绕带过程的建模与控制

摘要

According to the general use of tape winding in industry,this paper presents a general mathematical model based on the dynamic regularity and nonlinear geometric features,and introduces a kind of method based on image ac-quisition and feature extraction for actual operation parameters,And the model is verified by numerical simulation.Therefore, the model is a proposing tool to train workers or design machines in the tape winding industries.%针对工业普遍应用的绕带工艺,提出一类基于运动学规律和非线性几何特征的通用数学模型.在航空航天、家电、汽车、电力系统等工业领域,采用柔性带状材质对各类线束进行包扎及保护是一种典型的制造工艺,且有较高的工艺要求,是产品制造的关键步骤.为了实现该类包扎的工业自动化,需要对该工艺过程进行精确的数学描述.目前,文献尚无相关数学模型的推导.不考虑柔性带状材质的塑性变形与线束不均匀性等不确定因素,基于绕带与线束周长的相对几何关系,采用绕带过程的动力学特征,如:平移速度、角速度,推导出相关几何参数、运动变量与包扎工艺参数的非线性数学方程,并通过数值仿真对模型进行了验证.该数学模型对设计各类绕带控制系统具有重要指导意义,能够推动相关工业自动化的发展.