本文選題：折彎機(jī)器人 + 動靜態(tài)特性��； 參考：《東南大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：折彎機(jī)器人是鈑金自動化加工系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備,其主要功能是實現(xiàn)板料折彎過程中的自動上下料和跟隨折彎加工等。折彎機(jī)器人的性能對產(chǎn)品的加工效率和質(zhì)量具有重要的影響。目前,鈑金自動化加工系統(tǒng)正朝著高速、高精度的方向發(fā)展,對折彎機(jī)器人的動靜態(tài)性能提出了更高的要求。本文以HR50折彎機(jī)器人為研究對象,針對整機(jī)進(jìn)行動靜態(tài)分析,并對運(yùn)動部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。本文的主要研究內(nèi)容如下：1.建立整機(jī)的有限元模型,在XYZ三個主要行程上各取10個工位進(jìn)行靜力學(xué)分析。通過變形云圖和參考點的位移分析整機(jī)的靜剛度,并研究工位對剛度的影響。通過應(yīng)力云圖分析各受力零部件和連接部位的強(qiáng)度和應(yīng)力集中。靜力學(xué)分析為改善某些部位的強(qiáng)度、避免應(yīng)力集中和之后的優(yōu)化設(shè)計提供了參考。2.通過有限元模態(tài)分析和模態(tài)實驗相結(jié)合的方式分析整機(jī)的動態(tài)特性,獲得了模態(tài)振型及其對應(yīng)的頻率,篩選對工作平臺的振動影響較大的振型,為后期的優(yōu)化設(shè)計提供參考。3.開展HR50折彎機(jī)器人整機(jī)的剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)仿真分析。通過實驗獲得導(dǎo)軌滑塊結(jié)合部的剛度和阻尼參數(shù),并建立等效模型,使用Craig-Bampton法建立柔性體模型,結(jié)合實驗測試得到的加速度響應(yīng)曲線建立驅(qū)動進(jìn)行仿真。分析手腕前端在Y向和Z向運(yùn)動時的精度。4.使用變密度法對Y軸的橫隔板進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化,尋求最佳的材料分布形式�；诰W(wǎng)格變形技術(shù)對Y軸和Z軸的外殼進(jìn)行形狀優(yōu)化,使用HyperMorph建立形狀變量,以質(zhì)量為約束,以靜力作用下的位移和模態(tài)分析的低階頻率建立的組合柔度指數(shù)作為目標(biāo),尋求最優(yōu)解,得到更合理的外形形狀。
[Abstract]:Bending robot is the key equipment in sheet metal automatic processing system. Its main function is to realize automatic loading and unloading and following bending processing during sheet metal bending. The performance of bending robot has an important effect on the processing efficiency and quality of the product. At present, the automatic processing system of sheet metal is developing in the direction of high speed and high precision, which puts forward higher requirements for the dynamic and static performance of bending robot. In this paper, HR50 bending robot is taken as the research object, the dynamic and static analysis of the whole machine is carried out, and the optimal design of the moving parts is carried out. The main contents of this paper are as follows: 1. The finite element model of the whole machine was established, and the statics analysis was carried out at 10 stations on each of the three main trips of XYZ. The static stiffness of the whole machine is analyzed by the deformation cloud map and the displacement of the reference point, and the influence of the working station on the stiffness is studied. Stress cloud diagram is used to analyze the strength and stress concentration of various parts and joints. Static analysis provides a reference for improving the strength of some parts, avoiding stress concentration and optimizing design. Through the combination of finite element modal analysis and modal experiment, the dynamic characteristics of the whole machine are analyzed. The modal modes and their corresponding frequencies are obtained, and the vibration modes which have a great influence on the vibration of the working platform are selected, which can provide a reference for the optimization design in the later stage. The rigid-flexible coupling dynamics simulation analysis of HR50 bending robot is carried out. The stiffness and damping parameters of the rail slider joint are obtained by experiments, and the equivalent model is established. The flexible body model is established by using Craig-Bampton method, and the acceleration response curve obtained from the experiment is used to establish the driving force for simulation. The precision of the front end of the wrist in Y and Z directions is analyzed. The method of variable density is used to optimize the transverse partition of Y axis to find the best material distribution form. Based on the mesh deformation technique, the shape of Y-axis and Z-axis shell is optimized. The shape variables are established by HyperMorph, and the combined flexibility index of displacement under static force and the low frequency of modal analysis is taken as the target. An optimal solution is obtained and a more reasonable shape is obtained.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242;TG305

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本文編號：1947775