机械工程学报

作者：黄昔光, 杨子强, 李端玲, 李强

单位：1. 北方工业大学机械与材料工程学院 北京 100144;2. 北京邮电大学自动化学院 北京 100876

关键词：变截面辊弯成形制造,多机构协作,内力规划,变负载；

基金：国家自然科学基金(51105003,51775004,51775052)、北京市自然科学基金(3172010)、国家重点研发计划(2020YFC0811004)、陕西省自然科学基础研究计划(2019JM-181)和北方工业大学毓优人才支持计划资助项目。

针对变截面辊弯成形制造中诸多不确定性因素造成对制造装备产生剧烈变负载冲击的问题，提出了一种自适应抵消变负载冲击的变截面辊弯成形制造装备多机构协作内力动态优化分配算法。基于拉格朗日法推导了成形装备和板材动力学方程，建立了包含成形制造装备以及成形板材在内的联合动力学数学模型。为平衡成形过程中剧烈的变负载，基于成形制造平衡条件对成形轧机左右臂的内力进行了动态分配。针对成形装备多机构系统组成的闭链多体系统动力学耦合问题，以板材受到的净挤压力为零作为优化目标，采用加权伪逆法对动态分配后的内力进行优化解耦，从而获得变截面辊弯成形装备多机构协作内力规划新方法。最后，以变截面成形制造过程中由于轧辊打滑导致加工失败为例，基于Matlab软件进行计算机数值计算与仿真。仿真结果表明，当由于轧辊打滑引起负载变化时，采用提出的多机构变负载协作内力规划算法，能使各驱动轴力矩自动适应并抵消变负载冲击，使整线快速恢复正常成形加工，从而可以确保变截面辊弯成形制造的平稳运行与加工效率。研究将为变截面辊弯成形制造装备的智能控制以及智能制造提供理论基础与技术支持。

来源：2021年第7期

《机械工程学报》期刊编辑部

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