基于有限元分析的打磨机器人设计与性能研究

基于CAD和CAE技术设计出一种高效率、高精度的新型打磨机器人。通过SolidWorks软件建立了打磨机器人的三维模型,然后对其进行数值模拟。根据静力学研究求得最大应力和最大变形;根据模态分析求得前6阶固有频率和振型。结果表明,该打磨机器人满足刚度和强度要求。     

机器人打磨铸钢件的效率与打磨力研究

对于给定材料与工况环境,磨削效率和砂轮磨削力只与磨削深度、砂轮线速度和工具进给速度3个因素存在直接关系,而磨削效率可由单位时间磨除材料的体积表达.基于自主设计的一套工业机器人打磨系统,针对铸钢材料通过四因素多水平正交试验法,找出了最高磨削效率下各因素的参数值,并分析了磨削参数对磨削力影响的敏感性.通过实时采集机器人关节...     

细长臂打磨机器人结构设计

针对细长圆筒形薄壁壳体设计了打磨机器人,对打磨机器人进行了结构设计,并利用有限元软件 ANSYS 对细长臂进行了优化,以此来保证打磨的精度和效率。试验结果显示,该机器人具有良好的稳定性,能实现高精度的打磨。     

混凝土管端口打磨机器人设计及力学性能分析

为提高预应力钢筒混凝土管道端口的打磨精度和效率,设计了一种新型的自行走式端口打磨机器人。基于构型演变法对该机器人进行了构型设计及结构设计,建立了其力学模型。以插口端打磨机器人应用于4 m口径管道为实例,求解了机器人运行过程中的极限载荷,并进行了有限元仿真分析,分析结果表明,该机器人在运行过程中,强度、刚度满足现场需求。现场试验验证了该机器人具有较高的打磨效率与工作可靠性。     

基于TRIZ理论重载浇注机器人创新设计

TRIZ理论已成为工程领域技术创新的研究热点,文中针对传统浇注机器人存在的问题,运用TRIZ理论描述了设计中存在的技术冲突和物理冲突,确定了对应的TRIZ冲突矩阵和解决原理,并应用物理矛盾分离原理、系统裁剪法及物场分析方法进行建模分析,给出了相应的结构设计方案,有效解决了传统浇注机器人灵活性差、负载小、浇注流量无法实时控制等问题。     

混联机器人结构设计及优化

针对传统开放手术病人创伤大、微创手术医生易疲劳等现状,设计出一种基于混联结构的微创手术机器人。为满足微创手术的各种复杂动作,该机器人采用冗余8自由度结构提高其灵活性;结合球关节结构紧凑特点,所设计机器人采用串并联相结合的混联结构提高自身刚度,满足微创手术机器人高精度、小尺寸要求。依据所设计结构,在Matlab软件中对机器人的运动学、灵活工作空间等求解及仿真,论证了结构设计的合理性。     

爬壁打磨机器人轻量化设计研究

针对大型容器焊缝及热影响区域人工打磨存在效率低、一致性差等问题,根据打磨工艺要求对打磨过程进行了打磨效果及影响因素分析等工艺研究,基于打磨工艺的研究结果对爬壁打磨机器人进行了功能和性能需求分析,建立了总功能图和具体功能原理模型,通过对比分析各功能原理解确定了爬壁打磨机器人的结构方案,详细研究了爬壁打磨机器人的关键结构并进行了样机打磨试验。结果表明:空载转速4 000 r/min、正压力10 N为打磨工艺的最佳参数值;爬壁打磨机器人打磨效率为1.12 m2/h,打磨后壁面呈现镜面效果,粗糙度Ra≤25μm,达到了设计要求,具有较高的工程应用价值。     

机器人砂带打磨路径规划

为了解决机器人砂带打磨系统在路径规划中产生的偏置刀触线局部自相交问题,保证机器人打磨系统的加工质量和效率,构建了一种基于映射法和轮廓提取法的偏置刀触线去自交的算法.首先,研究了基于等残留高度法的轨迹生成的原理;然后,分析了轨迹生成时刀触线自相交的原因,为解决此问题,提出了基于映射法和轮廓提取法的偏置刀触线去自交的算法;...     

打磨清洗工业机器人系统的应用

以智能制造生产为研究对象,介绍了一种利用工业机器人进行零部件自动打磨清洗的方案。该系统处于智能生产线的中端,前端工艺为零部件加工,后端工艺为检测、分拣,均可利用工业机器人实现无人化柔性生产。文章对打磨清洗工业机器人系统的结构、通信以及控制等方面进行研究,使工业机器人通过与视觉系统、外部控制可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,PLC）进行通信,完成传送带精确取料、自动打磨及清洗工作,不与任何设备和其他机器人发生干涉,大大提高了生产节拍,降低了生产成本。     

四通件机器人打磨抛光方案设计与工艺研究

针对工业机器人对四通件打磨抛光的特点和工作过程,提出了一种利用工业机器人对五金产品进行打磨抛光方案,研究了机器人力控原理及打磨抛光相关工艺.采用Solidworks建立虚拟样机,设计机器人夹手和定位工装,构建机器人的五金四通件测试平台,研究其打磨测试参数及打磨效果.结果表明,采用240#的砂带进行打磨,砂带转速变化范围1000～1250 r/min,发泡轮硬度为30,砂带机的发泡轮的硬度为40,能够较好地实现本产品的打磨抛光,该方法为相关产品的打磨抛光实际应用提供了理论指导和数据参考,有助于提高生产效率,提高企业经济效益.     

桥式切石机有限元分析

应用UG软件对桥式切石机横梁和纵向支座建立了三维实体模型。应用UG软件的有限元分析功能对其建立了有限元模型并进行了分析。结果表明：横梁的变形和应力均在合理范围内,刚度和强度是足够的;横梁和纵向支座存在应力集中。建议对横梁进行去应力退火和时效处理、优化结构设计并提高加工精度。     

精密切削过程三维有限元分析

采用有限元方法模拟三维精密切削过程,包括三维正交切削和三维斜角切削。切屑和刀具的摩擦应力采用修正库仑摩擦方程来计算,工件的流动应力是应力、应变、应变率和温度的函数,采用局部网格重划分技术。通过三维切削模拟可以获得在不同刃倾角精密切削过程的条件下切屑形状、切削力和切削温度场的分布情况。仿真结果表明:刃倾角对主切削力和切深抗力影响不大,但对切屑形状、进给抗力和切削温度场分布影响较大。     

堆垛机器人底座的有限元分析

堆垛机器人是一种常见的工业机器人,一旦该机器人底座发生破坏,由于其本身较大的惯性与较高的操作速度,必将造成灾难性的后果。为保证堆垛机器人的安全,对在运行过程中不同工况下的堆垛机器人底座进行了安全性能分析校验。     

不锈钢(0Cr18Ni11Ti)切削力和切削温度的有限元分析

基于Deform-2D有限元分析软件,建立了热力耦合、平面应变模型和正交试验表,模拟了不锈钢（0Cr18Ni11Ti）的车削加工过程,分析了刀具几何参数、切削参数以及换热系数对工件切削力和切削温度的影响,为提高不锈钢的加工表面质量提供了有价值的参考数据,并为下一步的切削参数优化奠定了基础。     

切削加工有限元仿真与应力分析

为研究不同切削参数对切削力、切削温度和切削应力的影响,采用回归正交试验设计方法,用大塑性变形的有限元法仿真了在不同切削参数下直角自由切削铝合金7075时的切削力、切削温度的变化规律,并分析了切削区微观应力、应变率等的分布状态。     

正交切削加工有限元模型的建立及其关键技术

基于几种假设的基础上,建立了金属正交切削加工的热力耦合的有限元模型,并分析了正交切削有限元模拟涉及的关键技术。     

切削深度对超精密切削过程影响的有限元分析

基于大变形有限元理论和更新的拉格朗日方程式 ,建立了热耦合的平面应变正交切削有限元仿真模型。采用通用的商业非线性有限元软件 ,对无氧铜超精密切削加工过程进行了仿真 ,研究超精密切削过程中切削深度对切削力、残余应力、等效应力、等效应变和切削温度的影响。通过对超精密切削有限元仿真结果的分析 ,可以优选出合理的切削参数。     

螺纹铣削切削力有限元分析及试验

为了研究螺纹铣削法加工钛合金螺纹时切削力随切削参数的变化规律,通过对材料本构关系、刀—屑接触及切屑分离准则进行分析,建立了能反映刀具自转、公转及轴向进给运动的三维螺纹铣削模型。利用该模型对每齿进给量和切削速度对切削力的影响进行分析,结果表明:切削力随每齿进给量的增大而增大,随切削速度增加而减小,且每齿进给量对切削力的影响较为显著。通过螺纹铣削试验对所建立的三维铣削模型进行验证,表明所建立模型的误差最大为14%,可满足实际加工需要。     

预应力切削钛合金的有限元分析

为揭示预应力切削对钛合金Ti6Al4V加工表面残余应力的调整机理,探讨切削时锯齿形切屑的形成过程,基于预应力切削原理建立了钛合金的预应力切削有限元模型,模拟了0、280 MPa和560 MPa这3种预应力下的锯齿形切屑形成过程以及已加工表面的残余应力分布。结果表明:采用预应力切削方法可以调整钛合金已加工表面的残余应力状态;预应力对锯齿形切屑的形成过程和切屑特征无明显影响;在材料弹性极限内施加越大的预应力,表面层残余压应力效果越显著,次表层最大残余压应力值越高,残余压应力层分布也越深。     

CBN刀具正交切削钛合金温度场的有限元分析

应用ABAQUS/Explicit软件建立了钛合金Ti6Al4V的二维正交切削模型,采用温度—位移耦合分析步,研究了CBN刀具二维正交切削Ti6Al4V时切削参数及刀具前角对切削温度的影响。研究结果表明,切削速度、切削厚度的增大均会使切削温度升高,其中切削速度对切削温度的影响最大,切削厚度次之;切削温度随着刀具前角的增大而降低,但当前角继续增大至20°后,切削温度略有上升。切削区高温分布区域随切削速度的增加而有所减小,随着切削厚度的增加,切削区高温分布区域增加。