随着智能电网的快速发展,电力系统对变压器质量的要求也在不断提高。变压器线圈的绕制技术是生产和制造的核心工艺。目前国内广泛使用的是人工绕线机绕制变压器线圈,但是变压器绕组的绝缘性能、匝间间隙、导线压紧力等参数很难被精确地控制,这导致了变压器在运行的过程中经常出现绝缘破损、匝间短路等故障。本文针对此问题,提出了一种变压器绕线机器人工作站的设计方案,并针对工作站中关键电气控制技术进行优化研究,包括开卷机、收卷机的速度控制及张力控制策略;各电机之间的协调控制策略;工作过程中的运动轨迹及姿态控制策略。主要研究内容如下:首先,分析变压器线圈绕制的工艺过程,设计了由自动放卷机、绕组收卷机、排线机械手等设备组成的自动化机器人工作站。重点研究排线机构ABB1200,运用D-H参数法建立运动学模型,对其正逆运动学进行分析,得到关节角度与末端坐标之间的关系矩阵并进行仿真验证。其次,基于偏差耦合控制策略对多电机进行高精度协同运动控制,在MATLAB中验证控制策略的有效性。针对工作站中张力控制系统的时变非线性特点,引入模糊控制思想设计张力控制方案,并与传统PID控制策略进行仿真对比,结果表明模糊PID张力控制系统在不同的参考张力和阶跃干扰下都能保持良好的张力控制效果。最后,设计变压器绕线机器人硬件控制系统,选用正运动控制器、汇川伺服驱动器和ABB1200等搭建硬件系统,基于硬件系统完成排线和张力控制的软件设计,在Visual Studio中设计上位机管理软件,调用MATLAB中的关键算法实现绕制过程的监测和控制。