随着我国船舶运输、轨道交通、石化等重大装备制造业的迅速发展,对大型锻件的需求日愈增多,双锻造操作机协同锻造迈上世界的舞台。双机协同锻造对运动控制要求极高,动作不同步将对所夹持的高温锻件产生耦合力,影响锻件质量,为此需在双机动作控制中引入力控制实现锻件耦合力的有效顺应。在操作机恶劣的工作环境下,力控制的难点在于实现有效力感知,故亟需提出高温复杂工况下锻件内力的感知方法。鉴于双机的对称特性,本文以燕山大学“5 MN快锻油压机组中试平台”的20 k N单台锻造操作机为研究对象,以锻打工况下锻件变形抗力等效双机运动的锻件耦合力开展力感知方法研究,旨在为后续双机协同运动奠定基础。本文主要研究内容如下:(1)提出了一种基于夹持机构铰点力感知锻件内力的间接力感方法;通过正逆运动学分析,推导了夹持机构中构件位姿与夹紧缸位移、锻件直径的映射关系;以逆运动学分析为基础,利用牛顿—欧拉法建立不同夹持状态夹钳与锻件的力学模型,分析了构件铰点力的变化规律,得到了基于夹持机构的锻件内力间接感知模型。(2)基于力感模型分析夹持机构各铰点作用力的敏感程度,并以不同夹持机构结构特征和铰点力测量设备布置要求为选取原则,确定了夹持机构的间接力感标识点;对力感标识点销轴进行改进设计,提出了高温条件下铰点正交方向力的感知测量方法;建立夹持机构的ADAMS虚拟样机模型,对力感知铰点的仿真结果和数值解析结果进行了对比分析,验证了力感模型的正确性和可靠性。(3)针对不同方向和大小锻件变形抗力共同作用时的力感标识点信息耦合问题,利用BP神经网络算法进行了解耦研究,搭建了基于神经网络算法的夹持机构间接力感知解耦模型;利用力感模型训练数据确定解耦效果最优时的隐藏层节点数目,得到了不同夹持状态下铰点力信息与锻件变形抗力的映射关系;利用夹持机构ADAMS仿真模型的测试数据进行解耦分析,仿真结果证明了操作机夹持机构间接力感方法的有效性。