锻造机器人金属橡胶关节阻尼设计及振动抑制

来源：机床与液压杂志2022年第11期北京时间：

作者：陈卫彬，王丽丽，孙宏伟，邱贝贝，袁明新

单位：中国船舶重工集团公司第七一六研究所；中国船舶重工集团公司第七一六研究所；中国船舶重工集团公司第七一六研究所；连云港杰瑞自动化有限公司；江苏科技大学冶金与材料工程学院

摘要：为了抑制锻造车间内锻压机等设备给锻造机器人造成的残余振动，开展机器人的金属橡胶关节阻尼设计及其振动抑制性能分析。基于冲击响应理论获得锻造环境中锻压机冲击的半正弦脉冲激励；根据SPONE的线性弹簧假设及关节刚-柔耦合特性，在COMSOL 平台上建立了六自由度锻造机器人的几何模型；对锻造机器人关节中金属橡胶垫片的减振阻尼特性进行分析；最后在COMSOL平台上完成了7种状态下锻造机器人的振动响应试验，并对丝径分别为0.10、0.20、0.25、0.30 mm的4种金属橡胶关节阻尼进行了残余振动抑制测试。测试结果表明：当关节4~关节6都呈0°时，极限状态4下无阻尼机器人末端最大位移为0.19 mm；而4种金属橡胶关节阻尼的机器人末端位移分别降低了85.8%、99.5%、100%和100%，且金属丝径为0.25 mm时抑振效果最好，从而验证了在锻造机器人中增加金属橡胶关节阻尼抑制残余振动的有效性。

关键词：锻造机器人;冲击响应;金属橡胶阻尼;残余振动;振动抑制

基金资助：国家重点研发计划“智能机器人”重点专项(2018YFB1309100)；江苏省科技成果转化专项资金项目(BA2019092)