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焊接机器人整体结构轻量化

时间：2017-11-10 来源：机器人在线 阅读：7142
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焊接机器人整体结构轻量化

总结

本文以经济型焊接机器人为分析研究对象，并分别对其进行运动学与动力学方程的建立、有限元的静应力分析、模态分析、结构优化设计等几个方面进行研究分析的，其主要内容包括:
 (1)了解焊接机器人的总体结构，分析各连杆之间的位置关系，利用Soildworks三维实体建模软件对其整体结构进行实体建模。
 (2)要理解参考坐标系以及位置矢量等概念，应用理论D-H法建立坐标系并找出其主要的运动参数，运用解析法对机构进行分析推导出焊接机器人的运动学方程，并对其进行运动学正解进行求解，同时运用Matalb软件对焊接机器人各驱动力矩进行计算，对其运动的轨迹进行仿真分析，从而为今后的静力学方面的分析打下了坚
实的基础。
(3)将焊接机器人的实体模型导入通过三维软件Soildworks中的无缝接口输入ANSYS Workbench工作平台当中，对其进整体结构进行静应力分析找出最危险工况时焊接机器人大臂是易破坏部位。
(4)在焊接机器人底盘处施加约束，对其强迫模态进行求解，提取了前七阶模态，获得了焊接机器人整体模型的动态特性，该结果可用于预防工作中共振问题，为今后的结构优化做铺垫。
(5)利用ANSYS Workbench工作平台来分析焊接机器人的大臂结构，并对其本体结构优化，共计三个步骤:第一步是运用拓扑优化的方法来确定其结构的最优拓扑;第二步是利用形状的优化方法，确定给定设计条件下的最佳的边界形状;第三步就是尺寸优化方法，确定各处结构的最终尺寸;通过这种拓扑优化的方法使经济型机器人焊接系统的关键部位结构得到优化其同时重量减轻，得到优化后的经济型机器人后还要运用有限元分析校核其构件强度，从而实现大臂结构的优化与整体结构的轻量化。
 
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