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气囊抛光机器人动态特性分析及优化研究
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作者 周勇宇 姜晨 +1 位作者 姜臻禹 焦培俊 《机械与电子》 2024年第10期61-68,共8页
针对因机器人加工系统振动而影响抛光质量的问题,开展气囊抛光机器人动态特性分析及优化研究。以ABB IRB2600机器人为研究对象,进行模态实验和工况下系统振动特性分析,分析表明系统在工况频带内存在5阶模态,且振动主要发生在11~13 Hz、1... 针对因机器人加工系统振动而影响抛光质量的问题,开展气囊抛光机器人动态特性分析及优化研究。以ABB IRB2600机器人为研究对象,进行模态实验和工况下系统振动特性分析,分析表明系统在工况频带内存在5阶模态,且振动主要发生在11~13 Hz、17~21 Hz、27~28 Hz内,气囊抛光工艺受到严重限制;同时,基于金属橡胶减振技术优化机器人气囊抛光系统动态特性,并进行振动特性和光学元件抛光验证实验。实验结果表明:相对于减振前,减振后的系统振动强度平均减小26.83%;定点抛光中,减振后抛光得到表面粗糙度Ra平均降低17.47%;整面抛光中,减振后抛光得到的整面面型Ra、PSD和PV值分别下降20.18%、44.83%和20.24%,系统优化效果显著,进一步提高了光学元件表面质量。 展开更多
关键词 气囊抛光 机器人 动态特性 金属橡胶 光学元件
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基于NSGA-Ⅲ的机器人气囊抛光工具结构动力学多目标优化
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作者 焦培俊 姜晨 +1 位作者 姜臻禹 周勇宇 《轻工机械》 CAS 2024年第3期37-45,53,共10页
为了提高机器人的加工质量,针对末端执行装置动刚度不足的问题,课题组开展了机器人气囊抛光工具结构动力学优化研究。分别进行了有限元模态分析和实验模态分析,对比验证仿真结果的准确性,找出抛光工具易发生振动的薄弱结构;基于模态分... 为了提高机器人的加工质量,针对末端执行装置动刚度不足的问题,课题组开展了机器人气囊抛光工具结构动力学优化研究。分别进行了有限元模态分析和实验模态分析,对比验证仿真结果的准确性,找出抛光工具易发生振动的薄弱结构;基于模态分析对薄弱结构进行谐波激励得到工况下的振动响应加速度;建立动力学近似模型,以提高基频、降低质量及加速度响应为目标,分别采用非支配排序遗传算法NSGA-Ⅲ(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅲ)和多目标粒子群算法(multi-objective particle swarm optimization, MOPSO)对薄弱结构进行多目标优化,获得最优动力响应的参数组合。结果表明:NSGA-Ⅲ具有更好的优化效果,基频提高了21.62%;4个薄弱部位的最大加速度响应分别下降了73.78%,69.06%,56.15%和28.28%;质量减少了3.32%。该方法有效提高了抛光工具的动态特性。 展开更多
关键词 机器人 气囊抛光 结构动力学 NSGA-Ⅲ 近似模型 谐波激励
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ABB-IRB2600机器人动力学参数辨识方法研究
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作者 周勇宇 黄广荣 《建模与仿真》 2023年第2期1428-1440,共13页
首先通过Lagrange法构建机器人的动力学模型,经过线性变换和动力学参数重组,获取最小惯性参数集。其次,选择傅里叶级数作为激励轨迹,结合MATLAB优化工具箱对傅里叶级数系数进行优化,从而获得最佳的激励轨迹。最后将最优的激励轨迹导入到... 首先通过Lagrange法构建机器人的动力学模型,经过线性变换和动力学参数重组,获取最小惯性参数集。其次,选择傅里叶级数作为激励轨迹,结合MATLAB优化工具箱对傅里叶级数系数进行优化,从而获得最佳的激励轨迹。最后将最优的激励轨迹导入到ADAMS中进行仿真,得出相关数据,并根据最小二乘法计算出待辨识动力学参数估计值,并与理论值进行对比,计算绝对误差。结果表明:仿真实验能够获得较为理想的效果,验证参数辨识方法的正确性。 展开更多
关键词 机器人动力学 MATLAB优化工具箱 Lagrange法 惯性参数 激励轨迹 傅里叶级数 最小二乘法 线性变换
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三轴激光切割方形件组批排样优化建模研究
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作者 孙玉山 周勇宇 《建模与仿真》 2023年第2期1549-1560,共12页
激光切割在处理大件原材料方面具有巨大优势,在激光切割方形件的生产中,排样优化与订单组批问题一直是企业节约原材料和能源使用的关键。在充分考虑其约束并建立其混合整数规划模型后,本文首先按产品的规格即长或宽的尺寸进行分类,将长... 激光切割在处理大件原材料方面具有巨大优势,在激光切割方形件的生产中,排样优化与订单组批问题一直是企业节约原材料和能源使用的关键。在充分考虑其约束并建立其混合整数规划模型后,本文首先按产品的规格即长或宽的尺寸进行分类,将长度或者宽度相同的产品项归为一类,给予它们同一个型号,并排列成一个更大的产品项(item)组成一个栈(stack)。然后将栈(stack)按照从大到小的顺序依次组成条带(stripe),直到达到条带(stripe)长度限制下的条带长度最大值。最后对得到的条带(stripe)进行预处理并利用遗传算法求出可行的排样方式。通过与传统按照每个产品项的ID进行全排列并对其使用遗传算法求解方法对比,本文提出方法使得板材有效利用率提高了近15%,同时也大大提高三轴激光切割的工作效率。 展开更多
关键词 激光切割 混合整数规划模型 排样优化 能源使用 遗传算法 有效利用率 全排列 工作效率
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气囊抛光机器人振动特性对加工质量影响研究
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作者 周勇宇 焦培俊 《建模与仿真》 2024年第2期1444-1454,共11页
针对机器人在加工时易产生振动的问题,开展气囊抛光机器人振动特性对工件加工质量影响的研究。通过建立机器人气囊抛光系统动力学模型,分析抛光反力、主轴转动频率对气囊抛光系统振动影响;以石英玻璃为样件,进行机器人振动响应测量实验... 针对机器人在加工时易产生振动的问题,开展气囊抛光机器人振动特性对工件加工质量影响的研究。通过建立机器人气囊抛光系统动力学模型,分析抛光反力、主轴转动频率对气囊抛光系统振动影响;以石英玻璃为样件,进行机器人振动响应测量实验和抛光实验;研究不同工艺参数的系统振动对工件表面粗糙度、材料去除率和表面形貌的变化规律。实验结果表明:表面粗糙度、材料去除率随系统振动强度的增加而增大;下压量为0.2 mm、主轴转动频率为14~16 Hz、22~26 Hz的系统振动较小,材料去除率较低,获得表面粗糙度较小,适用于精抛阶段。该研究对优化机器人气囊抛光工艺参数,减小系统振动从而提高加工质量具有一定的理论和实践意义。 展开更多
关键词 机器人 气囊抛光 振动特性 表面质量
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基于HyperMesh的汽车踩踏板有限元分析与优化
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作者 黄广荣 周勇宇 《建模与仿真》 2024年第3期2972-2980,共9页
本文以汽车踩踏板为例,利用Creo对踩踏板进行三维建模和简化处理,然后导入到HyperMesh软件中,进行自由约束下的模态分析,求出踩踏板的固有频率和振型,在常用工况下对其进行拓扑优化设计,确定踩踏板的最佳外形结构后进行强度校核,验证优... 本文以汽车踩踏板为例,利用Creo对踩踏板进行三维建模和简化处理,然后导入到HyperMesh软件中,进行自由约束下的模态分析,求出踩踏板的固有频率和振型,在常用工况下对其进行拓扑优化设计,确定踩踏板的最佳外形结构后进行强度校核,验证优化后模型的可靠性,最终在保证踩踏板满足强度要求的情况下,降低了45.38%的质量。 展开更多
关键词 踩踏板 HYPERMESH 模态分析 拓扑优化
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