面向自動鋪放機器人的軌跡后置處理關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、鋪放軌跡后置處理技術(shù)是復(fù)合材料自動鋪放技術(shù)的重要基礎(chǔ)。對鋪放質(zhì)量，生產(chǎn)效率，鋪放設(shè)備的穩(wěn)定運行有重要影響。本文的研究目的是解決軌跡后處理中自動鋪放機器人關(guān)節(jié)運動處理和鋪層邊界處理兩個問題，并就相應(yīng)的機器人控制程序生成展開研究。
　　首先研究了六軸串聯(lián)機器人的構(gòu)型，通過D-H法建立機器人的正運動學(xué)模型，并以曲面疊加的方法研究了機器人的最大工作包絡(luò)。利用六軸工業(yè)機器人位姿解耦的特性研究了機器人和模具的相對擺放位置，并根據(jù)三點法給出了針

2、對自動鋪放機器人的模具對刀方法。
　　其次研究了機器人運動關(guān)節(jié)處理，通過解析法計算了符合Pieper準(zhǔn)則的工業(yè)機器人的逆運動學(xué)解，分析了多解問題的產(chǎn)生原因，并通過限制機器人若干軸的運動范圍得到逆運動的單值解析解。通過5次多項式擬合機器人運動典型軌跡，研究極限工作狀態(tài)下機器人運動時各個軸的位置，運動速度和關(guān)節(jié)扭矩。以優(yōu)化關(guān)節(jié)扭矩為評價標(biāo)準(zhǔn)研究了多軸的運動優(yōu)化。
　　接著研究了曲面模具復(fù)雜邊界的處理方法。闡述了鋪放曲面網(wǎng)格化的優(yōu)

3、勢，提出了網(wǎng)格化曲面拓?fù)渲亟ǚ椒?。針對遍歷查找速度慢的問題，提出基于哈希表的重建算法，使得重構(gòu)過程的算法復(fù)雜度降低一個維度，速度提高一個量級。根據(jù)重構(gòu)后的信息提取出離散的曲面邊界，提出了基于離散邊界處理方法，針對自動鋪絲，將曲面邊界映射到帶料邊界后對每根絲束獨立送斷處理。對于自動鋪帶，分析了雙刀切割局限性，闡明了其無法處理的邊界形狀，提出了邊界簡化及一步法與預(yù)切相結(jié)合的邊界處理算法。
　　最后利用Microsoft Visual