基于NSGA-Ⅲ的机器人气囊抛光工具结构动力学多目标优化

作     者：焦培俊 姜晨 姜臻禹 周勇宇 JIAO Peijun;JIANG Chen;JIANG Zhenyu;ZHOU Yongyu

作者机构：上海理工大学机械工程学院上海200093 

出 版 物：《轻工机械》 (Light Industry Machinery)

年 卷 期：2024年第42卷第3期

页      面：37-45,53页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51475310) 

主　　题：机器人 气囊抛光 结构动力学 NSGA-Ⅲ 近似模型 谐波激励 

摘      要：为了提高机器人的加工质量,针对末端执行装置动刚度不足的问题,课题组开展了机器人气囊抛光工具结构动力学优化研究。分别进行了有限元模态分析和实验模态分析,对比验证仿真结果的准确性,找出抛光工具易发生振动的薄弱结构;基于模态分析对薄弱结构进行谐波激励得到工况下的振动响应加速度;建立动力学近似模型,以提高基频、降低质量及加速度响应为目标,分别采用非支配排序遗传算法NSGA-Ⅲ(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅲ)和多目标粒子群算法(multi-objective particle swarm optimization, MOPSO)对薄弱结构进行多目标优化,获得最优动力响应的参数组合。结果表明:NSGA-Ⅲ具有更好的优化效果,基频提高了21.62%;4个薄弱部位的最大加速度响应分别下降了73.78%,69.06%,56.15%和28.28%;质量减少了3.32%。该方法有效提高了抛光工具的动态特性。