在實際工作過程中,壓鑄模取件機(jī)械手在低頻率下會產(chǎn)生明顯的振動,影響機(jī)械手的工作精確度以及機(jī)械手整體穩(wěn)定性。應(yīng)用有限元重點對機(jī)械手進(jìn)行靜力學(xué)分析、模態(tài)分析,并針對實際工況分析瞬態(tài)動力學(xué)特性。同時,運(yùn)用遺傳算法-極限學(xué)習(xí)機(jī)（GA-ELM）模型對機(jī)械手振動變形量進(jìn)行預(yù)測。以影響機(jī)械手振動的因素作為輸入?yún)?shù),包括工件重力載荷、水平慣性載荷、機(jī)械臂的長度及其橫截面直徑,以機(jī)械手末端振動最大變形量為輸出參數(shù),對其振動情況進(jìn)行預(yù)測。最后,對比實際仿真,驗證了預(yù)測結(jié)果的可靠性。 

【文章來源】：計算機(jī)仿真. 2019,36(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

某公司壓鑄模取件機(jī)械手

＃?繽?2所示。之后將機(jī)械手的三維模型導(dǎo)入ANSYS中，進(jìn)行有限元分析，對于裝配好的機(jī)械手，固定部件之間采用綁定方式進(jìn)行，并設(shè)置好相應(yīng)的關(guān)節(jié)副，對要分析的機(jī)械手進(jìn)行網(wǎng)格劃分。3動力學(xué)分析3．1靜力分析靜力分析是計算結(jié)構(gòu)在固定不變的載荷作用下的響應(yīng)，如位移、應(yīng)力、應(yīng)變等，也就是探究結(jié)構(gòu)受到外力后變形、應(yīng)力和應(yīng)變的大小。靜力分析只需要分析其危險工況，實際工作過程當(dāng)中，機(jī)械爪末端的應(yīng)力和應(yīng)變最大，故只針對此工況進(jìn)行靜力分析。對機(jī)械手末端施加豎直向下的不同力載圖2機(jī)械手有限元模型荷，來模擬機(jī)械手的實際工作狀況。圖3機(jī)械手靜力分析(15N載荷)仿真結(jié)果圖通過仿真結(jié)果機(jī)械手應(yīng)力應(yīng)變云圖可知，長550mm、橫截面直徑為30mm的機(jī)械臂末端節(jié)點處在施加15N、20N、25N的重力載荷時，其變形量最大值分別為0．61mm、0．76mm、0．87mm，均可滿足實際生產(chǎn)的要求。3．2模態(tài)分析模態(tài)分析就是分析系統(tǒng)的各階固有頻率和振型，從而為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供指導(dǎo)。系統(tǒng)受激勵強(qiáng)迫振動時，若激勵的頻率和系統(tǒng)的固有頻率接近，強(qiáng)迫振動的振幅可能達(dá)到很大的幅度，這種現(xiàn)象叫做共振，機(jī)械手在設(shè)計和實際生產(chǎn)過程中必須避免共振的產(chǎn)生。一個系統(tǒng)有很多固有頻率，機(jī)械手的工作頻率一般在0到500Hz之間，屬于低階頻率，所以只需對低階的固有頻率進(jìn)行研究。現(xiàn)對機(jī)械手進(jìn)行振動模態(tài)分析，以確定機(jī)械手的固有頻率。仿真對機(jī)械手前十階模態(tài)進(jìn)行分析，如圖4所示，由模態(tài)分析結(jié)果可知，當(dāng)機(jī)械手振動頻率在40Hz左右時，此類型壓鑄模取件機(jī)械手振動變形明顯，在此階段頻率下會影響到機(jī)械手整體穩(wěn)定性及工作過程中取移工件的精確度。所以應(yīng)當(dāng)避免機(jī)械手在4

中，進(jìn)行有限元分析，對于裝配好的機(jī)械手，固定部件之間采用綁定方式進(jìn)行，并設(shè)置好相應(yīng)的關(guān)節(jié)副，對要分析的機(jī)械手進(jìn)行網(wǎng)格劃分。3動力學(xué)分析3．1靜力分析靜力分析是計算結(jié)構(gòu)在固定不變的載荷作用下的響應(yīng)，如位移、應(yīng)力、應(yīng)變等，也就是探究結(jié)構(gòu)受到外力后變形、應(yīng)力和應(yīng)變的大小。靜力分析只需要分析其危險工況，實際工作過程當(dāng)中，機(jī)械爪末端的應(yīng)力和應(yīng)變最大，故只針對此工況進(jìn)行靜力分析。對機(jī)械手末端施加豎直向下的不同力載圖2機(jī)械手有限元模型荷，來模擬機(jī)械手的實際工作狀況。圖3機(jī)械手靜力分析(15N載荷)仿真結(jié)果圖通過仿真結(jié)果機(jī)械手應(yīng)力應(yīng)變云圖可知，長550mm、橫截面直徑為30mm的機(jī)械臂末端節(jié)點處在施加15N、20N、25N的重力載荷時，其變形量最大值分別為0．61mm、0．76mm、0．87mm，均可滿足實際生產(chǎn)的要求。3．2模態(tài)分析模態(tài)分析就是分析系統(tǒng)的各階固有頻率和振型，從而為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供指導(dǎo)。系統(tǒng)受激勵強(qiáng)迫振動時，若激勵的頻率和系統(tǒng)的固有頻率接近，強(qiáng)迫振動的振幅可能達(dá)到很大的幅度，這種現(xiàn)象叫做共振，機(jī)械手在設(shè)計和實際生產(chǎn)過程中必須避免共振的產(chǎn)生。一個系統(tǒng)有很多固有頻率，機(jī)械手的工作頻率一般在0到500Hz之間，屬于低階頻率，所以只需對低階的固有頻率進(jìn)行研究。現(xiàn)對機(jī)械手進(jìn)行振動模態(tài)分析，以確定機(jī)械手的固有頻率。仿真對機(jī)械手前十階模態(tài)進(jìn)行分析，如圖4所示，由模態(tài)分析結(jié)果可知，當(dāng)機(jī)械手振動頻率在40Hz左右時，此類型壓鑄模取件機(jī)械手振動變形明顯，在此階段頻率下會影響到機(jī)械手整體穩(wěn)定性及工作過程中取移工件的精確度。所以應(yīng)當(dāng)避免機(jī)械手在40Hz左右頻率的受迫振動。3．3瞬態(tài)動力學(xué)特性機(jī)械手屬

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3264755