【摘 要】
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论文面向航空航天领域铝镁合金大型结构件的搅拌摩擦焊接需求,以一种同步双驱并联机器人为核心,深入开展搅拌摩擦焊混联机器人的运动学与工作空间分析、同步双驱控制策略与控制系统实现方法等方面的研究。首先,采用矢量法建立3-2PSS同步双驱并联机器人的运动模型,根据同步驱动约束条件,采用Newton-Raphson迭代算法构建搅拌摩擦焊主机头的正逆解数值算法。其次,根据同步双驱并联机构的结构和尺度参数,构建
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论文面向航空航天领域铝镁合金大型结构件的搅拌摩擦焊接需求,以一种同步双驱并联机器人为核心,深入开展搅拌摩擦焊混联机器人的运动学与工作空间分析、同步双驱控制策略与控制系统实现方法等方面的研究。首先,采用矢量法建立3-2PSS同步双驱并联机器人的运动模型,根据同步驱动约束条件,采用Newton-Raphson迭代算法构建搅拌摩擦焊主机头的正逆解数值算法。其次,根据同步双驱并联机构的结构和尺度参数,构建出运动副及构件间干涉的约束方程,利用工作空间数值搜索算法,分析得到3-2PSS并联机器人的可达工作空间和灵活工作空间。然后,构建机器人操作空间和关节空间的轨迹插补算法,在关节空间采用三次B样条函数生成插补轨迹。根据龙门移动平台的同步驱动要求,构建双电机交叉耦合控制算法,针对大跨距、长距离移动龙门平台构建运动补偿算法,并通过实验进行验证。提出焊接过程中实时调整下压量的控制策略,在搅拌摩擦焊接过程中通过调整轴向下压量实现紧密高质量焊接。最后,以龙门移动平台加3-2PSS并联机器人作为执行机构,采用PC+CK3M运动控制器搭建搅拌摩擦焊控制系统硬件平台。借助Lab VIEW、Power PMAC IDE等软件,完成搅拌摩擦焊机器人功能层软件以及应用层软件的开发。设计实验验证搅拌摩擦焊控制算法以及控制方法的可行性,为搅拌摩擦焊混联机器人的产品开发和应用奠定技术基础。
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