工业机器人离线编程与仿真

项目三工业机器人工作站系统模型的创建

任务3-3创建机械装置

一、任务描述

1. 创建一个简易的活塞模型
2. 建立活塞的机械运动特性

二、任务分析

在工业机器人工作站中，为了更好地展示效果，通常需要为机器人周边模型制作动画效果，如输送带、夹具、滑台、活塞等。本任务以活塞为例，完成三维建模与机械运动设置。

三、实践操作

（一）创建简易活塞模型

1. 新建工作站

新建空工作站，保存为5-4 example。

1. 创建活塞主体

在「建模」功能选项卡中，单击「固体」→「圆柱体」，创建参数：

• 直径：100mm
• 高度：20mm

1. 创建活塞杆

继续使用「圆柱体」，创建参数：

• 直径：40mm
• 高度：500mm

1. 装配活塞与活塞杆

• 单击「选择部件」，右键活塞杆，设置放置方式为一个点
• 启用「捕捉中心」
• 「主点-从」选择活塞杆底面圆心
• 「主点-到」选择活塞上表面圆心
• 单击「确定」完成对齐

1. 合并部件

在「建模」选项卡中单击「结合」，分别选择活塞与活塞杆，确定后移除原部件，完成组合。

1. 设置模型颜色

右键组合体，完成颜色设置。

1. 创建内外套筒

使用「圆柱体」分别创建：

• 内套筒：直径100mm，高度400mm
• 外套筒：直径120mm，高度420mm

1. 框架定位装配套筒

• 框架1：坐标（0；0；20），定位外套筒内部
• 框架2：坐标（0；500；0），定位内套筒底面圆心
• 右键内套筒，放置方式选择「两个框架」
• 从框架：框架2；主框架：框架1
• 确定完成装配

1. 套筒求差（布尔运算）

在「建模」中单击「减去」：

• 第1项：外套筒（部件4）
• 第2项：内套筒（部件5）
• 确定完成求差，移除原部件

1. 更名与整理

将组合部件分别更名为活塞、套筒，删除多余部件。

1. 活塞与套筒总装配

• 右键活塞，放置方式「一个点」
• 「主点-从」：活塞底面圆心
• 「主点-到」：套筒内部上表面圆心
• 确定完成装配

（二）设置活塞机械运动特性

1. 创建机械装置

在「建模」选项卡单击「创建机械装置」：

• 名称：简易活塞
• 类型：设备

1. 设置链接（Link）

• 链接L1：选择套筒，设为BaseLink（基础链接）→应用
• 链接L2：选择活塞（运动部件）→应用

1. 设置接点（Joint）

• 关节名称：J1
• 关节类型：往复的（直线运动）
• 按图示设置其余参数→应用

1. 编译机械装置

• 单击「编译机械装置」→「添加」
• 姿态1：关节值20，勾选原点位置→应用
• 姿态2：名称「姿态_300」，关节值300 →确定

1. 设置转换时间

单击「设置转换时间」，所有姿态转换时间均设为3s→确定，关闭窗口。

1. 运动测试

在「建模」→ Freehand中选择「手动关节」，用鼠标拖动活塞，可实现上下直线移动。

1. 保存与复用库文件

• 「基本」选项卡→右键「简易活塞」→保存为库文件
• 下次使用：导入模型库→浏览库文件→加载使用

四、任务总结

本任务完成了活塞模型的建模、装配、布尔运算、机械装置创建、往复运动设置与仿真测试，是工业机器人工作站周边设备动画制作的典型方法，可推广应用于滑台、输送带、气缸等机构。