混联码垛机器人静力学分析

对国内各类码垛机器人结构进行分析,观察发现大部分码垛机器人的结构都采用串联机构,然而在一定条件下,串联机构稳定性差、承受负载能力较小、机器人运动学与动力学性能差;现采用混联机构来弥补串联机构上存在的不足。利用静力学方法将瞬时惯性力系转化为静力系,通过对机器人整体及其部分结构的力系平衡方程建立了机器人的静力学模型。并针对其关键零部件受力分析,进行实例计算和强度分析。结果说明该结构在受载条件下能够满足强度要求。     

码垛机器人整机的有限元分析与优化

利用三维建模软件Solidworks进行4自由度码垛机器人的建模及装配,采用Solidworks Simulation对四轴码垛机器人进行整机的静力学分析,根据四轴码垛机器人8种不同的姿态分析出8种情况。根据等效应力云图分析出腰座的薄弱环节,通过改进腰座三维模型,使得薄弱环节得到加强,整体应力下降,提高了机器人的整体动态性能。     

含过约束的串联机器人受力分析与动力学建模

具有闭环结构的串联机器人常常含有过约束,在受力分析时会出现静不定问题。应用螺旋理论分析了动态下具有闭环结构的串联码垛机器人出现静定问题的本质。采用拆杆法建立了机器人动态下的静力学平衡方程,并基于小变形叠加原理建立相应的变形协调补充方程,进而完成动态下的受力分析并建立了动力学模型。利用Matlab编制相应程序,并进行了实例计算与分析。该研究为此类型码垛机器人结构设计和校核提供了理论基础与依据。该研究方法同样适合其他含过约束的串联机器人,为该类机构受力分析与动力学建模提供了一种新的思路。     

高速重载码垛机器人刚柔耦合模型建立及动态特性分析方法

针对高速码垛机器人高速、高加速度、大负载的工作特性,提出一种考虑关节柔性的高速重载码垛机器人结构建模及动态特性分析方法。首先,建立刚柔耦合动力学模型,对高速重载码垛机器人的关节柔性进行描述; 其次,基于建立的刚柔耦合动力学模型,对机器人的重要动态特性——振动模态进行分析; 最后,设计力锤瞬态激励实验,对2种方法的有效性进行验证。实验结果表明,该结构建模方法有效地分析了高速重载码垛机器人关节柔性的影响,动态特性分析方法有效地分析了机器人的振动模态。     

码垛机器人结构设计与模态分析

随着科技进步和生产自动化水平的提高,码垛机器人在自动化领域应用越来越广泛。而码垛机器人技术在解决劳动力不足、提高劳动生产效率、降低生产成本和工人劳动强度、改善生产环境等方面具有很大潜力。根据码垛机器人的现场作业要求,设计了四自由度的混联机器人,机器人能够实现抓手在三维空间的移动以及围绕机械臂末端的转动。该机器人结构简单,动作范围大,承载能力强,运行速度快。为使机器人具有更合理的结构和动态特性,利用三维建模软件UG建立码垛机器人的三维模型,并导入ANSYS WORKBENCH中进行模态分析,找到机器人振动薄弱的部位,为结构的优化设计提供可靠的理论依据。     

工业机器人装箱与码垛工作站数字孪生系统设计与优化

为优化工业机器人装箱与码垛的作业效率,结合数字孪生技术,在Visual Components软件中搭建了数字孪生模型,完成了基于Siemens S7和Modbus协议的信息物理融合系统架构设计,实现了物理实体与数字模型的实时链接。采用遗传算法规划了工业机器人装箱与码垛最优路径,利用Visual Components软件完成了编程与数字孪生同步验证。利用搭建的数字孪生模型对动力辊道线和机器人的参数进行优化后消除了码垛机器人的怠工状态,同时将装箱与码垛工作站的工作效率提高了13%。该研究可对装箱与码垛工作站提供参考和理论依据。     

白酒码垛机器人静力学分析与结构优化

以白酒码垛机器人为研究对象,利用SolidWorks建立了白酒码垛机器人后臂的三维模型。采用ABAQUS软件对自动码垛机器人重要部件的有限元模型进行静力结构分析,获得了重要部件的应变、应力云图,并根据分析结果优化其结构。优化结果表明:改进后的后臂变形由0.486 4 mm降低到0.090 69 mm,优化增加了码垛机器人的静刚度,满足材料要求的应变范围。该分析方法对自动码垛机器人的设计与改进具有一定的指导意义。     

采用SolidWorks的高速重载码垛机器人的静力学分析和结构优化

以所设计的一种四自由度高速重载码垛机器人为研究对象,建立其简化三维模型。采用机械仿真设计软件Solid-Works Simulation工具首先对模型中零件底座、末端执行器进行静力学分析,并根据分析结果优化其结构,然后对整机在最大载荷情况下的几个典型位姿进行分析,得到整机在工作空间内的应力、应变和位移云图,并进一步优化杆类零件壁厚。对零件的优化提高了码垛机器人的静刚度和动力学性能,通过对整机的分析得到了码垛机器人在工作空间内的静刚度分布特性,为码垛机器人的设计提供了参考依据。     

基于Robotstudio的码垛机器人工作站构建的仿真研究

本文进行了码垛机器人的工作环境分析和参数设计,确定了运动形式和自由度。使用SolidWorks软件构建4自由度物料箱码垛机器人和它的的吸盘三维数字模型,将机器人本体、吸盘的三维模型转化并导入Robotstudio软件进行仿真运行。在Robotstudio软件中构建了码垛机器人工作站仿真的基本流程;然后,构建动态输送链、物料拾起的Smart组件和仿真运行的I/O信号;最后,离线编制机器人堆垛程序,仿真运行,实现其工作站的码垛作业。     

国内码垛机器人应用研究

综述了国内码垛机器人的发展过程和应用现状,探讨了我国码垛机器人在工业应用上实现进一步替代人工码垛作业的可能性,并针对国内卷烟行业卷烟包件自热缩膜包装机封装后的人工码垛作业这一环节,提出建立码垛自动化工业线的解决方案。基于该方案,利用V-REP进行三维仿真,论述该方案的可行性,为码垛机器人在工业生产中的进一步应用和发展提供借鉴性参考。