖標，系統(tǒng)出現(xiàn)【新建】文件對話框。在【模型】→【模板】欄中選擇【裝配】，在【單位】下拉框中選擇【毫米】，在【名稱】欄中輸入“工業(yè)機器人手臂”，如圖2-2-3所示，單擊【確定】按鈕，進入裝配環(huán)境。接著，在裝配環(huán)境下，通過新建各組件，設計并裝配“工業(yè)機器人手臂”。圖2-2-3新建“工業(yè)機器人手臂”裝配文件㈡、新建“底座”實體先創(chuàng)建“底座”實體。主菜單上，單擊【裝配】選項，進入裝配模塊。在【組件】欄中，單擊（新建組件），在彈出的“新組件文件”對話框中，輸入組件名“底座”，其余參數(shù)可不更改。單擊確定按鈕，接下來彈出的“新建組件”對話框中，直接單擊【確定】，創(chuàng)建一個空文件。接下來，創(chuàng)建“底座”實體，如圖2-2-4所示。在裝配導航器中，雙擊“底座”，將其設為工作部件并高亮顯示。（★注意：一定要雙擊“底座”實體，將其激活為工作部件，才能往下建模。否則所有特征操作是在總裝配體下進行，而非“底座”實體。）“底座”實體創(chuàng)建過程如下：a）“底座”視圖b）“底座”實體圖2-2-4“底座”實體（1）單擊【主頁】菜單下的（草圖）圖標，進入草圖環(huán)境，選擇XY平面，繪制如下草圖。繪制100×100矩形，倒圓角，半徑R20㎜，完成二維草圖繪制，如圖2-2-5a）所示。單擊（完成草圖）圖標，退出草圖。a）“底座”對話框b）拉伸后形成的實體圖2-2-5“底座”草圖⑵單擊（拉伸）圖標，選擇矩形輪廓，沿Z軸拉伸距離50mm，如圖2-2-5b）所示。⑶在長方體頂面中心位置創(chuàng)建圓柱體，直徑φ30㎜,拉伸高度30㎜，合并運算，如圖2-2-6所示。a）拉伸前b）拉伸后圖2-2-6拉伸圓柱、創(chuàng)建“垂直臂”實體在裝配導航器中，雙擊“工業(yè)機器人手臂”圖標，將其設為工作部件。主菜單中，單擊【裝配】，進入裝配模塊。在【組件】欄中，單擊，在彈出的“新組件”文件對話框中，輸入組件名“垂直臂”，其余參數(shù)可不更改。單擊確定按鈕，接下來彈出的“新建組件”對話框中，引用集改為“僅整個部件”，單擊確定，創(chuàng)建一個空文件。a）“垂直臂”視圖b）“垂直臂”實體圖2-2-7“垂直臂”三維實體接下來，創(chuàng)建“垂直臂”實體，如圖2-2-7所示。在裝配導航器中，雙擊“垂直臂”，將其設為工作部件并高亮顯示。（★注意：一定要雙擊“垂直臂”實體，將其激活為工作部件，才能往下建模。否則所有特征操作是在總裝配體下進行，而非“垂直臂”實體。）“垂直臂”實體建模步驟如下：1、建立鏈接。單擊（WAVE幾何鏈接器）圖標，在下拉式菜單選“體”，選擇“底座”為鏈接體，單擊【確定】，建立鏈接，如圖2-2-8所示。（★WAVE幾何鏈接器起到鏈接的作用，使相鄰兩組件間建立關聯(lián)。當某組件尺寸和形狀發(fā)生改變時，另一組件能自動實時更新。機械手其他零件也需按此操作，后面不再一一贅述。）a）裝配導航器b）WAVE幾何鏈接器圖2-2-8建立鏈接2.建模操作單擊【主頁】菜單下的（草圖）圖標，進入草圖環(huán)境，選擇YZ平面，繪制如圖輪廓，完成二維草圖繪制。單擊（完成草圖）圖標，退出草圖。⑵單擊（拉伸），選擇輪廓，對稱拉伸，拉伸距離25mm，完成拉伸操作，如圖2-2-9所示。a）“垂直臂”草圖b）拉伸后的“垂直臂”實體圖2-2-9創(chuàng)建“垂直臂”基本體⑶單擊【主頁】菜單下的（草圖）圖標，進入草圖環(huán)境，選擇ZX平面，繪制如圖輪廓，完成二維草圖繪制。⑷單擊（拉伸）圖標，選擇矩形輪廓，對稱拉伸，拉伸距離30，求差運算,切槽完成，如圖2-2-10b)所示。⑸底部畫圓柱體φ30×31㎜，求差切除，鉆孔完成，如圖2-2-10所示。a）“垂直臂”中間槽草圖b）“垂直臂”中間槽c）垂直臂底孔圖2-2-10“垂直臂”挖中間槽、鉆孔、創(chuàng)建“后臂”實體在裝配導航器中，雙擊“工業(yè)機器人手臂”圖標，將其設為工作部件。主菜單中，單擊【裝配】，進入裝配模塊。在【組件】欄中，單擊，在彈出的“新組件”文件對話框中，輸入組件名“后臂”，其余參數(shù)可不更改。單擊確定按鈕，接下來彈出的“新建組件”對話框中，引用集改為“僅整個部件”，單擊確定，創(chuàng)建一個空文件。接下來，創(chuàng)建“后臂”實體，如圖2-2-11所示。在裝配導航器中，雙擊“后臂”，將其設為工作部件并高亮顯示。（★注意：一定要雙擊“后臂”實體，將其激活為工作部件，才能往下建模。否則所有特征操作是在總裝配體下進行，而非“后臂”實體。）a）“后臂”視圖b）“后臂”實體圖2-2-11后臂“后臂”建模具體步驟如下:1.建立鏈接：單擊WAVE幾何鏈接器圖標，在下拉式菜單選“體”，選擇“垂直臂”為鏈接體，單擊確定。2.建模操作：⑴單擊（草圖）圖標，進入草圖環(huán)境，選擇YZ平面，繪制如圖輪廓，其對稱中心線與X軸成45°，單擊，完成二維草圖繪制，如圖2-2-12所示。圖2-2-12繪制“后臂”草圖⑵單擊（拉伸）圖標，選擇合適輪廓（可用分段選擇所需輪廓），對稱拉伸，距離分別設30㎜和15㎜，求和運算,基體創(chuàng)建完成，如圖2-2-13所示。a）“后臂”草圖b）“后臂”實體圖2-2-13“后臂”三維實體⑶單擊（草圖）圖標，進入草圖環(huán)境，選擇上平面，繪制矩形，單擊，完成二維草圖繪制。⑷單擊（拉伸）圖標，選擇矩形，拉伸切除，后臂創(chuàng)建完成，如圖2-2-14所示。a）中間槽草圖b）切槽后的效果圖2-2-14拉伸切槽.創(chuàng)建“中間臂”實體在裝配導航器中，雙擊“工業(yè)機器人手臂”圖標，將其設為工作部件。主菜單中，單擊【裝配】，進入裝配模塊。在【組件】欄中，單擊，在彈出的“新組件”文件對話框中，輸入組件名“中間臂”，其余參數(shù)可不更改。單擊確定按鈕，接下來彈出的“新建組件”對話框中，引用集改為“僅整個部件”，單擊確定，創(chuàng)建一個空文件。接下來，創(chuàng)建“中間臂”實體，如圖2-2-15所示。在裝配導航器中，雙擊“中間臂”，將其設為工作部件并高亮顯示。（★注意：一定要雙擊“中間臂”實體，將其激活為工作部件，才能往下建模。否則所有特征操作是在總裝配體下進行，而非“中間臂”實體。）圖2-2-15“中間臂”實體“中間臂”建模具體步驟如下:建立鏈接：單擊WAVE幾何鏈接器圖標，在下拉式菜單選“體”，選擇“后臂”為鏈接體，單擊確定。建模操作過程：⑴.單擊（草圖）圖標，進入草圖環(huán)境，選擇YZ平面，繪制如圖輪廓，其對稱中心線與后臂呈150°，單擊，完成草圖繪制，如圖2-2-16所示。a）“中間臂”草圖b）拉伸后的效果圖2-2-16創(chuàng)建“中間臂”草圖⑵.單擊（拉伸）圖標，選擇輪廓，對稱拉伸，距離15㎜，基體創(chuàng)建完成。⑶.單擊（草圖）圖標，進入草圖環(huán)境，選擇上平面，繪制如圖輪廓，單擊，完成草圖繪制。⑷.單擊（拉伸）圖標，選擇2個矩形，拉伸切除，“中間臂”創(chuàng)建完成，如圖2-2-17所示。、a）中間槽草圖b）切槽后的效果圖2-2-17創(chuàng)建“中間臂”實體.創(chuàng)建“前臂”實體在裝配導航器中，雙擊“工業(yè)機器人手臂”圖標，將其設為工作部件。主菜單中，單擊【裝配】，進入裝配模塊。在【組件】欄中，單擊，在彈出的“新組件”文件對話框中，輸入組件名“前臂”，其余參數(shù)可不更改。單擊確定按鈕，接下來彈出的“新建組件”對話框中，引用集改為“僅整個部件”，單擊確定，創(chuàng)建一個空文件。接下來，創(chuàng)建“前臂”實體，如圖2-2-18所示。在裝配導航器中，雙擊“前臂”，將其設為工作部件并高亮顯示。（★注意：一定要雙擊“前臂”實體，將其激活為工作部件，才能往下建模。否則所有特征操作是在總裝配體下進行，而非“前臂”實體。）a）“前臂”草圖b）“前臂”實體圖2-2-18創(chuàng)建“前臂”實體“前臂”建模具體步驟如下:1.創(chuàng)建鏈接：單擊WAVE幾何鏈接器圖標，在下拉式菜單選“體”，選擇“中間臂”為鏈接體，單擊【確定】。2.建模操作：⑴.單擊（草圖）圖標，進入草圖環(huán)境，選擇YZ平面，繪制如圖輪廓，其對稱中心線與后臂呈115°，單擊，完成草圖繪制，如圖2-2-19所示。圖2-2-19繪制“前臂”草圖1圖2-2-20拉伸創(chuàng)建基體⑵.單擊（拉伸）圖標，選擇輪廓，對稱拉伸，距離8㎜，基體創(chuàng)建完成，如圖2-2-20。⑶.單擊（草圖）圖標，進入草圖環(huán)境，選擇底平面，繪制如圖一個φ30的圓，單擊，完成草圖繪制，如圖2-2-20。⑷.單擊（拉伸）圖標，選擇圓，拉伸距離10㎜，中間圓柱體創(chuàng)建完成。⑸.新建一個基準平面作為草圖繪制面，如圖所示。單擊（草圖）圖標，進入草圖環(huán)境，繪制輪廓，單擊，完成草圖繪制，如圖2-2-21所示。圖2-2-21繪制“前臂”草圖2圖2-2-22“前臂”實體.創(chuàng)建“探針”實體⑹.單擊（拉伸）圖標，選擇草圖輪廓，對稱拉伸，拉伸距離8㎜，“前臂”創(chuàng)建完成，如圖2-2-22所示。在裝配導航器中，雙擊“工業(yè)機器人手臂”圖標，將其設為工作部件。主菜單中，單擊【裝配】，進入裝配模塊。在【組件】欄中，單擊，在彈出的“新組件”文件對話框中，輸入組件名“探針”，其余參數(shù)可不更改。單擊【確定】按鈕，接下來彈出的“新建組件”對話框中，引用集改為“僅整個部件”，單擊確定，創(chuàng)建一個空文件。接下來，創(chuàng)建“探針”實體，如圖2-2-23所示。在裝配導航器中，雙擊“探針”，將其設為工作部件并高亮顯示。（★注意：一定要雙擊“探針”實體，將其激活為工作部件，才能往下建模。否則所有特征操作是在總裝配體下進行，而非“探針”實體。）a）“探針”草圖b）“探針”實體圖2-2-23“探針”實體“探針”建模具體步驟如下:1.創(chuàng)建鏈接：單擊WAVE幾何鏈接器圖標，在下拉式菜單選“體”，選擇“前臂”為鏈接體，單擊【確定】。2.建模操作：⑴.單擊（草圖）圖標，進入草圖環(huán)境，選擇“前臂”的對稱中心平面為草圖平面，繪制如圖輪廓，單擊，完成草圖繪制，如圖2-2-24所示。⑵.單擊（拉伸）圖標，選擇輪廓，對稱拉伸，距離10㎜，基體創(chuàng)建完成，如圖2-2-25所示。圖2-2-24“探針”草圖1圖2-2-25拉伸創(chuàng)建基體⑶.單擊（草圖）圖標，進入草圖環(huán)境，選擇上平面為草圖平面，繪制如圖矩形，單擊，完成草圖繪制，如圖2-2-26所示。⑷.單擊（拉伸）圖標，選擇矩形，拉伸切除，凹槽創(chuàng)建完成。⑸．分別創(chuàng)建一個φ10×30㎜圓柱體、φ3×10㎜和φ5㎜的球體（球體中心和φ3圓柱中心重合），布爾求和運算，探針創(chuàng)建完成，如圖2-2-27所示。圖2-2-26“探針”草圖2圖2-2-27創(chuàng)建“探針”實體．創(chuàng)建圓柱銷。在裝配導航器中，雙擊“工業(yè)機器人手臂”圖標，將其設為工作部件。主菜單中，單擊【裝配】，進入裝配模塊。在組件欄中，單擊，在彈出的新組件文件對話框中，輸入組件名“圓柱銷”。單擊【確定】按鈕，接下來彈出的新建組件對話框中，引用集改為“僅整個部件”，單擊【確定】，創(chuàng)建一個空文件。在裝配導航器中，雙擊“圓柱銷”，將其設為工作部件并高亮顯示。按此方法，在圓柱銷子目錄下分別建立二級子目錄，如圖2-2-28所示。創(chuàng)建4個不同規(guī)格的“圓柱銷”時，先單擊WAVE幾何鏈接器圖標，在下拉式菜單選“復合曲線”，分別選擇“孔邊”為鏈接體，如圖2-2-29所示，單擊【確定】。（建立鏈接的目的是為了保持實時更新，當孔尺寸改變時，與之配合的圓柱銷的大小也隨之改變。）圖2-2-28創(chuàng)建“圓柱銷”二級子目錄