SolidWorks教程：机械手仿真动画应用

范例概述

本范例详细讲解了机械手运动仿真的设计过程，使读者进一步熟悉SolidWorks中的动画操作。本范例中重点要求读者掌握装配的先后顺序及配合类型，注意不能使各零部件之间完全约束，机械手装配模型如图7.11.1所示。

图7.11.1 机械手运动仿真

Step1.新建一个装配文件，进入装配环境。

Step2.添加基座模型。

（1）引入零件。单击“开始装配体”对话框中的按钮，在系统弹出的“打开”对话框中选择D：\sw13.2\work\ch07\ch07.11\base.SLDPRT，单击按钮。

（2）单击按钮，将模型固定在原点位置，如图7.11.2所示。

Step3.添加图7.11.3所示的滑块零件并定位。

图7.11.2 添加基座模型

图7.11.3 添加滑块零件

（1）引入零件。

①选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“插入零部件”对话框。

②单击“插入零部件”对话框中的按钮，在系统弹出的“打开”对话框中选择slipper.SLDPRT，单击按钮。

③将零件放置到如图7.11.4所示的位置。

（2）添加配合，使零件定位。

①选择下拉菜单命令，系统弹出“配合”对话框。

②添加“重合”配合。单击对话框中的按钮，分别选取图7.11.5所示的重合面，单击快捷工具条中的按钮。

图7.11.4 放置滑块零件

图7.11.5 添加“重合”配合

③添加“重合”配合。选取图7.11.6所示的重合面，单击快捷工具条中的按钮。

④添加“距离”配合。单击“配合”对话框中的按钮，先在设计树中展开，选取，然后在图形区中选取图7.11.7所示的面1，输入距离值40.0，在快捷工具条中单击按钮。

⑤单击“配合”对话框的按钮，完成零件的定位。

图7.11.6 添加“重合”配合

图7.11.7 添加“距离”配合

Step4.添加图7.11.8所示的摇臂零件并定位。

（1）引入零件。

①选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“插入零部件”对话框。

②单击“插入零部件”对话框中的按钮，在系统弹出的“打开”对话框中选取revolution_arm.SLDPRT，单击按钮。

③将零件放置在合适的位置。

（2）添加配合。

①选择下拉菜单命令，系统弹出“配合”对话框。

②添加“同轴心”配合。单击“配合”对话框中的按钮，选取图7.11.9所示的两个面为同轴心面，单击快捷工具条中的按钮。

图7.11.8 添加摇臂零件

图7.11.9 添加“同轴心”配合

③添加“距离”配合。单击“配合”对话框中的按钮，先在设计树中展开，选取，然后在图形区中选取图7.11.10所示的面1，输入距离值55.0，在快捷工具条中单击按钮。

④添加“角度”配合。单击“配合”对话框中的按钮，在设计树中分别选取图7.11.11所示的零件“slipper”的“前视基准面”和零件“revolution_arm”的“上视基准面”，在后的文本框中输入角度值0，在快捷工具条中单击按钮。

图7.11.10 添加“距离”配合

图7.11.11 添加“角度”配合

⑤单击“配合”对话框的按钮，完成零件的定位。

Step5.添加图7.11.12所示的伸缩臂零件并定位。

（1）引入零件。

①选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“插入零部件”对话框。

②单击“插入零部件”对话框中的按钮，在系统弹出的“打开”对话框中选取expansion_arm.SLDPRT，单击按钮。

③将零件放置在合适的位置。

（2）添加配合。

①选择下拉菜单命令，系统弹出“配合”对话框。

②添加“同轴心”配合。单击“配合”对话框中的按钮，选取图7.11.13所示的两个面为同轴心面，在快捷工具条中单击按钮。

图7.11.12 添加伸缩臂零件

图7.11.13 添加“同轴心”配合

③添加“距离”配合。单击“配合”对话框中的按钮，在图形区中选取图7.11.14所示的面1和面2为要配合的实体，在后的文本框中输入距离值1.0，在快捷工具条中单击按钮。

④添加“垂直”配合。单击“配合”对话框中的按钮，在设计树中分别选取图7.11.15所示的零件“revolution_arm”的“前视基准面”和零件“expansion_arm”的“上视基准面”，在快捷工具条中单击按钮。

⑤单击“配合”对话框的按钮，完成零件的定位。

图7.11.14 添加“距离”配合

图7.11.15 添加“垂直”配合

Step6.添加图7.11.16所示的刀具零件并定位。

（1）引入零件。

①选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“插入零部件”对话框。

②单击“插入零部件”对话框中的按钮，在系统弹出的“打开”对话框中选取tool_tip.SLDPRT，单击按钮。

③将零件放置在合适的位置。

（2）添加配合。

①选择下拉菜单命令，系统弹出“配合”对话框。

②添加“同轴心”配合。单击“配合”对话框中的按钮，选取图7.11.17所示的两个面为同轴心面，在快捷工具条中单击按钮。

图7.11.16 添加刀具零件(https://www.xing528.com)

图7.11.17 添加“同轴心”配合

③添加“距离”配合。单击“配合”对话框中的按钮，在图形区中选取图7.11.18所示的面1和面2为要配合的实体，在后的文本框中输入距离值60.0，在快捷工具条中单击按钮。

④单击“配合”对话框的按钮，完成零件的定位。

Step7.添加图7.11.19所示的另一个刀具零件并定位。

（1）引入零件。

①选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“插入零部件”对话框。

②单击“插入零部件”对话框中的按钮，在系统弹出的“打开”对话框中选取tool_tip.SLDPRT，单击按钮。

图7.11.18 添加“距离”配合

图7.11.19 添加刀具零件

③将零件放置在合适的位置。

（2）添加配合。

①选择下拉菜单命令，系统弹出“配合”对话框。

②添加“同轴心”配合。单击“配合”对话框中的按钮，选取图7.11.20所示的两个面为同轴心面，在快捷工具条中单击按钮。

③添加“距离”配合。单击“配合”对话框中的按钮，在图形区中选取图7.11.21所示的面1和面2为要配合的实体，在后的文本框中输入距离值60.0，在快捷工具条中单击按钮。

④单击“配合”对话框的按钮，完成零件的定位，结果如图7.11.22所示。

图7.11.20 添加“同轴心”配合

图7.11.21 添加“距离”配合

Step8.展开运动算例界面。单击按钮，展开运动算例界面。

Step9.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：02时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step10.修改角度。双击新添加的键码，系统弹出“尺寸”对话框和“修改”对话框，在“修改”对话框中输入尺寸值90.0，然后单击按钮，完成尺寸修改后的装配体如图7.11.23所示。

图7.11.22 零件定位完成

图7.11.23 调整角度

Step11.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：02时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step12.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：04时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step13.修改距离。双击新添加的键码，系统弹出“尺寸”对话框和“修改”对话框，在“修改”对话框中输入尺寸值150.0，然后单击按钮，完成尺寸修改后的装配体如图7.11.24所示。

Step14.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：04时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step15.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：06时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step16.修改距离。双击新添加的键码，系统弹出“尺寸”对话框和“修改”对话框，在“修改”对话框中输入尺寸值40.0，然后单击按钮，完成尺寸修改后的装配体如图7.11.25所示。

图7.11.24 调整滑块移动

图7.11.25 调整手臂移动

Step17.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：06时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step18.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：07时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step19.修改距离。双击新添加的键码，系统弹出“尺寸”对话框和“修改”对话框，在“修改”对话框中输入尺寸值20.0，然后单击按钮，完成尺寸修改后的装配体如图7.11.26所示。

Step20.复制键码。右击对应的00：00：06处的键码，在弹出的快捷菜单中选择命令，在00：00：08时间线右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，完成键码的复制。

Step21.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：08时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step22.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：10时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step23.修改距离。双击新添加的键码，系统弹出“尺寸”对话框和“修改”对话框，在“修改”对话框中输入尺寸值1.0，然后单击按钮，完成尺寸修改后的装配体如图7.11.26所示。

Step24.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：10时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step25.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：12时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step26.修改距离。双击新添加的键码，系统弹出“尺寸”对话框和“修改”对话框，在“修改”对话框中输入尺寸值450.0，然后单击按钮，完成尺寸修改后的装配体如图7.11.27所示。

图7.11.26 调整冲头的移动

图7.11.27 调整滑块的移动

Step27.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：12时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step28.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：14时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step29.修改距离。双击新添加的键码，系统弹出“尺寸”对话框和“修改”对话框，在“修改”对话框中输入尺寸值40.0，然后单击按钮，完成尺寸的修改。

Step30.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：14时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step31.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：15时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step32.修改距离。双击新添加的键码，系统弹出“尺寸”对话框和“修改”对话框，在“修改”对话框中输入尺寸值20.0，然后单击按钮，完成尺寸修改后的装配体如图7.11.28所示。

Step33.复制键码。右击对应的00：00：14处的键码，在弹出的快捷菜单中选择命令，在00：00：16时间线右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，完成键码的复制。

Step34.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：16时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step35.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：18时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step36.修改距离。双击新添加的键码，系统弹出“尺寸”对话框和“修改”对话框，在“修改”对话框中输入尺寸值1.0，然后单击按钮，完成尺寸的修改。

Step37.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：18时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step38.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：20时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step39.修改距离。双击新添加的键码，系统弹出“尺寸”对话框和“修改”对话框，在“修改”对话框中输入尺寸值550.0，然后单击按钮，完成尺寸修改后的装配体如图7.11.29所示。

图7.11.28 调整冲头的移动

图7.11.29 定义滑块移动

Step40.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：18时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step41.添加键码。在节点下的子节点对应的00：00：20时间栏上右击，然后在系统弹出的快捷菜单中选择命令，在时间栏上添加键码。

Step42.修改距离。双击新添加的键码，系统弹出“尺寸”对话框和“修改”对话框，在“修改”对话框中输入尺寸值180.0，然后单击按钮，完成尺寸修改后的装配体如图7.11.30所示。

图7.11.30 调整手臂角度

Step43.在运动算例界面中的工具栏中单击按钮，观察机械手的运动，在工具栏中单击按钮，命名为magic_hand.avi保存动画。

Step44.运动算例完毕。选择下拉菜单命令，命名为magic_hand_ok，即可保存模型。