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对其四自由度关节型工业码垛机器人进行调查分析,主要研究的内容包括:通过ISIGHT平台的轨迹与动力学优化,可降低关节驱动力矩,从而减少能耗;通过结构拓扑优化,可降低整机重量,并为结构定型提供指导。在工业码垛机器人的数学模型建立中,为便于机构分析,建立了三维虚拟机构。对机器人的逆运动学进行求解,得到逆运动学方程。在此基础上,运用Kane法建立动力学方程,推导出各个关节的驱动力矩。为轨迹优化及动力学优化建立了数学模型基础。
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发那科码垛机器人应用场景
用Matlab软件对其工作空间进发那科机器人伺服产品行模拟仿真,在此基础上编写了人机交互界面的参数化工作空间执行程序,通过该程序可以简单而快速得到该型工业码垛机器人工作空间参数和图形。在工业码垛机器人的轨迹优化与动力学优化中,轨迹规划作为工业码垛机器人工作中保证货物取放与生产线间有序运行的重要策略。
在此基础上,提出以轨迹的时间分段点与各段关节角速度分配值共同作为变发那科机器人附加设备量,以关节加速度曲线的峰值优化为目标,在Isight软件平台下调用Matlab程序模块,优化结果表明各关节加速度峰值明显下降。然后将优化后的轨迹方程代入正运动学方程对其进行仿真验证,证明了优化后轨迹的正确性。在轨迹优化基础上,运用Isight软件,在动力学数学模型下以其配重参数为变量进行优化,以驱动力矩的峰值优化为目标,使优化后的驱动峰值力矩下降。
在工业码垛机器人的拓扑优化中,以ANSYS软件APDL命令流对机器人大臂进行建模,在已知的边界条件和载荷下为寻求相对合理的结构形式,对机器人重要的构件大臂进行结构拓扑优化分析,在两种不同的工况下得到拓扑优化云图,可为下一步的形状优化和尺寸优化提供优的材料分布和设计方案。
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