机器人磨抛机机身结构的模糊优化设计.pdf

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1、第8期组合机床与自动化加工技术NO．82015年8月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueAug．2015文章编号：1001—2265(2015)08—0o47—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．08．012机器人磨抛机机身结构的模糊优化设计马凯威，刘建春，黄海滨，林晓辉，林彦锋(1．厦门理工学院机械与汽车工程学院，福建厦门361024；2．厦门思尔特机器人系统有限公司，福建厦门361023)摘要：针对机器人专用自动磨抛机机身结构优化设计复杂的问题，采用模糊有限元优化方

2、法，选取位移和频率等参数为约束条件，质量为目标函数。通过对机身结构各个相关尺寸的灵敏度分析选取出了最佳的设计变量。在模糊优化求解过程中，利用改进的水平截集法，取得了在最大范围内求出最优解的可能性。最后，通过原始方案和优化方案的对比表明在满足预定设计要求的条件下，优化后机身的质量下降了约15％，为x-,_lk机器人专用设备关键零部件的结构优化设计提供了有益的探索。关键词：机身结构；灵敏度；模糊有限元；优化设计中图分类号：TH114；TG165文献标识码：AFuzzyOptimalDesignonFrameStructureofRobotPolishingMachin

3、eMAKai．wei，LIUJian．chun，HUANGHai—bin．LINXiao．hui．LINYan．feng(1．SchoolofMechanical＆AutomotiveEngineering，XiamenUniversityofTechnology，XiamenFujian361024，China；2．XiamenSiertRobotSystemsCo．Ltd．，XiamenFujian361023，China)Abstract：Amethodwasmadetofindasolutiontodesigningframestructureforrob

4、ots，usingfuzzyfiniteelementoptimizationmethod，thedeformationandnatural~equencyasconstraintconditions，andmassaso~ecfivefunction．Determinationoftheoptimumdesignvariablesbysensitiveanalysisofeachrelevantdi—mensionsontheframestructure．Intheprocessofsolvingfuzzyoptimization，animprovedoptim

5、alvectorlevelcutsetmethodwasusedtomakethepossibilityofobtainingtheoptimalsolutioninmaximumrange．Finally，theoptimalqualityoftheflamestructurefallsbyabout15％throughthecontrastoforiginschemesandoptimizationprogramthatmeetsthedesignrequirementsofconditions，anditalsoCandobeneficialex—plora

6、tionforthestructureoptimizationofspecializedcomponentsonindustrialrobots．Keywords：flamestructure；sensitivities；fuzzyfiniteelement；optimaldesign数对机械结构进行模糊有限元求解的方法；Wen等0引言通过分析主轴箱的模糊信息，确定了模糊有限元优化机器人自动磨抛系统具有效率高、成本低、柔性好等约束的隶属函数，对高速立式加工中心主轴系统进行优点，被广泛应用于航空叶片、高档水暖器材和汽轮机叶了优化设计。但国内外关于机器人自动磨抛机关键

7、结片等具有复杂空间自由曲面产品的磨抛加工。。在该系构的模糊优化尚未进行深人研究。统中，工业机器人起步比较早，相关技术已经非常成熟，因于是，本文提出采用模糊优化中设计准则模糊性此自动磨抛机的设计成为了近几年研究的热点。的方法，结合机器人自动磨抛机的实际受力情况对机国内外关于工业机器人自动磨抛机的结构设计和身结构进行有限元优化设计。关键零部件的布局已经有了不少的研究，但是对于机1机身机构模糊有限元分析身等关键结构的优化设计并不多见，而模糊优化所涉及材料的性能参数、结构的尺寸大小和物体的边界1．1机身结构分析条件等因素都可以是模糊数，这使实践工程问题中复机器人专用自动磨

8、抛机的机身