编织复合材料因为其具有高比模量、高比强度、可设计性好等特点,在轨道交通、航空航天、风力发电等各领域得到广泛应用。目前针对异形结构的复合材料预制件采用带芯编织,机器人虽然已经应用到芯模的牵引作业中,但主要还是通过人工示教获得牵引轨迹,当芯模存在弯曲或是变截面特征时会产生较大编织误差。在编织大型预制件时,单机器人夹持端距离芯模重心较远,会导致机器人在牵引芯模进给的过程中出现负载不足甚至芯模跌落的情况,且大型芯模仅一端被夹持固定,在纱线作用力和重力的共同作用下,会导致编织段芯模中心线偏离导向环中心。基于以上情况,本文对复合材料预制件编织过程中机器人牵引作业进行相应研究,以提高预制件的编织质量和编织效率。本文分析预制件编织过程原理,对预制件编织过程中由牵引速度和芯模半径改变引起的编织点移动的情况建立数学模型,分别采用常数变易法和欧拉方法解析编织点预测模型。为芯模的牵引轨迹求解做前期准备,提出对STL格式芯模做预处理将其转化为n维逻辑矩阵,采用并行细化算法提取芯模的中心线。将提取出的芯模中心线在机器人工具坐标系下表示,对芯模进行离散和等效化处理。为满足牵引过程中大曲率复杂芯模中心线时刻满足垂直编织点平面的约束条件,应用常数变易法求解出的编织点动态预测模型,对每段离散化芯模的编织进给长度和牵引速度做出调整,在编织点移动阶段进行芯模的姿态调整和进给运动,完成对大曲率复杂芯模的牵引轨迹规划,以提高预制件编织质量,并进行实验论证。应用双机器协同技术解决大型预制件牵引的问题,利用本文提出的牵引轨迹规划方法求主机器人牵引轨迹,根据主从机器人运动约束条件,采用虚拟工具端代替从机器人实际夹持工具端求解从机器人牵引轨迹,以减少对从机人夹持工具端速度规划的计算量,并采用PQArt仿真软件进行验证。最后设计环形编织机及机器人牵引控制系统,进行硬件选型,设计基于Ether CAT的编织运动控制系统,并搭建适配机器人牵引系统和编织系统一体化控制的上位机操作界面。