基于機器人的T型管纏繞線型設計及軌跡規(guī)劃.pdf

1、與傳統(tǒng)材料相比較,復合材料具有耐腐蝕、質量輕、比強度高等優(yōu)點,在石油化工、航空航天等領域的需求量不斷增加。纖維纏繞復合材料技術作為復合材料的一項重要成型技術而被廣泛使用,常見的纖維纏繞復合材料制品有直管、彎管和T型管（三通）等,其中,T型管廣泛應用于水利和能源等領域。但由于T型管結構復雜,纏繞成型較為困難,傳統(tǒng)的纏繞成型工藝采用手動和半自動法,以兩軸或四軸纏繞機為主要生產裝備,但無法實現T型管的全自動生產,因此迫切需要一種可以實現全自動

2、生產T型管的纏繞成型工藝及裝備。
　　針對傳統(tǒng)方法纏繞T型管無法實現全自動生產的問題,搭建了機器人纏繞系統(tǒng),研究了一種基于機器人的T型管纏繞線型設計及軌跡規(guī)劃方法。分析使纏繞線型穩(wěn)定的基本條件,利用測地線與非測地線方程設計出纖維在T型管表面的纏繞線型;基于MATLAB仿真平臺對機器人纏繞T型管進行運動軌跡規(guī)劃,通過分析包絡形式、懸紗長度、纏繞順序對機器人運動穩(wěn)定性的影響,規(guī)劃了較穩(wěn)定的機器人纏繞T型管運動軌跡。基于機器人多自由度的

3、特性,搭建機器人纏繞T型管的實驗平臺,設計控制系統(tǒng)硬件組成,控制系統(tǒng)軟件采用上、下位機結構,將出紗點軌跡坐標轉換為機器人可執(zhí)行代碼,從而控制機器人末端按照規(guī)劃的軌跡纏繞,通過機器人纏繞T型管實驗驗證了設計線型的可行性和規(guī)劃軌跡的穩(wěn)定性。
　　本文解決了傳統(tǒng)纏繞機無法實現全自動生產T型管的問題。結合機器人多自由度的特性,利用設計的纏繞線型可以使纖維均勻分布于T型管表面,采用規(guī)劃后的運動軌跡可使機器人穩(wěn)定工作,滿足了實際生產中的要求,