轴承套锻造线上下料机器人大臂刚度有限元分析
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- 有限元分析的常规做法1 绪论
1.1 研究背景及意义
机器人是一种典型且具有代表性的可编程、拟人化、通用性，能够自主运作及多轴联动的装备[1]。它需要很高的技术来支撑，应用的领域非常广泛，作为一种新时代的新兴起的设备对加工制造业以及信息化社会的发展起了巨大的作用，未来对社会机器人的需求必然大大增加，机器人产业将会是一种新的产业。
机器人的种类可谓是门类齐全，其分类的方法也是花样繁多，标准不一。如果按其用途来分类，可大致分为产业机器人、服务机器人、室外作业机器人、特殊环境机器人、数控机器人等多种类型[1]。如果按领域来分，那么可分为工业机器人和特种机器人。其中工业机器人是一种能执行搬运操作及其他加工制造任务的机器人。工业机器人是一种自我执行命令的机械装置，凭借着自己的动力系统以及控制系统来完成所需的某种功能的设备。它按照人类所编写的程序来执行，完全服从人类的指挥。
工业机器人由机械本体、动力系统和指挥系统三个基本部分组成。工业机器人在结构上也有类似人行走的双腿、大臂、小臂、手指等部分构成，其上也有模仿人类接触的皮肤感觉器、模仿耳朵的声传感器、力传感器等等[2]。这一类的传感器增强了工业机器人适应各种不同环境的能力。
如今，工业机器人已经应用于多个领域，例如采矿行业、加工制造行业、自动化生产等。工业机器人的应用提供了生产的自动化，保证了生产的高效进行，不仅提高了效率而且还保证了工人的安全。全球很多国家使用机器人的实践表明了使用机器人来代替人劳动是实现生产力提高的有效手段。随着人力成本的增加，人类会更倾向于自动化的机器人来减少成本的支出。未来，机器人的使用会走进千家万户，会越来越受大家的认可。机器人也许某一天会像手机电脑一样成为我们周围环境中的一部分。
本文主要对构成机器人的大臂部分进行刚度的分析，大臂是机器人的主要承载机构，机器人大臂的刚度特性将直接影响机器人的寿命和整体的性能。在一定的工况下，大臂会不断地承受来自重物的冲击，在不断的冲击下大臂会产生变形，大臂加工作业的精度就会降低，并且还会影响整个机器人部分的运行，造成结构的失稳或局部破坏，以至于机器人的安全性得不到保障。机器人大臂的刚度越大，机器人在提升重物的情况下，大臂的振动量就会越小，抗振动的能力就会大大增强，因此对机器人大臂进行研究具有十分重要的意义。在机器人大臂整体的设计中，可能有局部存在缺陷的地方，像有些地方刚度强，另一些地方则刚度薄弱，利用Msc.Marc2010对机器人大臂进行刚度分析就能得出缺陷之处，进而对大臂部分进行合理的设计起到了重要的作用。...
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