与传统材料相比较,复合材料具有耐腐蚀、质量轻、比强度高等优点,在石油化工、航空航天等领域的需求量不断增加。纤维缠绕复合材料技术作为复合材料的一项重要成型技术而被广泛使用,常见的纤维缠绕复合材料制品有直管、弯管和T型管(三通)等,其中,T型管广泛应用于水利和能源等领域。但由于T型管结构复杂,缠绕成型较为困难,传统的缠绕成型工艺采用手动和半自动法,以两轴或四轴缠绕机为主要生产装备,但无法实现T型管的全自动生产,因此迫切需要一种可以实现全自动生产T型管的缠绕成型工艺及装备。针对传统方法缠绕T型管无法实现全自动生产的问题,搭建了机器人缠绕系统,研究了一种基于机器人的T型管缠绕线型设计及轨迹规划方法。分析使缠绕线型稳定的基本条件,利用测地线与非测地线方程设计出纤维在T型管表面的缠绕线型;基于MATLAB仿真平台对机器人缠绕T型管进行运动轨迹规划,通过分析包络形式、悬纱长度、缠绕顺序对机器人运动稳定性的影响,规划了较稳定的机器人缠绕T型管运动轨迹。基于机器人多自由度的特性,搭建机器人缠绕T型管的实验平台,设计控制系统硬件组成,控制系统软件采用上、下位机结构,将出纱点轨迹坐标转换为机器人可执行代码,从而控制机器人末端按照规划的轨迹缠绕,通过机器人缠绕T型管实验验证了设计线型的可行性和规划轨迹的稳定性。本文解决了传统缠绕机无法实现全自动生产T型管的问题。结合机器人多自由度的特性,利用设计的缠绕线型可以使纤维均匀分布于T型管表面,采用规划后的运动轨迹可使机器人稳定工作,满足了实际生产中的要求,实现了 T型管的全自动生产。