《表1 工业机器人通用支架的原始几何参数》

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《一种工业机器人支架的轻量化设计与应用研究》

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对于工业机器人产品而言，结构产品对重量的敏感度最高，轻量化在降低能耗、改善运动灵活性、提高荷载等方面至关重要。文章对工业机器人的某通用支架进行拓扑优化，通过Hyperworks软件对原有零件的工况条件进行CAE分析，在设计域内根据分析结果重新规划传力路径及最佳材料分布，从而达到拓扑优化的目的，最终结合金属SLM技术实现拓扑优化结构的制造。该零件原始设计结构如图1所示。原始设计几何特征采用板条、斜筋的结构形式，应用传统加工工艺成型，零件设计整体笨重，材料冗余，其几何参数如表1所示。为此，希望通过拓扑优化设计将零件重量减轻20%以上，同时不牺牲其强度及刚度性能[2]。