机器人在线 > 资讯 > 技术干货 > 工业机器人大臂多目标优化模型

工业机器人大臂多目标优化模型

时间：2017-07-19 来源：机器人在线阅读：8296 原创

以焊接机器人大臂的质量、受到的应力和总体变形做为目标参数，初始设计值为L=1075，W=245，H =185，导入workbench中求解，进行优化求解。其优化模型如公式

4.5工业机器人大臂优化算法设计

多目标优化模型，在大臂优化设计中，并非只有一项设计要求。因为大臂的运动要求较高，需要对大臂进行多目标优化。按照优化的各项指标分别建立目标函数

，这些目标函数称为分目标函数。将t个分目标函数

构成的多目标优化问题的数学模型一般表达式写成:

式中二表示待优化的设计变量，

表示待优化的质量目标函数，

表示为最大等效变形，

表示为大臂所受最大应力。约束条件为

表示为变量的约束条件。运用workbench软件的Design Explorer来实现大臂的多目标快速优化。

多目标优化问题的求解与单目标优化问题的求解有根本区别。对于单目标优化问题，任何两个解都可以用目标函数值比较方案的优劣。但对于多目标优化问题，任何两个解不一定都可以评判出优劣。一般而言，单目标优化问题得到的解释最优解，而多目标优化问题，使几项分目标，同时达到最优的解叫绝对最优解。如果能够获得绝对最优解，对于多目标优化问题是十分理想的，但这个使用一般方法比较难以实现。所以workbench很好的解决了这个问题。

4.6工业机器人大臂优化结果与验证

针对该机器人大臂进行的优化分析，通过Ansys Workbench软件的多目标驱动优化功能，得出焊接机器人最优长度、宽度和高度。通过优化该大臂参数，在机械设计中使用了Ansys Workbench软件进行多目标驱动优化。通过此种方法，可以大大提高产品设计效率，降低设计成本与效率。大臂主要参数优化结果如表4.4所示。

得到优化数据后，对大臂模型进行修改重新建模，将优化前与优化后的应力变化和最大变形用ansys软件进行分析与对比。用ansys对大臂静力学分析，其结果如图4.9和4.10所示。

焊接机器人从图4.9和图4.10中可以看出，最终在保证最大变形位移不增加情况下，大臂优化后质量减小，应力和最大变形相对减小，优化效果良好。

4.7本章小结

本文运用了ansys中workbench软件，Ansys有限元软件是目前CAE的主流分析软件之一，在全球拥有最大的用户群。对于结构复杂的焊接机器人大臂很实用。对焊接机器人大臂三维建模后进行进行受力分析，研究大臂的受力特点。在此基础上，对大臂进行数学建模。对焊接机器人大臂进行结构设计优化，从轻量化，最大变形最小和结构应力三个方面考虑，在此基础上对大臂的主要参数进行分析，通过实验数据分析，得出各个参数对目标函数的敏感度，画出对目标函数敏感度大的参数对目标函数的关系图并分析其曲线变化。最后利用workbench的全局优化对大臂进行优化。通过对焊接机器人大臂进行优化后，静力刚度得到了提高。优化后的重量也相应地减小了。通过优化后的参数对大臂重新建模，对比优化前后的应力和最大变形量，证明了大臂的稳定性和刚度的提高，验证了全局优化对焊接机器人的实用性。

焊接机器人焊接机器人若干优化技术研究技术干货

机器人在线版权与免责声明：

1.凡本网注明[来源：机器人在线]的所有文字、图片、音视和视频文件，版权均为机器人在线(www.imrobotic.com)独家所有。如需转载请与021-60717199联系。任何媒体、网站或个人转载使用时须注明来源“机器人在线”，违反者本网将追究其法律责任。

2.本网转载并注明其他来源的稿件，均来自互联网或业内投稿人士，版权属于原版权人。转载请保留稿件来源及作者，禁止擅自篡改，违者自负版权法律责任。

3.本网评论版块中各网友的评论只代表网友个人观点，不代表本站的观点或立场。