专用锻造机械臂轻量化设计及仿真分析

针对锻造生产过程中存在的工人劳动强度大和生产效率低等问题,本文对某生产线专用锻造机械臂进行轻量化设计。通过对机械臂夹持器进行创新设计,减小夹持工件时夹持器所需的最大驱动力,并采用有限元软件,对机械臂进行极限位置处的静力学分析,得到了机械臂最大变形约3.64mm,最大应力约38MPa。同时,以最大变形为约束条件,以横梁质量最轻为优化目标,建立有限元数学模型,在满足机械臂末端承载能力的前提下,采用有限元整体分析和响应面优化相结合的方法,对机械臂进行优化设计。优化结果表明,优化后的机械臂最大变形减少约8%,机械臂横梁质量减少约25%,达到了专用锻造机械臂轻量化设计的目的。该研究为机械臂的后续优化工作提供一定的参考价值。