王文军，李福送，林伟健

基于ABAQUS的模块化机械手动静态分析及结构优化

王文军，李福送，林伟健

（柳州工学院 机械工程学院，广西 柳州 545000）

模块化机械手在焊接过程中，运动到某些位置时出现振动幅度比较大的现象，影响了焊接的精度和质量。对模块化机械手进行动静态分析，首先利用三维软件UG NX 12.0对模块化机械手进行建模，再利用有限元分析软件ABAQUS对模块化机械手进行静力学分析和模态分析。静力学分析结果表明：模块化机械手结构的刚度和强度达到工作性能要求。动力学分析结果表明：模块化机械手第1阶固有频率（1＝30.870 Hz）和减速器输入最小的转频（29.13 r/min）很接近，容易出现共振现象。在对第6轴结构优化后进行验证分析，得出第1阶固有频率为36.033 Hz，比原来提高了16.72%，远离了减速器的输入转频，避免了共振。本研究为对模块化机械手改进提供了理论依据。

模块化机械手；ABAQUS；固有频率；共振；结构优化

工业机器人是一种能自动控制并可重复编程的多功能操作机，在改进生产模式、优化工作环境、提高产品质量、降低运营成本等方面赢得了企业的广泛关注，目前广泛应用于搬运、装配、焊接、涂装等领域[1]。工业机器人的种类和样式繁多，模块化机械手是其中之一，优点是方便安装与拆卸、价格相对较便宜。模块化机械手在焊接过程中，有时会出现剧烈振动现象，影响焊接精度和质量，且噪声较大。

目前，已有学者对工业机器人的动静态特性进行研究，胡义华[2]利用ANSYS软件对物流货物抓取机械手关键构件的结构进行模态分析，得出构件具有良好的动力学性能。……