針對大負載碼垛機器人關(guān)節(jié)傳動精度的問題,對四關(guān)節(jié)碼垛機器人第二軸關(guān)節(jié)傳動結(jié)構(gòu)中起傳遞扭矩作用的齒輪軸進行了研究。對機器人裝配過程中影響工業(yè)機器人運行精度的潛在因素進行了歸納,提出了改善齒輪軸受力情況的改進方法,降低了工業(yè)機器人在運行過程中齒輪軸與RV減速機之間產(chǎn)生預壓力的可能性;利用SolidWorks軟件建立機器人三維模型,采用ANSYS、ADAMS軟件對機器人第二軸關(guān)節(jié)傳動結(jié)構(gòu)進行了分析;增設了軸承用于齒輪軸導向與支撐,并進行了仿真分析,對改進后的樣機進行了重復定位精度測試。研究及測試結(jié)果表明:改進后的結(jié)構(gòu)可改善齒輪軸的受力情況,減少因裝配工藝、零部件誤差等因素對機器人運行精度的影響,對關(guān)節(jié)型機器人的結(jié)構(gòu)設計具有一定的借鑒意義。

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【部分圖文】：

圖1TKR4180型機器人三維模型

本文所研究的碼垛機器人是某公司研發(fā)的型號為TKR4180型四關(guān)節(jié)碼垛機器人,最大負載為180kg,其整體三維模型如圖1所示。碼垛機器人的主體結(jié)構(gòu)是基于平衡吊原理的連桿機構(gòu)[9-10],具有承載能力大、穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省能耗等特點。TKR4180型碼垛機器人具有4個旋轉(zhuǎn)軸關(guān)....

圖2第二軸關(guān)節(jié)傳動結(jié)構(gòu)圖

由于第二軸關(guān)節(jié)所受負載轉(zhuǎn)矩較大,筆者以第二軸關(guān)節(jié)傳動結(jié)構(gòu)進行分析。關(guān)節(jié)傳動結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中,二軸電機采用南京埃斯頓自動化有限公司產(chǎn)品,型號為EMG-50DSA24,電機參數(shù)如表1所示。

圖3齒輪軸Mises等效應力圖

通過分析得到VonMises等效應力(即馮米斯應力,表示模型內(nèi)部的應力分布,當應力值達到屈服極限時,材料產(chǎn)生屈服),齒輪軸等效應力結(jié)果如圖3所示。從圖3可知,在輸入齒輪軸輪齒與減速機行星輪輪齒正確嚙合的情況下,輸入齒輪軸僅受到減速機行星輪的反作用力矩所形成的反向扭矩;當交流伺服....

圖4非正確嚙合情況輪齒軸受力

除此之外,輸入齒輪軸還會受到預壓作用力F′2,該作用力垂直于接觸面,沿嚙合線方向作用在輸入齒輪軸輪齒上,形成附加彎矩,受力分析如圖4所示。以圖4(a)所示裝配狀態(tài)為分析模型,測量得δ1=0.92mm,δ2=0.49mm。采用ADAMS動力學仿真軟件計算得嚙合輪齒之間的最大接觸....

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