复杂曲面弯板机器人五轴联动控制算法研究.pdf

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1、Feb．20142014年2月机床与液压第42卷第3期MACHINET0OL＆HYDRAULICSVo1．42NO．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．03．003复杂曲面弯板机器人五轴联动控制算法研究吴昌宇，程良伦(广东工业大学自动化学院，广东广州51ooo6)摘要：针对水火弯板加工现状及现有的弯板机器人样机加工板型受限的问题，在新的水火弯板机器人样机机械结构的基础上，提出一种适用所有船体外板复杂曲面加工的机械行走控制策略，采用运动学和空间几何方法描述水火弯板机器人的五轴

2、联动控制算法，实现了加工过程中互相关联的五轴的协同运动。通过采用板型实际数据进行计算验证，计算结果能准确表述各轴的位置信息，同时火枪头能准确对准钢板上的焰道加工点，保证了水火弯板机器人的自动化加工效率和质量。关键词：弯板机器人；联动控制；运动学；焰道中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)3—009—3ControlAlgorithmStudyof5-Axes’SynchronousMotionofComplexSurfaceLineHeatingRobotWUCha

3、ngyu，CHENGLianglun(CollegeofAutomation，GuangdongUniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510006，China)Abstract：Aimingattheproblemofthestatusquoofwater-firelineheatingsystemanditscurrentlimitationonpatternsofdecks’fabrication，basedonnewmechanicalstructureof

4、prototypeofwater—firelineheatingrobot，acontrollingstrategyofmechanicalmotionwaspresented，whichwasadequateforallthefabricationofcomplexsurfaceofdecksonbodyofships．Thecontrolalgorithmofsyn—cbrononsmotionoffivecorrelativeaxesofthelineheatingrobotwasdescribedb

5、yusingmethodsofkinesiologyandspacegeometry，anditscorrelativemotioninthefabricationprocesswasachieved．Thecalculationresultscanpreciselydescribethepositioninformationofdifferentaxesbycalculationverificationwithusingpracticaldataonpatternsofdecks，andthemachin

6、ingpointcanfollowfiretracepreciselyonthesteeldeckstoguaranteeeficiencyandqualityofthelineheatingrobotsystem’Sautomaticfabrication．Keywords：Lineheatingrobot；Synchronouscontrol；Kinesiology；Firetrace船舶的船体外板大都是由复杂的空问三维曲面构动水火弯板设备，在薄板水火变形控制研究方面已经成，目前国内外造船厂对于船体外板

7、的加工主要采用有很大的建树。中国第一台水火弯板机是由大连理的是传统的水火弯板加工工艺，俗称水火弯板。水火工大学、大连新船重工有限责任公司、清华大学和北弯板工艺利用钢板受热一冷却、钢材局部发生热塑性京航空航天大学合作研制。广船国际和上海交大于收缩变形特性，将一块平板或预弯曲板加工成曲面板2005年底也开发出一台数控水火弯板机。它的加的工艺过程。由于船体曲面复杂，外板的大小、形状工参数预报系统能为帆形钢板加工火路进行预报。多变，凭经验确定曲板的水火弯板加工方案，并完成2006年，广东工业大学采用多轴运动控制系统

8、和三最终的加工成型要花费大量时间，质量波动也比较维立体成型的加工方法也研制出一种水火弯板大，船体外板的复杂曲面加工成型一直都是船舶建造机。2007年，上海船舶工艺研究所(船舶611系统的瓶颈。所)研制出SGQ一1241数控感应加热曲板成形机。国内外有大量学者对船体外板加工工艺进行研该设备采用高频感应加热与计算机数字控制，具有自究，并且取得了一定的成果。日本石川岛播磨重工业动加热、自动均载支撑、自动测量、自动画线及