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焊接机器人整体结构的模态分析

时间：2017-11-10 来源：机器人在线 阅读：10586
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焊接机器人整体结构的模态分析

几何模型的建立

运用三维软件SoildWorks对焊接机器人的各组成部分进行建模，完毕后将各零件装配为整体，组装后的焊接机器人结构如图4-1所示。
 

网格的划分

通过SoildWorks与ANSYS无缝连接接口直接将焊接机器人的整体CAD模型导入ANSYS Workbench中进行分析，这样有利于数据的完整性。划分网格前在ANSYS模型模块中对焊接机器人的模型进行分区处理[[57]，分区完毕后运用soild45单元对焊接机器人整体结构进行网格划分，划分完毕后共生成102756个节点和57437个单元。

施加约束与求解

对物体结构进行模态的分析时，不用在待分析的结构上施加载荷的，只要对其边界条件进行相应的处理即可。但由于焊接机器人的底座、大臂、小臂都是具有上万个自由度的大型系统，要把它全部固有频率和振型向量都求解出来是非常困难的，而且各阶振型的线性组合可以离散地表达出来，在这些阵型中低阶振型对结构的影响是最大的，它完全可以决定结构的动态特性，因此在研究系统的响应时，求解出少量的固有频率和振型向量就可以进行分析。本文在焊接机器人底盘施加约束，对其强迫模态进行求解，提取了前七阶模态，得到了焊接机器人整体模型的前七阶固有频率和固有振型。求解后前7阶模态的频率值如表4-1所示，由于前3阶的频率较小，所以无研究意义不以考虑，从第4阶开始的各阶模态如图4-2所示。
 
 
结合实际经验与模态分析结果可以发现焊接机器人大臂在整个工况过程中承受关节、小臂、末端执行器的重力，它是整个焊接机器人结构中发生破坏比较严重的位置，所以需要对大臂结构单独进行模态分析。
 
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