e-works数字化企业网  »  文章频道  »  产品创新数字化(PLM)  »  CAE

再设计:让机器人拥有灵巧的手臂

2015/12/21    来源:安世亚太        
关键字:再设计  机器人  结构模拟  
本文为安世亚太机器人大臂和小臂结构再设计的案例,与大家分享。

    机器人统治世界?个人总觉得还很遥远。说点不遥远的,机器人取代人力,替代生产线上从事简单、重复、高强度劳动的工人正在成为现实。

    在制造业成本飙升的压力下,采用机器人降低成本已经成为不少企业的选择。由于机器人可以全天候生产,而且生产精度高,废品率大幅降低,这大大提高了生产效率,适应了工业转型升级的需要。据了解,售价为三十余万元人民币的机器人投入使用后,通常几年的时间就可收回成本。

    机器人目前在结构化工作环境下做程序化、规定性动作,真正需要灵巧性的环境,机器人捉襟见肘。某专家表示,机器人用来触碰世界的双手的发展速度不及它们“大脑”中的计算机。机器人的“大脑”正以极快的速度发展,高性能和不断下降的价格就是体现。最大的问题是完成工作所用的手臂。

图4 典型的工业机器人

图4 典型的工业机器人

    典型的工业机器人一般是由机座、腰部、大臂、小臂、腕部和手部联接而成,这种机器人结构简单,控制容易,响应快,成本低,在工业中应用最广泛。其中臂部相当于人的大臂小臂,是主要执行部件,带动腕部和手部按一定轨迹运动。机器人的主要运动是由臂与腕的运动来实现的,臂部运动用于完成主运动,腕部运动用于调整手部在空间的姿态。

    基于突破性的铸造工艺和工程仿真技术,安世亚太联合苏氏集团,对机器人手臂进行再设计,在刚度、强度保持不变的情况下,大大提高了手臂的轻便型、灵活性、精度和可靠性,同时,减重后电机的驱动功率要求更低,使运营能耗大幅降低。

机器人大臂结构再设计

    采用精铸铝合金结构代替钢板焊接结构,基于对结构强度/刚度的要求而改变各部位材料厚度及加强筋结构形式,大臂质量由126.1Kg减小到50.25Kg,减重达60%,大幅度减低机器人驱动功率,节省用户使用成本,再设计结构的静强度指标(屈服强度安全系数和抗拉强度安全系数等)与原始结构保持基本一致,动/静刚度均有提高,从而有助于提高定位精度、对编程轨迹的跟踪精度、以及系统稳定性等关键性能指标。再设计结构摒弃了所有容易产生失效问题的焊接部位,极大提高了整个大臂结构在长期运行条件下的可靠性。

图5 机器人大臂结构

图5 机器人大臂结构

责任编辑:吴星星
本文为e-works原创投稿文章,未经e-works书面许可,任何人不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用。如已是e-works授权合作伙伴,应在授权范围内使用。e-works内容合作伙伴申请热线:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐