现代制造工程 ›› 2023, Vol. 512 ›› Issue (5): 65-73.doi: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2023.05.010

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基于NSGA-Ⅱ的热压系统上下料机械手结构优化设计

徐巍,朱怀志,钟宇超,余成成   

  • 出版日期:2023-05-18 发布日期:2023-06-12

  • Online:2023-05-18 Published:2023-06-12

摘要: 为实现热压系统上下料装置的轻量化设计,提出将响应面法和NSGA-Ⅱ算法相结合的多目标优化方法。以上下料机械手结构质量、最大变形和二阶模态固有频率作为优化目标,以机械手支撑立柱的壁厚、边长和取件手臂壁厚、宽度作为优化参数,进行参数化建模,采用Box-Behnken方法设计4因素3水平试验,并通过ANSYS Workbench有限元软件得到仿真结果。采用二阶响应面法,对目标函数与变量参数之间的非线性关系进行预测,并将预测数据与实际值比较,验证该方法具有良好的准确性和可行性。采用NSGA-Ⅱ算法对多目标优化的Pareto前沿解进行搜索,选择Pareto解集中的第55组解,即支撑立柱的壁厚为5 mm,边长为89 mm,取件手臂壁厚为7 mm,宽度为78 mm,宽度取整为80 mm。经过仿真证明,上下料机械手模型质量从307.89 kg减小到223.72 kg,减重比高达27.34%。优化后结构的最大变形量从0.394 mm增大到0.475 mm,满足最大变形量不超过1 mm的设计要求。二阶模态固有频率从47.57 Hz减小到46.19 Hz,降幅较小。运用ADAMS软件对上下料装置进行运动学仿...

关键词: 热压系统, 机械手, NSGA-Ⅱ算法, 多目标优化, Pareto前沿解

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