ПРИКЛАДНЫЕ ВОПРОСЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРНОЙ ДИНАМИКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ НА ПРИМЕРЕ KUKA KR 10

Одним из сдерживающих факторов роста применения промышленных роботов для технологических задач является их ограниченная механическая жесткость и связанная с ней низкая вибрационная устойчивость. Оценка этих свойств промышленного манипулятора может быть выполнена методами структурной динамики, в частности классического модального анализа, который чувствителен к условиям проведения эксперимента. Целью настоящей работы является уточнение техники проведения экспериментов по анализу структурной динамики промышленных манипуляторов путём ударных испытаний и выработке рекомендаций. Эксперименты проведены на манипуляторе KUKA KR10 в разных пространственных положениях с использованием акселерометров и дальномеров. Применены методы спектрального и частотного анализа ударного воздействия и откликов конструкции. Проанализирован диапазон от 0 до 3000 Гц, условно разделенный на низкочастотную (0–100 Гц) и высокочастотную области (100–3000 Гц). Эксперименты показали, что представительная реакция манипулятора в диапазоне низких частот может быть получена даже при сниженных требованиях к способу ударного возбуждения и его аспектам. Причем регистрация колебаний с помощью дальномера здесь может оказаться предпочтительней в силу его большей чувствительности в окрестностях низких частот. С ростом собственной частоты исследуемой конструкции её проявление существеннее зависит от места регистрации и точки возбуждения. Экспериментально показано, что электромеханическая жесткость приводов KUKA высока и соизмерима с механической жесткостью фрикционных тормозов, поэтому в ходе эксперимента электроприводы могут быть заблокированы тормозами. Также отмечено, что пространственное положение звеньев манипулятора в основном оказывает влияние на вибродинамику робота в низкочастотной области. Представленный материал может рассматриваться как предпроектное планирование массированных экспериментов по модальному анализу промышленных роботов последовательной кинематической схемы, а также учитываться при технологическом проектировании роботизированной ячейки, выборе инструмента, кинематического положения робота и технологических режимов.