基于正交试验的工业机器人机械臂的结构优化和轻量化

来源：机床与液压杂志2021年第5期北京时间：

作者：陈超，陈贺贺，武姝婷，王杰

单位：江苏科技大学机械工程学院；江苏科技大学机械工程学院；；

摘要：以ER20-C10六自由度工业机器人的大臂为研究对象,针对其质量轻、强度高、动态特性好的需求现状，在保证大臂现有功能的基础上，采用正交试验设计对大臂的最优结构进行研究，通过多次正交试验，将各个影响因素的取值范围不断缩小，最终确认最优的大臂结构。采用ANSA软件对优化后的大臂进行几何清理和网格划分；采用solidThinking Inspire软件对优化后的大臂进行静力学分析，采用ANSYS Workbench软件对优化后的大臂进行模态分析，最后将分析结果与原模型的分析结果进行对比，发现优化后的大臂在提高强度、刚度和最小安全系数的同时减轻了质量。对大臂进行轻量化研究，大幅度减轻大臂质量的同时，最大应力比结构优化后的大臂更小，为工业机器人机械结构研发提供了参考。

关键词：工业机器人;正交试验;结构优化;轻量化;有限元分析

基金资助：镇江市2016年度科技创新项目（GY2016002）