基于并联机构的搅拌摩擦焊机床柔顺控制研究

摘要

搅拌摩擦焊是一种新型的固相焊接技术，有着热焊接技术所不具有的优点，所以在工业生产中得到广泛的应用。现阶段的搅拌摩擦焊设备主要是由铣床改装或者与串联机器人结合在一起，这种配置在焊接板材较厚的复杂空间曲线时，便不符合使用要求。
　　本文首先介绍了搅拌摩擦焊技术的起源、原理和发展现状，分析了搅拌摩擦焊技术相对于热焊接技术的优势，并阐述了到目前为止，搅拌摩擦焊技术在各工业领域的应用概况。
　　其次，确定了搅拌摩擦焊机床的整体方案，并进行了建模，对并联机构进行了分析，得到了运动学正反解和速度雅各比矩阵，并在Adams和Matlab中验证了结果的正确性，为接下来的位置控制研究做好了准备。
　　然后，基于流形控制算法设计了位置控制器，利用前面得到的运动学结果，对并联机器人进行了运动学研究，并通过仿真验证了算法的快速性和精准性。搅拌摩擦焊机床的运动学研究是柔顺控制研究的基础。
　　最后，由于搅拌摩擦焊机床在工作时，搅拌头对工件的轴向锻压力，是搅拌摩擦焊工艺的一个非常重要参数，为了保证在工作时搅拌头的轴向锻压力基本恒定，必须对搅拌摩擦焊进行柔顺力控制研究。通过对传统阻抗控制算法进行稳态误差分析，在误差等于零的情况下得到了工件的参数在线估计算法，将传统的阻抗控制算法和工件的参数在线估计结合起来对搅拌摩擦焊机床进行了柔顺控制研究，并在Adams和Matlab中进行联合仿真，验证了该控制策略的优越性。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1引言

1.2搅拌摩擦焊概述

1.3柔顺控制技术研究现状

1.4本文主要研究内容

第2章 搅拌摩擦焊机床整体方案及其机构分析

2.1 引言

2.2 搅拌摩擦焊机床整体方案

2.3 2UPR/RPS并联机构的机构分析

2.4 机构的运动学仿真

2.5 本章小结

第3章 搅拌摩擦焊机床的位置控制研究

3.1引言

3.2伺服控制系统建模与分析

3.3位置控制器设计

3.4搅拌摩擦焊机床位置控制的联合仿真

3.5 本章小结

第4章 搅拌摩擦焊机床的柔顺控制研究

4.1引言

4.2阻抗控制策略

4.3 工件参数估计算法

4.4 本章小结

第5章 搅拌摩擦焊机床的柔顺控制联合仿真

5.1引言

5.2机器人力控制策略

5.3搅拌摩擦焊的搅拌头受力情况

5.4柔顺控制联合仿真与分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

致谢