复合材料自动铺放冗余机器人操作性能研究

项目名称： 复合材料自动铺放冗余机器人操作性能研究

项目编号： No.51175261

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 赵东标

作者单位： 南京航空航天大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 复合材料纤维自动铺放成形制造是近年来发展起来的一种采用冗余机器人装置进行低成本、精确的复合材料自动化制造技术。自动铺放冗余机器人系统是一个高度非线性、强耦合、较大惯量的动力系统，其操作性能是直接影响复合材料铺放成形工艺与构件质量的关键。本课题针对这一问题，探寻自动铺放冗余机器人运动学有效逆解的求解方法，建立其运动学性能指标模型和基于自运动的优化控制方法；揭示冗余铺放机器人大惯量时滞特征规律，建立高速大惯量系统多轴协调控制与加减速控制模型，及多轴联动插补算法；探寻铺放头压辊非完整接触的动力学约束规律，建立基于任务约束、几何约束、接触约束及动力学约束的可操作度模型，提出铺放机器人操作灵活性分析方法与控制策略。为复合材料构件自动铺放制造奠定理论基础。为国家急需的重大装备用复合材料构件制造关键技术提供理论支撑，推动复合材料自动铺放技术发展及其在大型飞机、载人航天与风力发电等重大工程中的应用。

中文关键词： 复合材料自动铺放；冗余机器人；操作性能；轨迹规划；自校正控制

英文摘要：

英文关键词： composite material automatic fiber placement；redundant robotic manipulator；manipulability;；Path Planning；Self-tuning control