钢结构复杂节点装配系统设计及控制算法研究

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1、·电气与自动化·周青青，等·钢结构复杂节点装配系统设计及控制算法研究钢结构复杂节点装配系统设计及控制算法研究周青青，陈志平，寿建军，张巨勇，刘睿’(1．杭州电子科技大学机械工程学院。浙江杭州310018；2．浙江八达建设集团有限公司，浙江杭州310018)摘要：针对一类新型钢结构复杂节点的结构特点设计了一种六自由度空间钢结构复杂节点装配系统模型；制作了相应的自动装配机，阐述了装配机的结构组成及工作原理：运用Denavit—Hartenberg方法及矩阵逆运算相关原理建立了装配机的正、逆运动学方程，得到了装配控制算法主要参数；通过点位控制法获得了相关实验

2、数据，并与理论计算数据进行了比较；结果证明．所提出的装配控制算法精度好，旋转关节最大偏差为0．11。，移动关节最大偏差为0．1lTlm．可很好的满足实际装配需求关键词：钢结构；空问复杂节点；自动装配；正解；逆解中图分类号：TH122文献标志码：A文章编号：1671．5276(2014)06．0216．04StudyofDesignandAlgorithmforSpaceSteelStructureoftheComplexJointsAssemblySystemsZHOUQing—qing，CHENZhi·ping，SHOUJian-jun，ZHANGJ

3、u—yong，LIURui(1．SchoolofMechanicalEngineering，HangzhouDianziUniversity，Hangzhou310018，China；2．ZhejiangBadaConstructionGroupCO．，LTD．，Hangzhou310018，China)Abstract：Aimingatthestructurecharacteristicsofanewclassofcomplexsteelstructurejoint，asixdegreoffreedomofassemblysystemmodelfor

4、thecomplexsteelstructureisproposed．Theautomaticassemblymachineisdesigned，anditsstructureandprinci-pieofoperationiselaborated．TheequationofforwardandinversekinematicsisbuiltbyusingthemethodofDenavit-Hartenbergal·gorithmandtherelevanttheoryabouttheinverseoperationofMatrix，andthema

5、incontrolparametersareobtained．Byusingpoint—to·pointcontrollingapproachtheexperimentdataisgained，comparedwiththetheoreticaldata．Theresultindicatesthatthealgorithmabovehasgoodaccuracy．Thedeviationofrotaryjointsisaccurateto0．11。andthedeviationmobilejointsisaccurateto0．1mm．Thismeet

6、stheactualassemblyrequirements．Keywords：steelstructure；complexjoints；automaticassemblymachine；forwardsolution；inversesolution．对象。设计一种空间钢结构复杂节点的自动装配系统，即0引言开发一个集虚拟仿真、自动定位、自动装配、焊接及检测为一体的智能化装配平台，通过自动控制技术和多自由度机钢结构主要指钢管通过节点的形式将各杆件组装而械结构实现节点的自动装配。取代传统节点装配中的复杂形成的结构，以其质量轻、强度高、延性大、抗震性能好、施

7、工装。自动装配系统的应用将大大提高节点装配精度和工速度快、构件截面小、结构净空大、环保、综合经济指标工作效率，提高钢结构节点的成品品质，对钢结构企业和好等优点得到了国内外的广泛运用[1-3]。节点是钢结构建筑行业降低复杂节点的制造成本、提高生产效率、实现的核心部件，发挥曲面过渡、联接、承载和协调的功能，既节能减排起到积极作用。是钢结构实现造型的关键，又是应力集中、工况最复杂的部件4j，因此，钢结构节点的加工品质直接决定了空间钢1空间钢结构复杂节点自动装配机结构的品质，钢结构节点一直来是设计企业和施工单位关工作原理注的焦点。目前各种新型钢结构建筑和设施层

8、出不穷，随着审美通过调研、对比分析各类空问钢结构复杂节点的构型观念的提高，新的设计理念和方法、