基于機(jī)器人的T型管纏繞線型設(shè)計(jì)及軌跡規(guī)劃.pdf

1、與傳統(tǒng)材料相比較,復(fù)合材料具有耐腐蝕、質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),在石油化工、航空航天等領(lǐng)域的需求量不斷增加。纖維纏繞復(fù)合材料技術(shù)作為復(fù)合材料的一項(xiàng)重要成型技術(shù)而被廣泛使用,常見(jiàn)的纖維纏繞復(fù)合材料制品有直管、彎管和T型管（三通）等,其中,T型管廣泛應(yīng)用于水利和能源等領(lǐng)域。但由于T型管結(jié)構(gòu)復(fù)雜,纏繞成型較為困難,傳統(tǒng)的纏繞成型工藝采用手動(dòng)和半自動(dòng)法,以兩軸或四軸纏繞機(jī)為主要生產(chǎn)裝備,但無(wú)法實(shí)現(xiàn)T型管的全自動(dòng)生產(chǎn),因此迫切需要一種可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)

2、生產(chǎn)T型管的纏繞成型工藝及裝備。
　　針對(duì)傳統(tǒng)方法纏繞T型管無(wú)法實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)生產(chǎn)的問(wèn)題,搭建了機(jī)器人纏繞系統(tǒng),研究了一種基于機(jī)器人的T型管纏繞線型設(shè)計(jì)及軌跡規(guī)劃方法。分析使纏繞線型穩(wěn)定的基本條件,利用測(cè)地線與非測(cè)地線方程設(shè)計(jì)出纖維在T型管表面的纏繞線型;基于MATLAB仿真平臺(tái)對(duì)機(jī)器人纏繞T型管進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃,通過(guò)分析包絡(luò)形式、懸紗長(zhǎng)度、纏繞順序?qū)C(jī)器人運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的影響,規(guī)劃了較穩(wěn)定的機(jī)器人纏繞T型管運(yùn)動(dòng)軌跡?；跈C(jī)器人多自由度的

3、特性,搭建機(jī)器人纏繞T型管的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬件組成,控制系統(tǒng)軟件采用上、下位機(jī)結(jié)構(gòu),將出紗點(diǎn)軌跡坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為機(jī)器人可執(zhí)行代碼,從而控制機(jī)器人末端按照規(guī)劃的軌跡纏繞,通過(guò)機(jī)器人纏繞T型管實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了設(shè)計(jì)線型的可行性和規(guī)劃軌跡的穩(wěn)定性。
　　本文解決了傳統(tǒng)纏繞機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)生產(chǎn)T型管的問(wèn)題。結(jié)合機(jī)器人多自由度的特性,利用設(shè)計(jì)的纏繞線型可以使纖維均勻分布于T型管表面,采用規(guī)劃后的運(yùn)動(dòng)軌跡可使機(jī)器人穩(wěn)定工作,滿足了實(shí)際生產(chǎn)中的要求,