桁架機(jī)器人耦合特性分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、隨著“中國制造2025”規(guī)劃的不斷推進(jìn)，智能制造成為中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主攻方向，而工業(yè)機(jī)器人在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級過程中起到重要作用，其應(yīng)用也越來越廣泛。桁架式工業(yè)機(jī)器人作為柔性智能制造生產(chǎn)線的關(guān)鍵組成部分，起到串聯(lián)自動加工設(shè)備、提高生產(chǎn)效率的重要作用。其結(jié)構(gòu)的合理性直接會影響整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行及產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，但由于國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人在設(shè)計(jì)制造方面與國外仍有較大差距，在設(shè)計(jì)階段缺乏深入的理論計(jì)算及優(yōu)化設(shè)計(jì)分析。所以為提高其工作性能，采用現(xiàn)代先進(jìn)的

2、分析及設(shè)計(jì)方法對機(jī)器人結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析優(yōu)化具有十分重要的意義。
　　本文總結(jié)了國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展及相關(guān)研究現(xiàn)狀，結(jié)合桁架機(jī)器人本體自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以探討桁架機(jī)器人工作過程中的動態(tài)響應(yīng)及結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)為目的，進(jìn)行了理論、仿真分析及實(shí)驗(yàn)研究。首先，針對桁架機(jī)器人典型工況，建立基于RecurDyn的剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型，分析橫梁、滑臺等結(jié)構(gòu)的柔性對末端執(zhí)行器運(yùn)動軌跡精度的影響。其次，針對桁架機(jī)器人末端質(zhì)量在橫梁上水平移動過程中，其整個(gè)系統(tǒng)的動態(tài)

3、響應(yīng)隨著載荷位置的不斷移動而變化，建立桁架機(jī)器人耦合時(shí)變系統(tǒng)動力學(xué)模型，研究移動末端質(zhì)量以不同初速度及加速度運(yùn)動的情況下，橫梁的動力響應(yīng)及撓度變化。再次，通過有限元仿真分析與監(jiān)測實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法對桁架機(jī)器人的結(jié)構(gòu)及典型工況進(jìn)行分析，運(yùn)用Matlab進(jìn)行加速度信號的頻域積分處理，分析了負(fù)載及速度對桁架機(jī)器人工作性能的影響，并確立了橫梁作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化對象并提出了結(jié)構(gòu)的改進(jìn)建議。最后，制定桁架機(jī)器人結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，進(jìn)行立柱結(jié)構(gòu)的改進(jìn)及橫梁結(jié)構(gòu)多目