SolidWorksMotion焊接机械臂设计流程

一、焊接机械臂装配和注意事项

    焊接机械臂的整体构造如图1所示。其中各个零部件建模过程将不做详细的介绍。但是其装配体的装配过程需要注意以下几点。

    图1 焊接机械臂

    1.熟悉机械结构原理

    熟悉其关节的结构运动形式，了解其运动原理，这是在做运动分析之前必要步骤。这里不做详细的解说，在后面通过运动图解说明。

    2.建议使用子装配体

    当装配体的零件数量达到一定的程度，建议使用子装配体来进行装配。但是，为了后续的Motion分析能顺利地进行而不出错，必须合理的布局；并在总装配体中将其改为柔性装配体。图2即为机械臂的子装配体和设计树。

    图2 机器臂中的子装配体

    3.避免循环配合

    处理大型装配体对三维软件和计算机硬件的要求是一项艰巨的挑战，合理的配合顺序及逻辑关系，对后续修改有着至关重要的作用，读者可以查阅相关大型装配体处理技巧的资料。对于机械臂，同样要避免循环配合，否则会造成潜在的错误，很难排除，如图3所示。

    图3 零件之间存在死循环的情况

    4.定义初始位置

    利用配合关系将某些角度、距离等进行限定，使装配体一开始就处于初始位置；当进入Motion分析时，将约束关系压缩，避免运动冲突。限定机械臂的配合关系，角度分别为0°、200°和0°，如图4所示。

    图4 初始位置定义

二、机械臂运动形式及结果图解

    当机械臂以一定的形式运动时，其速度、加速度、位移和力等变量之间有着严格的依赖关系，可以通过动力学仿真分析图解形式直观地表达，并且为后续的强度校核和优化设计提供参考数据。

1.添加马达

    Motion提供了两种形式的马达，一种是旋转马达，另一种是线性马达(驱动器)。这两种马达基本上能

    满足一般的运动分析需求。由于机械臂的关节较多，在下面的分析中将添加5个旋转马达和1个线型马达。对于初学者来说，往往会容易忽略马达“相对移动零件”选项，而导致后续各零件之间运动的混乱。