在實(shí)際工作過(guò)程中,壓鑄模取件機(jī)械手在低頻率下會(huì)產(chǎn)生明顯的振動(dòng),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(diǎn)對(duì)機(jī)械手進(jìn)行靜力學(xué)分析、模態(tài)分析,并針對(duì)實(shí)際工況分析瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)特性。同時(shí),運(yùn)用遺傳算法-極限學(xué)習(xí)機(jī)（GA-ELM）模型對(duì)機(jī)械手振動(dòng)變形量進(jìn)行預(yù)測(cè)。以影響機(jī)械手振動(dòng)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(zhǎng)度及其橫截面直徑,以機(jī)械手末端振動(dòng)最大變形量為輸出參數(shù),對(duì)其振動(dòng)情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。最后,對(duì)比實(shí)際仿真,驗(yàn)證了預(yù)測(cè)結(jié)果的可靠性。 

【文章來(lái)源】：計(jì)算機(jī)仿真. 2019,36(09)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【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(duì)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(duì)要分析的機(jī)械手進(jìn)行網(wǎng)格劃分。3動(dòng)力學(xué)分析3．1靜力分析靜力分析是計(jì)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(xiǎn)工況，實(shí)際工作過(guò)程當(dāng)中，機(jī)械爪末端的應(yīng)力和應(yīng)變最大，故只針對(duì)此工況進(jìn)行靜力分析。對(duì)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(lái)模擬機(jī)械手的實(shí)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(guò)仿真結(jié)果機(jī)械手應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D可知，長(zhǎng)550mm、橫截面直徑為30mm的機(jī)械臂末端節(jié)點(diǎn)處在施加15N、20N、25N的重力載荷時(shí)，其變形量最大值分別為0．61mm、0．76mm、0．87mm，均可滿足實(shí)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(jì)提供指導(dǎo)。系統(tǒng)受激勵(lì)強(qiáng)迫振動(dòng)時(shí)，若激勵(lì)的頻率和系統(tǒng)的固有頻率接近，強(qiáng)迫振動(dòng)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(jì)和實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中必須避免共振的產(chǎn)生。一個(gè)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(duì)低階的固有頻率進(jìn)行研究。現(xiàn)對(duì)機(jī)械手進(jìn)行振動(dòng)模態(tài)分析，以確定機(jī)械手的固有頻率。仿真對(duì)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(dòng)頻率在40Hz左右時(shí)，此類型壓鑄模取件機(jī)械手振動(dòng)變形明顯，在此階段頻率下會(huì)影響到機(jī)械手整體穩(wěn)定性及工作過(guò)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(duì)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(duì)要分析的機(jī)械手進(jìn)行網(wǎng)格劃分。3動(dòng)力學(xué)分析3．1靜力分析靜力分析是計(jì)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(xiǎn)工況，實(shí)際工作過(guò)程當(dāng)中，機(jī)械爪末端的應(yīng)力和應(yīng)變最大，故只針對(duì)此工況進(jìn)行靜力分析。對(duì)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(lái)模擬機(jī)械手的實(shí)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(guò)仿真結(jié)果機(jī)械手應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D可知，長(zhǎng)550mm、橫截面直徑為30mm的機(jī)械臂末端節(jié)點(diǎn)處在施加15N、20N、25N的重力載荷時(shí)，其變形量最大值分別為0．61mm、0．76mm、0．87mm，均可滿足實(shí)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(jì)提供指導(dǎo)。系統(tǒng)受激勵(lì)強(qiáng)迫振動(dòng)時(shí)，若激勵(lì)的頻率和系統(tǒng)的固有頻率接近，強(qiáng)迫振動(dòng)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(jì)和實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中必須避免共振的產(chǎn)生。一個(gè)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(duì)低階的固有頻率進(jìn)行研究�，F(xiàn)對(duì)機(jī)械手進(jìn)行振動(dòng)模態(tài)分析，以確定機(jī)械手的固有頻率。仿真對(duì)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(dòng)頻率在40Hz左右時(shí)，此類型壓鑄模取件機(jī)械手振動(dòng)變形明顯，在此階段頻率下會(huì)影響到機(jī)械手整體穩(wěn)定性及工作過(guò)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(dòng)。3．3瞬態(tài)動(dòng)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
[1]注塑機(jī)械手的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與振動(dòng)控制[D]. 張博.廣東工業(yè)大學(xué) 2015
[2]采伐聯(lián)合機(jī)機(jī)械手結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性研究[D]. 汪振鳳.東北林業(yè)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3264755