裝校機(jī)器人關(guān)鍵件結(jié)構(gòu)優(yōu)化及可靠性分析.pdf

1、裝卸搬運(yùn)機(jī)械是現(xiàn)代物流機(jī)械中必不可少的機(jī)械設(shè)備。而裝卸搬運(yùn)機(jī)器人是裝卸搬運(yùn)機(jī)械中機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化程度較高的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展和多學(xué)科相互滲透的產(chǎn)物。隨著工業(yè)機(jī)器人的興起，裝卸搬運(yùn)機(jī)器人在各行各業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，它代替了復(fù)雜的人類勞動(dòng)，完成了某些人類不可能完成的任務(wù)，極大地減輕了人工勞動(dòng)，提高了工作效率。
　　 本文所研究的裝校機(jī)器人的裝校對(duì)象對(duì)定位精度有著極高的要求，因此，為了滿足這一要求，該裝校機(jī)器人除了

2、具有一般裝卸、搬運(yùn)功能之外，還可以對(duì)待裝模塊進(jìn)行六個(gè)方向的姿態(tài)調(diào)節(jié)，從而將模塊精確地安裝在待裝位置上。在對(duì)裝校機(jī)器人進(jìn)行功能分解，關(guān)鍵技術(shù)研究分析和精度分析的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵件的變形程度對(duì)模塊的定位精度有著非常重要的影響。
　　 作為裝校機(jī)器人的支撐件，立柱的變形程度直接決定了模塊的定位精度，其力學(xué)性能的好壞關(guān)系到裝校機(jī)器人系統(tǒng)的安全性和可靠性，是裝校機(jī)器人能否實(shí)現(xiàn)六自由度姿態(tài)調(diào)節(jié)功能的關(guān)鍵。因此本文針對(duì)這一目的，對(duì)裝校機(jī)器人的

3、關(guān)鍵件—立柱進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和可靠性分析。
　　 本文根據(jù)立柱的實(shí)際工況，建立了其幾何力學(xué)模型，采用ANSYS Workbench 11.0有限元分析軟件，對(duì)立柱進(jìn)行了結(jié)構(gòu)靜力分析，得到了其變形和等效應(yīng)力的大小和分布情況。分析發(fā)現(xiàn)立柱的X向最大變形超過變形誤差的范圍，會(huì)嚴(yán)重影響到定位精度，需對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，利用ANSYS Design Xplorer模塊對(duì)立柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，并得到了最終優(yōu)化方案，極大地改善了立

4、柱的力學(xué)性能，滿足了模塊定位精度的需求。
　　 最后，為了確保立柱結(jié)構(gòu)的安全可靠，本文利用ANSYS軟件中結(jié)構(gòu)分析模塊和PDS(Probability Design System)概率設(shè)計(jì)模塊，采用GUI交互式操作和命令流相結(jié)合的方式，對(duì)優(yōu)化后的立柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了可靠性分析，證明了優(yōu)化的正確性。分析結(jié)果表明優(yōu)化后的立柱結(jié)構(gòu)可靠度高，安全可用。
　　 本文成功的實(shí)現(xiàn)了對(duì)裝校機(jī)器人立柱結(jié)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)和可靠性分析，既提高了立柱