焊接机器人大臂的模态分析
时间：2017-11-10
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焊接机器人大臂的模态分析
将经济型焊接机器人大臂的实体模型导入有限元分析软件ANSYS Workbench中进行分析，大臂材料的具体参数如表4-2所示。运用Soild45单元对焊接机器人的大臂进行网格划分，划分后共形成32297个单元，56957节点。划分网格后的有限元模型如图4-3所示。划分网格后对大臂结构的前4-7阶模态进行求解，求解结果如图，由前4-7阶分析结果可知，变形主要集中在大臂上部如图4-4所示，具体的固有频率如表4-3所示。
根据上述分析结果发现，焊接机器人的大臂上部是固有频率较大的部位，因此需对该处结构进行加强，但是单纯的改进会引起质量的增加，是不符合轻量化要求的。所以在考虑焊接机器人轻量化的前提下，找出更加合理的方案将质量富余部位的质量转移到刚度较弱位置是下一步要重点研究的问题。
本章通过SoildWorks与ANSYS无缝连接接口直接将焊接机器人的整体CAD模型、大臂模型分别导入ANSYS Workbench中进行模态分析，根据有限元模态分析的结果得知了各阶固有频率和振型等动态性能特性，总体上看该经济型焊机机器人满足结构强度和刚度设计要求，通过一系列的验证说明机器人机械总体结构设计是具有可靠性的。通过本章的分析、计算，可以得出以下的结论:(1)模态分析结果表明焊接机器人的大臂上部是固有频率较大的部位，因此需对该处结构进行加强;(2)各零部件都具有较高的共振频率，工作中不易发生共振，构该经济型焊接机器人的结构动力学性能良好。
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