基于機器人的T型管纏繞線型設(shè)計及軌跡規(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、比強度高等優(yōu)點,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)合材料的一項重要成型技術(shù)而被廣泛使用,常見的纖維纏繞復(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和半自動法,以兩軸或四軸纏繞機為主要生產(chǎn)裝備,但無法實現(xiàn)T型管的全自動生產(chǎn),因此迫切需要一種可以實現(xiàn)全自動

2、生產(chǎn)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(xiàn)全自動生產(chǎn)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(shè)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(shè)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(luò)形式、懸紗長度、纏繞順序?qū)C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(shè)計控制系統(tǒng)硬件組成,控制系統(tǒng)軟件采用上、下位機結(jié)構(gòu),將出紗點軌跡坐標(biāo)轉(zhuǎn)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(shè)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(xiàn)全自動生產(chǎn)T型管的問題。結(jié)合機器人多自由度的特性,利用設(shè)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(chǎn)中的要求,