焊枪脐带缆的动态建模及其对机器人动力学的影响
Dynamic Modeling of a Welding Torch Umbilical and Its Impact on Robot Dynamics
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中文总结 AI 辅助
本文针对工业机器人焊接中焊枪脐带缆的动态影响问题，提出带弹性耗散效应的约束多体动力学模型，通过容许速度子空间简化方程，经平面案例验证了方法的有效性。
中文摘要 AI 辅助
机器人焊接广泛应用于工业制造，焊枪常通过外部脐带缆连接至发电机。随着轻量化协作机器人的部署日益增多，该脐带缆的动态影响会显著影响机器人运动和驱动力。本文提出一种焊枪脐带缆的约束多体动力学模型，该模型被表示为一系列通过被动关节连接的刚体串行链，被动关节具有弹性和耗散效应；远端锚点的规定运动通过完整运动学约束引入，通过将动力学投影到容许速度子空间来简化运动方程，得到无拉格朗日乘子的高效公式；明确恢复了脐带缆作用于机器人的反作用力矩，平面案例研究验证了该方法的有效性。
英文摘要
Robotic welding is widely used in industrial manufacturing, where the welding torch is often connected to the generator through an external umbilical. With the increasing deployment of lightweight and collaborative robots, the dynamic influence of this umbilical can significantly affect the robot motion and the actuation forces. This paper proposes a constrained multibody dynamic model of a welding umbilical, represented as a serial chain of rigid bodies interconnected by passive joints with elastic and dissipative effects. Prescribed motions at the distal anchor point are introduced through holonomic kinematic constraints. The equations of motion are reduced by projecting the dynamics onto the subspace of admissible velocities, yielding an efficient formulation free of Lagrange multipliers. The reaction wrench exerted by the umbilical on the robot is explicitly recovered. A planar case study illustrates the approach.
发表机构
- Weez-U Welding（Weez-U焊接公司）
- Nantes Université（南特大学）
- École Centrale Nantes（南特中央理工学院）
- Institut Mines Télécom Atlantique（大西洋矿业电信研究院）
- CNRS（法国国家科学研究中心）
- LS2N（南特数字科学实验室）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
