导图社区 6 非标设备布局机构
这是一篇关于非标设备布局机构思维导图,多年来经过实际非标机械设计项目记录总结的笔记,汇总了布局方式、机构类型、应用场景、结构件、工艺应用五大核心模块,覆盖直线型 / 环形 / U 型布局、转盘 / 工作站式布局、功能机构(上料 / 加工 / 检测 / 下料)、动作机构(移栽 / 变距 / 顶升)、基本机构(凸轮 / 槽轮 / 连杆)等关键内容,清晰梳理了各类布局形式的适用场景、机构选型逻辑与设计要点,帮助设计人员快速建立非标设备布局与机构设计的系统思维,解决方案规划时布局混乱、机构选型不当、空间利用率低、工艺匹配度差等常见痛点。模板采用结构化思维导图形式,层次分明、逻辑清晰,既包含基础的布局分类与机构原理,也融入了实战中的选型技巧与优化建议,比如不同工况下布局形式的选择、机构负载与空间的平衡设计、多工位场景的机构应用方案、SW 机构设计实操流程等,让设计人员能快速匹配项目需求与方案,提升设备的空间利用率、运行稳定性与生产效率。无论是非标自动化单机设备、产线设备还是自动化改造项目,都能通过这份模板快速完成布局与机构方案梳理,减少设计返工,规避选型风险,大幅提升方案设计效率与落地质量。本模板借助万兴脑图软件绘制,助力非标机械设计从业者高效完成设备布局与机构设计方案规划。
编辑于2026-04-28 12:53:11这是一篇关于SW软件模块及插件应用思维导图,梳理了钣金模块、文件管理、建模插件、仿真分析、工程图处理、自动化工具等核心模块,涵盖钣金件创建与转换、Explorer 文件管理技巧、Task Scheduler 批量处理、Simulation 仿真分析、motion 运动仿真、composer 技术制作、Flow 流体分析、Moldflow 模具设计、PDM 产品数据管理、Toolbox 标准件库等主流插件与功能的应用场景、操作方法与实战技巧,帮助设计人员快速掌握 SolidWorks 插件的高效用法,解决建模效率低、文件管理混乱、工程图处理繁琐、仿真应用不熟练等常见痛点。模板中既包含插件功能的基础操作说明,也融入了设计实战中的效率技巧与避坑要点,比如钣金件快速创建方法、文件批量重命名技巧、工程图协同管理方案、自动化插件批量处理流程、仿真模块快速应用思路等,让设计人员能充分发挥 SolidWorks 插件的功能优势,大幅提升三维建模、文件管理、仿真分析与工程图输出的效率与质量。无论是非标设备设计、产品结构开发还是模具设计项目,都能通过这份模板快速掌握 SolidWorks 插件的应用方法,减少重复劳动,优化工作流程,提升设计效率与专业能力。
这是一篇关于非标机构电机模组选型计算思维导图,各种工况下电机模组选型计算,日常笔记分享出来供大家参考。汇总了直流电机、步进电机、伺服电机、直驱电机等主流电机类型,结合皮带输送机、链条输送机、丝杠模组、旋转机构等典型工况,梳理了功率、扭矩、转速、安全系数、负载惯量等关键参数的计算方法,同时标注了选型误区与注意事项,帮助设计人员快速建立电机选型的系统思维,解决实际项目中电机选型参数计算复杂、工况匹配不准、选型不当导致的设备故障或成本浪费等痛点。模板中既包含电机选型的基础计算公式与原理,也融入了不同工况下的选型技巧与避坑要点,比如不同输送机的张力计算、丝杠模组的负载与扭矩换算、安全系数的合理选取、惯量匹配的关键原则等,让设计人员能快速根据项目工况完成电机参数计算与型号匹配,提升设备运行的稳定性、可靠性与性价比。无论是非标自动化单机设备、产线设备还是自动化改造项目,都能通过这份模板快速梳理电机选型思路,减少选型错误,规避返工风险,大幅提升设计效率与项目落地质量。本模板借助万兴脑图软件绘制,助力机械设计从业者高效完成各类工况下的电机模组选型与计算。
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这是一篇关于非标机构电机模组选型计算思维导图,各种工况下电机模组选型计算,日常笔记分享出来供大家参考。汇总了直流电机、步进电机、伺服电机、直驱电机等主流电机类型,结合皮带输送机、链条输送机、丝杠模组、旋转机构等典型工况,梳理了功率、扭矩、转速、安全系数、负载惯量等关键参数的计算方法,同时标注了选型误区与注意事项,帮助设计人员快速建立电机选型的系统思维,解决实际项目中电机选型参数计算复杂、工况匹配不准、选型不当导致的设备故障或成本浪费等痛点。模板中既包含电机选型的基础计算公式与原理,也融入了不同工况下的选型技巧与避坑要点,比如不同输送机的张力计算、丝杠模组的负载与扭矩换算、安全系数的合理选取、惯量匹配的关键原则等,让设计人员能快速根据项目工况完成电机参数计算与型号匹配,提升设备运行的稳定性、可靠性与性价比。无论是非标自动化单机设备、产线设备还是自动化改造项目,都能通过这份模板快速梳理电机选型思路,减少选型错误,规避返工风险,大幅提升设计效率与项目落地质量。本模板借助万兴脑图软件绘制,助力机械设计从业者高效完成各类工况下的电机模组选型与计算。
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非标设备布局机构
布局
直线型布局
单通道布局/双通道布局
结构形式
皮带线形式
产品的输送装置通常是输送带或者输送链
上下顶升/左右水平回流线
若有夹具随行,要考虑夹具的循环
环型布局
矩形布局
90度直角转接处用气缸+导轨+缓冲器+硬限位
圆角矩形布局
环形导轨输送线
U型布局
上料和下料位置可布置在同一侧
圆周型布局
防止拧成麻花 电路用电滑环 气路用气滑环(高速接头)
气滑环
电滑环
凸轮分割器
两种驱动方式
普通电机不停通过凸轮动静比结构控制转盘角度
一般工况都需要加工或者什么工艺有一定时间所以要停止一定时间,所以对于停止时间长转动时间短差异大的场景不适合
通过PlC+控制电机控制停止还是运转来控制动静比即转盘角度
能任意控制动静比所以应用广泛
精度
有一定精度,工位时间相差不大,适用大部分圆形布局静止刚性有要求
精度取决于圆盘大小,圆盘越大精度越低。取决于自身结构精度,和驱动电机无关
精度取决于圆盘大小,圆盘越大精度越低。取决于自身结构精度,和驱动电机无关
应用
分类:升降摆动凸轮分割器
DD马达(力矩电机)
中空旋转平台
精度要求高,小型结构
精度取决于圆盘大小,圆盘越大精度越低。取决于自身结构精度,和驱动电机无关
回转支撑
重载,齿轮+交叉滚子轴承结构
气动分度台(棘轮机构)
低转速/低频率/低精度
电动分度台(蜗轮蜗杆)
伺服+传动
中转速/一定精度/轻载(加速要求不高) 静止状态下刚性要求不高
工作站形式布局
工作站或者机架之间用L形板/侧板连接
应用场景
多工位场景
转盘结构(凸轮分割器为代表,放置不同工位循环往复)
多通道同步移栽机构结构(多个不同工位用同步移栽实现物料转移)
输送线+2工位(待料+加工)转盘结构
结构件
上下可手动调节机构
导柱+开口孔(抱箍)+螺栓紧固
工艺大全
辊压工艺
贴胶带/料带输送
用途
提升机
负载小,节省空间,无杆气缸垂直安装
负载大,空间有限,气缸+链轮链条 气缸行程是链条做上下往复运动行程的一半。对于气缸来说是费力杆
机构
功能机构结构
上料机构
弹夹式上料
组合形式
弹夹转盘放料机构
电机丝杆推料机构
弹夹料仓重力放料机构
物料轻、重力不够+配重块
笔型气缸+仿形推料板机构
弹夹料仓重力放料机构+螺旋下料(电机带动螺旋轴)
弹夹料仓重力放料机构+十字叶片放料(电机带动十字片)
料带式
退料式上料
托盘(tarry盘)上料
传动模组(丝杆模组/同步带模组)+机械手
料盘仿形(皮带线需给料盘做挡边)
上料分盘
料盘回收进行叠盘
空料盘回收
振动盘上料
圆振+直振(模块化比较好)
选型是直接定制,直接将产品寄给振动盘产商进行评估和打样
组装机居多
柔性振动盘+并联机器人
皮带线
同步带输送线/平皮带输送线/倍速链
治具回流线
回流结构:上下结构/左右机构/斜向结构(靠重力)
治具皮带输送线
随行治具连接治具同步带
想要高精度高刚性:导轨+二次定位
随行治具侧面可+包胶螺丝与耐磨条底板接触保持平衡减少噪音 底面+轴承螺丝做导向
做回程导轨钣金拖住治具同步带
治具同步带可直接购买或者定制
工业抽屉式人工上下料
工业滑轨
选型:负载和行程
到位检测(传感器)+定位或限位(1、阻挡气缸 +槽2、碰珠卡扣或球形扣 3、磁吸)
需要做外部硬限位,不能依赖工业滑轨自身限位装置
飞达机构(Feeder供料器)
收放料卷
物料贴在料卷(离心纸……)上
料卷物料放卷/料卷(离心纸……)收卷
双层料卷中间夹层物料(?)
料卷本身就是物料
应用行业
标签行业供料
锂电行业隔膜或者极片(卷绕机)
半导体行业SMT贴片(贴片机)编带(编带机–收卷)
结构
后撤式飞达机构
固定式飞达机构
组件
气涨轴(标准件–可定制)放卷机构
还有弹簧阻尼做的放卷机构
把料卷内圈套在上面通气涨紧,外加轴座(轴系设计)是气涨轴一起随料卷转动,安装方便。通气端+旋转接头(防止气管轴向拧)
可选择阻尼器或磁粉制动器(包括其他组件)+在放卷轴组件一侧控制力矩
轴系设计
通常两个轴承(经典结构)
重力浮动涨紧机构
竖直方向直线轴承+光轴+水平棍子+底部弹簧(防止掉落)
水平棍子因重力上下浮动
纠偏系统(对物料位置有高精度要求)
采用膜位置检测传感器(纠偏传感器–区域对射片式光幕,能精确感知边线位置)
传感器反馈给电机带动动整个放卷机构进行纠偏(前后位移)
一个传感器(槽型纠偏传感器)能检测测边线精确位置
无精度要求,就用抱箍或者滚轮两边导向限位
卷绕电机选型
伺服电机肯定没问题
有特殊专门用来做收放料卷的力矩电机(普通电机)
位置控制速度控制没有
来料处理
检验
错分机构
对来料挡料错位(震动供料场合居多)
取放料
变矩移栽
直线电机+双动子
等距移栽
排列
定位(方式)
治具顶升定位(顶升用一个圆柱销一个菱形销)
治具若是铝合金,底部安装45钢块块打销孔更耐磨
易损件更换方便
靠边定位(一边靠一边气缸推)
首选滑台气缸
对中定位机构
都必须加导向(导轨或者直线轴承)
正反牙丝杆对中机构
正反牙丝杆中间可用联轴器连接
同步带对中机构(经典)
上下带固定夹紧部件实现同步相向运动,加导轨做导向
用一个电机实现双工位同步对中(用一根轴连接两个同步轮驱动)
同步带平放或者竖直放置
可同时对中多个产品
齿轮齿条对中机构
中间齿轮+两边各一根齿条
连杆对中机构
中间旋转从而带动两边连杆运动(电机驱动) 或者两边移动带动中间旋转(气缸驱动)
导向可以是导轨或者直线轴承
仿形定位
V形块
纠偏
通常需要前期定位,后期修正位置或者角度偏差(定位后的微调补偿,通常需要二次检测)
uvw对位平台+ ccd
横移机构+纠偏传感器
分料
剥离机构
料盘或者产品与料盘在取料过程中分离
螺杆分料机构(绞龙)
发产品给供应商给你设计加工,材料一般是尼龙
间隔/等距
换向(改变方向)
成型
加工
缓存
弹夹式缓存
料仓间距一般是产品厚度的2.5倍左右
排废料
流道转运
载具
定位
夹紧
下压加紧气缸(连杆机构)
用于侧向压紧
平行夹持机构(齿轮齿条机构–气缸驱动齿条)
同步和对中效果
转盘工装自锁夹紧松开机构(气缸+弹簧)
双工位下压夹具(气缸+连杆机构)
装夹(定位+夹紧)
三爪自锁式偏心凸轮自定心气动卡盘
拨叉
推卸料
分料
装配
加工
压装
检验
测试
下料
良品
通过调试得出,有良品率一说。
不良品
二次检验
载具回流
子主题
料盘储存机构
放料或者收料机构
棘轮机构(一个方向动作受限)的卡爪+三轴气缸托举
叠盘机构
上下顶升+止回机构+钣金定位(开口处喇叭口用扫描法兰命令,轮廓和路径都要草图完成)
缓存平台
动作机构
翻转机构
抓取机构
等距移栽(同步移栽)机构
同步带等距移栽
顶升同步移栽机构
跨距大双气缸顶升结构,保证其同步性:两个气缸用一个电磁阀控制,气压一定要足,调速阀调好
变距机构
工位是两个不同状态,要求变局
气缸/电机+凸轮槽板式
电机+圆柱凸轮式
气缸+剪刀叉式
直线电机+双动子
滑片式
一线牵
同步带塔轮式
多套正反丝杆式
旋转变径机构
运用凸轮原理
顶升机构
垂直顶升/前后错位顶升(凸轮机构)
三位五通中封电磁阀
防止坠落:带锁气缸/先导式单向阀
多位置顶升机构
采用多个气缸实现多级顶升
若用多位置气缸不好调节
间歇机构
结构形式
棘轮机构
槽轮机构
连杆机构
凸轮机构
集成模组
凸轮分割器
参数
等分数(分割数、分度角)
布局时确定等分数
布局数要多余实际工位数
布局预留空间,否则干涉
轴距
输入轴与输出轴间的距离
转盘直径不大于轴距的五倍
负载小,转速不快,超过五倍也可以
驱动角
入力轴与出力轴处于运动状态,入力轴旋转的角度叫做驱动角,对应出力轴旋转过的角度叫做分度角
驱动角越大,时间越长,运行越平稳
动静比
比如:120度驱动角,动静比1:2 比如:180度分度角,动静比1:1
凸轮运动曲线
MT
变形异形曲线
适合高速、轻载
MS
变形正弦曲线
中高速、中载(应用普遍)
MCV50
变形等速曲线
中高速、中载(应用普遍)
搭配电机
普通电机
匹配动静比
控制电机
因为大部分应用都是动静比不能匹配,干脆用受力最友好的270度驱动角,通过控制电机停止来满足使用要求
选型计算
丸子例题
电动分度盘
气动分度盘
中空旋转平台
说白了就是个减速器。中空若要实现间歇运动,必须用控制电机。
DD马达
电机直连没有传动机构
自制旋转平台
电机+传动机构或者联轴器带转台旋转(不推荐)
组合形式
分度盘+压力模块
压力模块
气液增压缸
气缸+连杆(应用连杆死点位置,自锁原理)
支撑结构
气缸+连杆(应用连杆死点位置,自锁原理)
气缸+板凸轮+支撑顶升机构(凸轮与顶升接触用轴承)
PPU自动化组件
PPU机械手
PPU字母解释
取(pick)和放(place)的单元(unit)
定义
具有抓取和释放功能,是一种取代传统气动,电动模组,纯机械凸轮结构传动的机械手
优势
稳定性好,高速,集成度高紧凑,经济、应用广
小型输送模块
输送机
定制件
环形输送线/振动盘/螺丝供料机/弹簧供料机
基本机构
凸轮机构
凸轮机构形式
根据凸轮形状分类
盘形凸轮
共轭凸轮(两个盘形凸轮)
移动凸轮
圆柱凸轮
根据凸轮末端从动件形式分类
尖顶从动件
滚子从动件
平底从动件
根据锁合方式分类
力锁合
重力、弹簧力及其它外力
凹槽锁合
槽凸轮
凸轮参数
凸轮类型轨迹
凸轮需要进行热处理
平面转动凸轮
平面盘形凸轮参数
外形参数
1、基圆半径:整个凸轮最小半径值,即凸轮轨迹最小半径
2、孔直径:凸轮安装孔
3、凸轮厚度
运动参数
阶段轨迹
四阶段凸轮为例:推程、停止、回程、停止 。对应:旋回、等待旋回、旋出、等待旋出
行程
大圆半径减去基圆半径
运动阶段角度
加起来360度
平面盘形沟槽凸轮
外形参数
1、基圆半径:整个凸轮最小半径值,即凸轮轨迹最小半径
2、孔直径:凸轮安装孔
3、沟槽宽度:也就是配合滚子的直径
4、凸轮厚度
5、外圆半径
运动参数
阶段轨迹
四阶段凸轮为例:推程、停止、回程、停止 。对应:旋回、等待旋回、旋出、等待旋出
行程
大圆半径减去基圆半径
运动阶段角度
加起来360度
平面往复运动凸轮
相当于把平面转动凸轮展开后的一种形式
外形参数
起点高度
凸轮厚度
运动参数
阶段轨迹
三阶段凸轮为例:停止、推程、停止
行程
两个停止位置高度差
起点位置和终点位置一定相等
运动阶段长度
各阶段长度
空间圆柱凸轮
外形参数
最小半径:最小圆柱半径
孔直径:凸轮安装孔直径
凸轮槽宽:滚子深度
凸轮槽深:滚子厚度
圆柱高度
运动参数
阶段轨迹
四阶段凸轮为例:推程、停止、回程、停止 。对应:旋回、等待旋回、旋出、等待旋出
行程
两个停止位置高度差
起点位置和终点位置一定相等
运动阶段角度
角度和等于360
开放轨迹圆柱空间运行凸轮
外形参数
最小半径:最小圆柱半径
孔直径:凸轮安装孔直径
凸轮台阶深:滚子厚度
圆柱高度
最大高度
运动参数
阶段轨迹
四阶段凸轮为例:推程、停止、回程、停止 。对应:旋回、等待旋回、旋出、等待旋出
行程
两个停止位置高度差
起点位置和终点位置一定相等
运动阶段角度
角度和等于360
空间端面凸轮
外形参数
最小半径:凸轮内径
凸轮壁厚:滚子厚度
圆柱高度:起点高度(最低点)
运动参数
和开放轨迹圆柱空间运行凸轮一致
阶段轨迹
四阶段凸轮为例:推程、停止、回程、停止 。对应:旋回、等待旋回、旋出、等待旋出
行程
两个停止位置高度差
起点位置和终点位置一定相等
运动阶段角度
角度和等于360
凸轮时间表绘制
根据凸轮运动参数X轴表示角度 Y轴表示位移(距离)
X轴角度:静止、顶升、静止、回程(四阶凸轮为例)
Y轴行程:起点距离、顶升行程、静止距离、回程距离(四阶凸轮为例)
起点距离等于回程距离
借助Auto cad绘制
凸轮绘制*
凸轮时间表绘制(凸轮的运动参数)
根据凸轮运动参数即X轴:角度,Y轴:位移
可以绘制多个凸轮联动的时间表绘制
我的理解多个凸轮在同一根轴上转动
Autu cad绘制凸轮时间表
今日制造插件辅助绘制凸轮(根据时间表)自动生成
凸轮插件制作规范:起始角为0,终止角一定360 顺序:推程、停止、推程、停止
凸轮机构应用
凸轮与凸轮分割器联动机构设计
凸轮顶升机构
顶升凸轮时间表
相对应凸轮分割器做凸轮运动参数时间表
按照插件给的顺序:联动时间表同样都是推程开始 推程、停止、回程、停止
借助SW今日制造插件生成凸轮
凸轮分割器时间表
X轴:驱动角(转位角度)、停止角(停止角度)
双凸轮取放机械手
顶升凸轮
八阶:取下停止、取上升、取上停止、放下降、放下停止、放上升、放上停止、取下降
今日制造插件默认四阶,选择添加阶段 同时各阶段选择从动件运动形式
移位凸轮
四阶:移回停止、移出、移出停止、移回、移回停止。移回停止头尾连续算一个阶段
移动连杆
用力锁合绑定在移位凸轮上
根据移位凸轮设计移位连杆,连杆行程并不是凸轮行程
移位连杆作用:放大移位凸轮行程
注意:防止两个凸轮运动干涉,一个静止,另一个运动, 一个运动启动前,另一个提前静止(重要)
同时选择从动件运动形式
双凸轮步距送料机构
顶升凸轮
绘制顶升凸轮时间表
顶升连杆
用力锁合绑定在移位凸轮上
移位连杆作用:空间受限或者放大顶升凸轮行程在或者变更方向
设计到连杆知识了
移位凸轮
绘制移位凸轮时间表
共轭凸轮机构
先画出一个凸轮
新建运动算力,前提已有连杆
根据一个凸轮转动起来,另一个凸轮选择轨迹生成凸轮轮廓
例:凸轮口罩机焊耳机构
设计禁忌
动平衡即防止凸轮摆动力矩大,可挖孔减重或配重
安装孔键槽朝向结构强度大的一面
凸轮运动轨迹尽可能平缓
行程越大,压力角越大,轨迹越陡峭有急弯现象
沟槽凸轮底面和侧面不能太薄,防止淬火后内凹变形或者断裂,Hrc50
沟槽凸轮由于推程回程滚子和沟槽内外侧面接触导致润滑不好,采取上下 滚子错位用一根轴穿起来保证上滚子与内侧面接触,下滚子与外侧面接触
材料选择:高耐磨高硬度,主动件比从动件硬度高3–5度,不能相同硬度
搭配:凸轮铸铁,从动件青铜 凸轮淬硬钢,从动件软青铜或者黄铜或者尼龙
先设计连杆再设计凸轮
从动件参数
从动件结构
从动件运动轨迹
等速(直线)运动
等加速(抛物线)运动
余弦加速度运动(简弦)
正弦加速度运动(摆动)
根据速度和负载推断出的从动件运动形式
借助sw今日制造插件凸轮设计,选择从动件运动形式
从动件类型
尖顶
直动型/摆动型(有支点)
低速载荷小精度高不耐磨损
平底
直动型/摆动型(有支点)
润滑性好(作用力垂直于切线方向)、 高速载荷大易磨损,凸轮轮廓不能内凹
平顶用圆盘代替,滑动变滚动
从动件采用分体结构,增加材料耐磨性
滚轮
直动型/摆动型(有支点)
低速载荷大耐磨损
摆动型需要弹簧锁合
从动件安装位置
与压力角有关,例:中心偏左还是偏右压力角不同,压力角越小越好
从动件运动轨迹
等速(直线)运动
等加速(抛物线)运动
余弦加速度运动(简弦)
正弦加速度运动(摆动)
根据速度和负载推断出的从动件运动形式
借助sw今日制造插件凸轮设计,选择从动件运动形式
槽轮棘轮机构
转到SW软件及插件应用
装配体布局应用(槽轮机构)
连杆机构
平面铰链四杆机构
类型
曲柄摇杆
演化:曲柄滑块
曲柄可以绕机架整圈旋转
偏心(急回特性)/对心(无急回特性)
双曲柄
双摇杆
摇杆不可以绕机架整圈旋转
平行四边形、反四边形机构
参数
压力角
定义:受力方向和运动方向的夹角,通常在45度以内
越小越好,传动效率越高
90度压力角为死点
传动角
压力角的余角 压力角+传动角=90度
空间连杆机构
子主题
SW机构设计
新建–装配体–生成布局
画草图退出草图
布局模式下画草图
新建运动算例
线框模拟
motion分析
新建马达
运动计算
播放▶️
若是时间短,移动键码往右,重新计算
有必要可生成轨迹曲线
接触
布局界面下,新建零件
实体模拟
编辑零件
编辑草图,转换实体引用
如果外部参考选不上,打开过滤器
无需退出草图,点击特征–拉伸实体
到装配体,查看右键点击浮动
配合约束
新建运动算例
四轴转台机构
蜗轮蜗杆结构
凸轮滚子结构