ANSYS 的机器人系统龙门行走装置有限元

1 概述
　　数据驱动机器人系统主要应用于焊接底座类焊接件，根据产品多年的使用反馈，发现该焊接系统在启动制动过程中震动比较大，对焊缝的质量有影响，所以说，其还有较大的改进空间。因此，考虑机器人在保证焊接系统强度、刚度的基础上，进一步减小焊接过程中产生的震动[1-4]。
　　机器人焊接时需要 X 轴、Y 轴参与动作，但这样容易产生抖动。机器人传感时快速回退振幅最大可达 10 mm，严重影响使用和工作效率，所以，现在只能降速使用，现在现场速度约为 X＝4.8 m/min，Y＝Z＝2.4 m/min，但还是会对焊缝成型造成影响。
　　为了减小工作时产生的震动，我们通过对焊接系统进行静力学分析和动力学分析，使其在最大速度 2/3 时枪尖的振幅小于 2 mm，并在 2 s 之内不再抖动。
2 设备现有参数
　　X 轴：行程＝12 m，速度＝0～15 m/min，加速度为机器人系统内设，只能在 0%～100%变更。
　　Y 轴：行程＝5 m，速度＝0～15 m/min，加速度为机器人系统内设，只能在 0%～100%变更。
　　Z 轴：行程＝3.2 m，速度＝0～15 m/min，加速度为机器人系统内设，只能在 0%～100%变更。
　　由于龙门行走装置在启、制动情况下焊接机械手焊枪端振动比较大，对焊接质量有影响，所以，此系统目前只能降速使用，降速幅度达到 50%，严重影响工作效率。

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结论

经过分析，得出以下2个结论：①增加4个立柱对龙门装置横梁静态变形影响不大，但有利于减少整个龙门装置的启、制动情况下的振幅；②运用有限元法可以定性分析机构不同改进方案的振动幅值，对改进方案的可行性判断有重要的参考意义，能够为改进机构振动提供支持。

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