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提综臂辅助旋铆机械手动力学建模及控制仿真
作者姓名:梁栋  梁正宇  杨建成  徐振宇
作者单位:1. 天津工业大学机械工程学院;2. 天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室;3. 江苏金龙科技股份有限公司
基金项目:国家自然科学基金资助项目(52175243);
摘    要:为实现在旋铆加工过程中对零部件的高速、高精度抓取-摆放之目的,以多臂织机提综臂的自动化加工为背景,提出一种新型辅助旋铆并联机械手的动力学建模及控制策略。首先,介绍机器人机构的结构特征及自由度类型;其次,建立闭环矢量方程,得到了位置正逆解的解析表达式,进而通过求导,建立了速度映射模型;再次,基于第一类拉格朗日方法,建立了系统逆刚体动力学模型,得到关于末端执行器广义坐标的驱动力矩函数。在此基础上,设计具有PD补偿的任务空间计算力矩控制策略,并借助ADAMS与Simulink开展联合虚拟仿真,对控制参数进行整定,最终得到最优控制参数的参考值。仿真结果表明:在最大加速度为3 g时,跟踪轨迹与理论轨迹的y向误差小于0.3 mm,z向误差小于0.65 mm,控制效果良好,符合设计预期。

关 键 词:提综臂  辅助旋铆  并联机械手  拉格朗日方法  计算力矩控制  联合仿真  动力学建模
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