变压器是电力行业中的重要设备,其作用是改变交流电压。铁芯作为变压器的核心部分,直接影响到变压器的技术性能、经济指标和运行的安全可靠性。目前大型变压器铁芯的制造工艺均采用人工叠片,工人依靠经验和肉眼观察来保证叠片的精度。但是人工叠片效率低、叠片质量参差不齐,繁琐的叠片工艺易使工人烦躁、疲惫。查阅相关资料,发现目前国内外没有用于大型变压器叠片的设备。为了解决大型变压器人工叠片存在的上述问题,设计了大型变压器自动叠片机器人。主要研究内容如下:(1)根据叠片工艺的特点设计了自动叠片机器人的整体机械结构,并对关键部件视觉相机、机械臂传动板、吸盘支架等进行了分析。对伺服电机的惯量匹配方法进行研究,选出了自动叠片机器人所用伺服电机的型号。(2)利用ANSYS软件对承受载荷最大的横梁进行了静力学分析,得到了其变形和应力,并使用ANSYS优化模块对横梁截面进行尺寸优化,使横梁在满足变形要求的条件下重量减小了 33.24%。对龙门机架的立柱、横梁及桥架进行模态分析,得到了其前四阶固有频率。最后对立柱的稳定性进行了分析。(3)使用ANSYS瞬态动力学模块研究三个叠片机械臂运动到叠片位置后横梁的振动规律,并提出了减弱横梁振动对叠片精度影响的措施。(4)推导了位置误差和姿态误差的关系。采用矩阵微分法建立叠片机械臂误差模型,并基于误差模型对影响叠片机械臂位置精度的误差源进行了灵敏度分析,得到需要重点关注的误差源。采用蒙特卡洛法对叠片机械臂位置精度可靠性进行了分析,并给出了提高叠片机械臂位置精度的措施。