桁架機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，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)機器人在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級過程中起到重要作用，其應用也越來越廣泛。桁架式工業(yè)機器人作為柔性智能制造生產(chǎn)線的關鍵組成部分，起到串聯(lián)自動加工設備、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生產(chǎn)線的運行及產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，但由于國產(chǎn)工業(yè)機器人在設計制造方面與國外仍有較大差距，在設計階段缺乏深入的理論計算及優(yōu)化設計分析。所以為提高其工作性能，采用現(xiàn)代先進的

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

3、響應隨著載荷位置的不斷移動而變化，建立桁架機器人耦合時變系統(tǒng)動力學模型，研究移動末端質(zhì)量以不同初速度及加速度運動的情況下，橫梁的動力響應及撓度變化。再次，通過有限元仿真分析與監(jiān)測實驗相結(jié)合的方法對桁架機器人的結(jié)構(gòu)及典型工況進行分析，運用Matlab進行加速度信號的頻域積分處理，分析了負載及速度對桁架機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)的改進建議。最后，制定桁架機器人結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，進行立柱結(jié)構(gòu)的改進及橫梁結(jié)構(gòu)多目