折弯机器人是钣金自动化加工系统中的关键设备,其主要功能是实现板料折弯过程中的自动上下料和跟随折弯加工等。折弯机器人的性能对产品的加工效率和质量具有重要的影响。目前,钣金自动化加工系统正朝着高速、高精度的方向发展,对折弯机器人的动静态性能提出了更高的要求。本文以HR50折弯机器人为研究对象,针对整机进行动静态分析,并对运动部件进行优化设计。本文的主要研究内容如下：1.建立整机的有限元模型,在XYZ三个主要行程上各取10个工位进行静力学分析。通过变形云图和参考点的位移分析整机的静刚度,并研究工位对刚度的影响。通过应力云图分析各受力零部件和连接部位的强度和应力集中。静力学分析为改善某些部位的强度、避免应力集中和之后的优化设计提供了参考。2.通过有限元模态分析和模态实验相结合的方式分析整机的动态特性,获得了模态振型及其对应的频率,筛选对工作平台的振动影响较大的振型,为后期的优化设计提供参考。3.开展HR50折弯机器人整机的刚柔耦合动力学仿真分析。通过实验获得导轨滑块结合部的刚度和阻尼参数,并建立等效模型,使用Craig-Bampton法建立柔性体模型,结合实验测试得到的加速度响应曲线建立驱动进行仿真。分析手腕前端在Y向和Z向运动时的精度。4.使用变密度法对Y轴的横隔板进行拓扑优化,寻求最佳的材料分布形式。基于网格变形技术对Y轴和Z轴的外壳进行形状优化,使用HyperMorph建立形状变量,以质量为约束,以静力作用下的位移和模态分析的低阶频率建立的组合柔度指数作为目标,寻求最优解,得到更合理的外形形状。