基于ANSYS Workbench六自由度工业机器人动态特征分析

为了研究一种六自由度工业机器人的动态特征,应用SolidWorks软件建立实体模型,简化模型后基于ANSYS Workbench 环境建立了机器人有限元模型,对机器人进行了模态分析,得到其前十阶固有频率和振型。为了解各阶频率对机器人动态载荷的响应情况,对机器人进行了谐响应分析,得到机器人关键部位沿着x、y、z方向在频域的位移谐响应曲线。分析数据表明,机器人的第4阶和第8阶固有频率对其动态性能影响最大。对六自由度工业机器人进行了随机振动响应分析,获得了机器人各节点在随机激励作用下的振动响应情况,分析数据为机器人控制提供了重要的参考依据。     

基于鳍条效应的柔性夹爪设计与试验研究

针对协作机器人在非结构化或动态变化环境中,对随机目标物体抓取困难的问题,参考鳍条结构,采用热塑性聚氨酯弹性体,结合增材制造技术,提出一种自适应柔性夹爪的解决方案。利用SolidWorks建立模型,在有限元分析软件ANSYS Workbench中通过虚拟正交试验进行静力学分析,完成夹爪结构的优化。在协作机器人Baxter上进行抓取试验。结果表明：设计的柔性夹爪能够满足对日常用品抓取的需要,在抓取形状各异的物体时效果良好,具有较好的自适应性,能够实现无损抓取。     

冲压上下料机器人的运动学分析与优化设计

在SolidWorks环境下构建了一种适用于自动化冲压生产线的5自由度串联机器人,并对机器人工作时上下料运动过程进行了详细描述。同时,针对自动上下料运动过程,运用数学模型进行理论分析,采用D-H法建立第2种机器人坐标系,列出运动学参数、关节变量和齐次变换矩阵,最后求解出运动学方程的正逆解,可与后续实际生产中机器人的真实运动情况做对比。应用ANSYS Workbench对底座先进行拓扑优化,在满足刚度和强度要求的情况下,使得底座质量减少了32.6%,优化效果显著。然后再对拓扑优化后的结果进行多目标参数优化,使其在满足要求的前提下,底座所受的等效应力值尽可能减小,优化效果更好。     

基于IPSO算法的机器人抓取系统刚度优化研究

微小型工业机器人以其强耦合性、可扩展性、高精度被广泛应用到各行业,然而大多数机器人以串联型为主,其结构弱刚度问题会导致机器人动作时产生振动从而影响整体稳定性。以服务型机器人为研究对象,为保证机器人结构刚度以及抓取物体过程的稳定性,对机器人整体结构刚度进行优化。对机器人进行运动学静态建模,利用刚度等效原理计算机器人关节刚度;在抓取位姿范围约束下,将机器人末端刚度椭球半轴长作为优化指标,采用改进粒子群算法(IPSO)对机器人在不同抓取位姿的刚度进行优化,并将结果与遗传算法、粒子群算法的优化结果进行对比;通过ANSYS有限元分析和实验对比机器人优化前后的末端变形量,结果表明：基于IPSO算法的机器人抓取系统刚度优化对提高机器人整体稳定性具有一定意义。     

浇注模拟试验台的设计与仿真分析

为研究铸造机器人在浇注过程中浇包运动学和静力学特性,以浇注模拟试验台为研究对象,运用ADAMS软件对浇注模拟试验台进行运动学模拟,研究试验浇包在试验台上的运动特性并进一步模拟浇包在铸造机器人上的运动规律;运用ANSYS Workbench对试验台进行静力学分析,在试验浇包最大加速度位置时,确定试验浇包转轴的合理位置。分析结果表明:试验浇包以0.052 r/s的角速度转动时,经0.27 s后浇包加速度达到最大,浇包转轴至上端面与距下端面的距离比例约为1.22:1时,转轴的应力最小,设计模型满足浇注作业要求,为铸造机器人浇包运动特性的分析及支撑结构设计提供了一定的参考。     

焊装大型配电房专用翻转机构的仿真分析

焊装大型配电房专用翻转机构通过液压驱动装置推动翻转支架,使固定在翻转支架上的待焊工件处于焊接最佳位置,改善焊接质量。建立并简化大型配电房翻转焊装机构模型,利用ADAMS做机构运动过程仿真,导入ANSYS Workbench对机构整体和固定座、铰链、液压翻转支架等重要零部件进行有限元分析,计算出各零部件的应力、应变。为该翻转机构的优化设计提供了理论依据。     

工业机器人机械臂的结构优化

以ER20-C10六自由度工业机器人的大臂为研究对象,针对其质量轻、强度高、动态特性好的需求现状,采用solidThingking Inspire软件对大臂进行静力学分析,采用ANSYS Workbench软件对大臂进行模态分析,以确定大臂模型是否合理并为最后的效果验证提供依据.采用solidThingking Ins...     

基于虚拟样机技术的并联机床多柔体系统运动学仿真分析

通过对3-TPT并联机床的运动特性进行分析,得出了其运动学方程,由于并联结构的特点,其考虑杆件柔性的多体系统的运动特性难以用方程求解。因此,本文利用有限元分析软件ANSYS,建立了机床柔性杆件的有限元模型,然后利用多体动力学仿真软件ADAMS形成了机床的多体系统模型,对其进行了运动学仿真,得出了运动学仿真曲线,并分别将刚体和柔性体仿真结果进行对比。结果表明柔性多系统的运动较多刚体系统的运动更为平稳,其运动能更真实、准确地反映出并联机器人的实际运动特性。     

重载铸造机器人抓手的设计与有限元分析

针对现有机器人抓手只能连续抓取单一规格或规整形状的铸件或型芯的问题,设计了一种可抓取不同规格铸件的重载铸造机器人用多指异步可翻转式机器人抓手。运用Creo软件建立了重载铸造机器人用多指异步可翻转式抓手的三维实体模型,利用ANSYS Workbench软件对在抓取和翻转两种不同工况下的抓手进行了静力学分析。根据分析结果对抓手进行了设计优化,并对优化后的模型进行了疲劳分析。结果表明,优化模型优于最初设计模型并满足作业要求。结果能为重载铸造机器人抓手的设计提供参考。     

航空发动机叶片焊接机床刚柔耦合建模研究

利用有限元分析软件ANSYS Workbench对机床进行了静力学分析,初步了解了机床的变形情况。根据变形情况,利用动力学分析软件ADAMS对易变形及振动构件柔性化建立了刚柔耦合虚拟样机。在虚拟样机中对焊枪的平动、加减速、高速运动等不同的运动形式进行了仿真,研究分析了滑枕和丝杠的变形和振动情况,对刚性模型和刚柔耦合模型圆弧轨迹进行了对比。结果表明,刚柔耦合虚拟样机能够更真实精确地进行运动学、动力学分析,对机床的设计、改进和误差补偿有重要意义。     

一种新型钢筋折弯机构的设计与仿真分析

为了实现先将钢筋放入网片后再折弯这一工艺,设计一种新型钢筋折弯机构。简化机构,建立数学模型,并使用ADAMS对机构运动学与动力学进行仿真分析,验证机构的合理性,为下一步的有限元分析提供初始数据。使用ANSYS对机构的危险运动状态进行有限元分析,验证机构的可靠性。加工制造出实物样机并进行弯折试验。该机构不仅可以满足这种特殊工艺的要求,而且可作为六轴机器人的执行机构,让钢筋折弯工序更加智能化。     

FRP筒形件车铣钻加工系统的设计与分析

介绍了缠绕成型技术和纤维增强复合材料加工技术的特点。针对现有的加工方法存在的问题,设计了纤维增强复合材料筒形件的车铣钻复合加工系统。根据实际生产加工需要在三维建模软件SolidWorks中对纤维复合材料筒形件的车铣钻加工装置进行总体设计与装配。采用ADAMS进行运动仿真,验证了筒形件夹紧装置在加工过程中能够起到夹紧的作用。为保证加工精度,将关键零部件导入ANSYS Workbench 中进行静力学分析,验证了设计的合理性。     

电磁阀波纹管结构优化与应力数值模拟

面对新能源汽车空调技术的需求，作为空调系统的核心部件电磁阀的性能是系统稳定的关键，而针对电磁阀尤其是其中波纹管结构优化与应力分析的研究甚少。采用有限元分析法，建立波纹管结构简化模型，分析波纹管的波高、壁厚对波纹管的刚度和等效应力的影响。结果表明：波纹管的波高与刚度、等效应力成负相关，壁厚与刚度、等效应力成正相关，设计波纹管结构时，需要综合考虑壁厚、波高、刚度与等效应力影响。以波纹管为研究对象，利用Ansoft Maxwell和ANSYS Workbench建立波纹管的电磁结构耦合有限元模型，通过Ansoft Maxwell电磁场有限元分析得到电磁阀电磁力分布情况，把电磁力作为载荷导入ANSYS Workbench中，对波纹管的主体结构进行动力学分析，得到结构的变形分布情况。     

基于Workbench的民机液压管路疲劳寿命分析

液压管路是民机液压系统的重要部件,在周期性循环压力载荷作用下,极易出现疲劳失效。通过三维软件SolidWorks建立管路的实体模型,将几何模型保存为X_T格式的文件,导入有限元分析软件ANSYS Workbench,得到管路的有限元模型。对该模型进行网格划分和边界条件的施加,对管路进行静力学分析。在此基础上,根据管路的材料属性,利用Workbench中的Fatigue Tool模块进行管路的疲劳寿命分析,进而找出管路易发生故障的位置。研究结果为民机液压系统维修和结构优化设计提供了参考。     

冲压机器人关节速度规划

设计一种四自由度冲压机器人,建立梯形加减速控制算法、S曲线加减速控制算法,通过分析速度、加速度、加加速度对冲压机器人运动的影响,为提高其运动的平稳性,提出一种三次S曲线加减速控制算法,通过ADAMS仿真对比3种控制算法的性能,得出三次S曲线加减速控制算法在运动规划中更具优势,为冲压机器人后续的运动分析和优化提供了参考.     

基于ANSYS Workbench的龙门式折弯机机架模态分析及工作台拓扑优化

为研究龙门式折弯机的静力学性能及其在满载工作时机架的抗振性能,运用ANSYS Workbench对一款龙门式折弯机机架进行有预应力的模态分析,得到静力学分析结果和前6阶固有频率及对应振型。利用拓扑优化,对折弯机工作台进行去除材料的形状优化,根据拓扑优化云图修整形状尺寸,然后在Solid Works中对工作台模型进行重建,将优化后的模型再次导入ANSYS Workbench中进行预应力模态分析,对优化前、后机架的静力学性能和动态特性进行比较和分析。最终,优化后的工作台质量减轻了11.7%,最大等效应力也有所减小,并且,龙门式折弯机的抗振性能不会受到影响,确定了拓扑优化的可行性。     

2P3R型机床上下料机器人动力学分析及仿真

针对自主创新设计的2P3R型机床上下料机器人,建立了D-H坐标系,在此基础上,采用拉格朗日力学的方法详细推导了该机器人动力学数学模型;运用UG软件绘制了该机器人虚拟样机模型并导入到ADAMS中,定义各杆件材料、添加约束和驱动,并对机器人上下料过程进行动力学仿真分析,分析得到该机器人上下料过程中各关节力/力矩变化曲线图。研究结果为该机器人动态设计及动力学控制提供了理论依据。