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楔横轧上料机器人设计与分析

作者：郭凯,张静,寇子明,等. 日期：2022-11-22/span> 浏览：1261 查看PDF文档

楔横轧上料机器人设计与分析*

郭凯1,2,3,张静1,2,3*,寇子明1,2,3,郭宏伟4,夏峰5,单天松5

(1.太原理工大学机械与运载工程学院,山西太原 030024;2.山西省矿山流体控制工程技术研究中心,

山西太原 030024;3.矿山流体控制国家地方联合工程实验室,山西太原 030024;4.哈尔滨工业大学

机电工程学院,黑龙江哈尔滨 150006;5.青岛海德马克智能装备有限公司,山东青岛 266111)

摘要:在楔横轧机轧制过程中,为了实现对大质量、大尺寸轴类零件的灵活抓取与大范围的稳定转运作业,设计了一种新型楔横轧上料机器人。该机器人分别利用六连杆机构和四连杆机构实现机身的两次升降运动和水平摆动,并基于拉紧机构和回转关节实现夹钳的开闭和翻转,从而完成对大尺寸轴类零件的转运。首先,依据机构运动原理简图,结合大尺寸轴类零件带来的重载抓取和转运要求,进行了机器人三维虚拟样机设计;然后,采用DH参数法推导了机器人运动学的正逆解,通过Robotics Toolbox建立了机器人的运动仿真模型,并基于蒙特卡洛法规划了机器人的工作空间;最后,利用ADAMS对机器人虚拟样机进行了动力学仿真分析,获得了各驱动部件及关键杆件上各铰接点的受力和力矩变化曲线。研究结果表明:机器人末端夹钳的水平移动范围为-889mm～1172mm,纵向移动范围为1548mm～2551mm,证明机器人末端夹钳可灵活抓取物料,并可完成大范围的稳定转运;该结果可为超大型轴类楔横轧制设备的自动化上料提供一种解决方案。

关键词:重载机器人;机构设计;运动学分析;动力学分析;灵活抓取;零部件转运;DH参数法

中图分类号:TH122;TP242文献标识码:A文章编号:1001-4551(2022)09-1269-09

本文引用格式:

郭凯,张静,寇子明,等.楔横轧上料机器人设计与分析［J］.机电工程,2022,39(9):1269-1277.

GUO Kai, ZHANG Jing, KOU Zi-ming, et al. Design and analysis of feeding robot for cross wedge rolling mill［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2022,39(9):1269-1277.