桁架机器人的动态特性研究及轨迹规划

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随着制造业向智能制造方向的转型升级,桁架机器人在物流运输工业中被广泛运用,已成为智能制造业中不可或缺的一部分。而桁架机器人在实际工作中产生的变形和振动以及运动轨迹的选择将会直接影响其加工精度、稳定性以及能耗。传统的设计方法变的越来越难以满足现代制造业的要求。因此亟需寻求更精确、高效的现代设计方法来解决这一问题。本文将主要采用理论分析、仿真分析、与现场试验相结合的方法对桁架机器人的动态特性及轨迹规划进行研究,主要研究内容如下:首先,介绍了桁架机器人在动态特性和轨迹规划方面的国内外发展现状,针对智能物流工厂输送线中的实际需求及桁架机器人的工作原理进行了桁架机器人的整体结构设计,并基于Solid Works平台对桁架机器人进行了三维建模。其次,使用ABAQUS有限元方法以及现场试验方法,对桁架机器人进行整体的动态特性分析。通过模态分析和频率响应分析,求解出桁架机器人前10阶固有频率、振型以及频率响应曲线。并采用调节机器人的工作运行速度的方法,使其工作频率远离结构的固有频率,从而避免工作中出现结构共振现象。再次,本课题利用了有限元的动态显示方法,比较分析了三种伺服电机速度控制曲线对桁架机器人动态冲击的影响,根据其动力学仿真实验结果,可以看出桁架机器人在“S型”速度控制曲线下工作过程中的受到的动态冲击最小。最后,根据桁架机器人的工况特征,提出了四种码垛路径。并基于时间、能耗依次对四种码垛路径进行轨迹规划分析,确定出合理的码垛路径。利用ADAMS仿真平台对桁架机器人进行运动仿真分析,其仿真结果验证了理论设计分析的可靠性,并保证了桁架机器人工作效率和平稳运行。
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