杜柳青，何 鑫，韩 涛，朱新才

(1.重庆理工大学 机械工程学院，重庆 400054；2.重庆房地产职业学院，重庆 401331)



基于刚柔耦合的水轮机修复机器人导轨误差分析

杜柳青，何 鑫，韩 涛，朱新才

(1.重庆理工大学 机械工程学院，重庆 400054；2.重庆房地产职业学院，重庆 401331)

为了探究导轨式水轮机修复机器人在打磨过程中末端打磨精度问题，提出刚柔耦合仿真方法模拟导轨变形对机器人末端打磨精度的影响。以工业机器人PUMA560为本体建立机器人虚拟模型，并推导机器人正逆运动学解，借助MATLAB和ANSYS完成机器人轨迹规划和导轨柔性化。基于ADAMS仿真环境，模拟刚性体和柔性体导轨条件下的机器人末端打磨轨迹。对比发现导轨变形对机器人末端打磨精度的影响，及启动前期的不稳定状态，为后期导轨式水轮机修复机器人控制研究提供了依据。

刚柔耦合；机器人；导轨；误差分析

0 引言

我国已建或在建的大中型水电站共220座左右，水轮机在长期工作过程中或多或少的存在不同程度的汽蚀和磨损，每隔4到5年就要进行四个多月的停机维修。全国每年由于机组大修减少的发电量达到上万千瓦小时，造成了很大的经济损失[1]。人工堆焊、打磨的传统修复方式需要大量的人力、物力，而且修复精度低、周期长，已经不能满足水轮机修复要求。

国内外对水轮机修复专用机器人做了一定的研究，主要集中在机械臂的结构模态、运动学、动力学、控制策略等的研究[2-5]，但机器人堆焊打磨过程中导轨变形对机械人操作末端精度影响的研究较少。……