纖維鋪絲機械手運動軌跡控制的研究.pdf

1、本文詳細討論了大曲率復雜型面構(gòu)件的復合材料鋪絲成型技術。在已有的對復合材料構(gòu)件結(jié)構(gòu)及鋪放工藝、鋪層設計研究的基礎上，針對該類構(gòu)件鋪放型面曲率大、跨度大、變截面的特點，本文提出了利用六軸機械手加旋轉(zhuǎn)主軸的多路鋪絲工藝來解決變截面、跨度大以及型面復雜的問題。由于構(gòu)件體積大從而導致鋪絲路徑復雜且要處理的數(shù)據(jù)量大，本文提出用45°輔助平面與分割曲線求交的方法迭代逐一求解鋪絲點，然后通過三次樣條曲線擬合各鋪絲點從而求得鋪絲路徑，接下提出了一種有效

2、可行的多絲束切絲算法，并將其與鋪絲信息集成，以借助CAD技術的優(yōu)勢將鋪絲過程中復雜的運動控制問題集中在各鋪絲點上，將這些信息集中存儲調(diào)用，避開對鋪放路徑的討論，以簡化路徑規(guī)劃方法和后續(xù)的運動控制問題。
　　 在經(jīng)過前期鋪絲路徑規(guī)劃得到鋪絲點的歐拉角、位置矢量以及切絲絲數(shù)等信息的前提下，在運動控制的具體實現(xiàn)方法上，基于本文討論的鋪絲結(jié)構(gòu)存在冗余自由度，提出了將鋪放終端的運動鎖定在某一鋪放平面內(nèi)，通過機械手和主軸的協(xié)調(diào)運動使兩者最終

3、的合成運動軌跡與規(guī)劃的路徑保持一致。在運動信息的處理問題上，本文提出運動控制的實現(xiàn)集中于鋪絲點和鋪絲點間的聯(lián)系上，將鋪絲點作為運動控制信息的集合點，只需滿足鋪絲點及鋪絲點間相互聯(lián)系的要求，而忽略路徑問題，使鋪放運動的控制問題得到簡化。此后，詳細討論了由已求得的接近矢量求解各關節(jié)轉(zhuǎn)角和主軸轉(zhuǎn)角的方法以及控制實現(xiàn)方法，為鋪絲運動控制的工程應用提供了有效可行的途徑。
　　 本文采用IPC+PMAC的開放式控制結(jié)構(gòu)，并搭建了簡易的硬件控

4、制平臺對提出的方法進行驗證。最后，結(jié)合鋪放裝備的發(fā)展方向，提出了通過開發(fā)基于Windows的鋪放應用程序模塊的設計方法來解決鋪絲當中處理的數(shù)據(jù)量大、運動控制復雜等問題，利用鋪放應用程序來處理鋪放前期的鋪放點信息以及切絲等問題，而由PMAC來完成后期的機械手運動控制，為纖維鋪絲機械手運動軌跡控制的工程應用提供了方案，并開發(fā)了用于機械手運動軌跡控制的軟件模塊，該模塊能夠?qū)崿F(xiàn)預期的功能，并且具有開發(fā)周期短、擴展升級簡單的優(yōu)點。最后通過簡易的試