基于機(jī)器人的纖維纏繞CAD-CAM系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、機(jī)器人具有運(yùn)動靈活性高、工作空間與設(shè)備體積之比大、系統(tǒng)集成度高、工作空間可定制、可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠滿足多種制品的纖維纏繞工藝需求，適合搭建模塊化、柔性化的中小型纖維纏繞設(shè)備。應(yīng)用機(jī)器人進(jìn)行纖維纏繞能夠有效解決傳統(tǒng)的機(jī)床式計(jì)算機(jī)數(shù)控纏繞機(jī)在面對種類多但批量小的生產(chǎn)需求時(shí)暴露出柔性差、工藝范圍窄、纏繞效率低、功能單一等問題。基于機(jī)器人的纖維纏繞CAD/CAM技術(shù)作為機(jī)器人纖維纏繞的關(guān)鍵技術(shù)之一，能夠顯著提高纏繞設(shè)計(jì)效率、優(yōu)化纏繞過程、降

2、低生產(chǎn)成本和周期，因此對其展開研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文對纖維纏繞CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，重點(diǎn)研究了基于參數(shù)化方法的回轉(zhuǎn)體纖維纏繞線型設(shè)計(jì)，給出了常見回轉(zhuǎn)體芯模表面測地線與非測地線纖維路徑。以基于KUKA-KR210R2700型工業(yè)機(jī)器人二次開發(fā)的纏繞機(jī)器人為樣機(jī)，對纏繞機(jī)器人CAM系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。在分析了纏繞機(jī)器人運(yùn)動坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上，對纖維路徑進(jìn)行后處理，給出了纏繞機(jī)器人工具坐標(biāo)系標(biāo)定方法、針對回轉(zhuǎn)體芯模的工

3、件坐標(biāo)系標(biāo)定方法以及機(jī)器人纏繞軌跡規(guī)劃方法。并針對該型號工業(yè)機(jī)器人給出可執(zhí)行代碼文件輸出方法以及纏繞干涉區(qū)設(shè)置方法。根據(jù)對纏繞機(jī)器人CAD/CAM技術(shù)的分析，采用模塊化設(shè)計(jì)原則確定了系統(tǒng)軟件的框架結(jié)構(gòu)以及功能模塊，利用Microsoft Visual C++開發(fā)環(huán)境結(jié)合OpenGL進(jìn)行系統(tǒng)軟件開發(fā)。應(yīng)用本文開發(fā)的CAD/CAM系統(tǒng)軟件，對一型號的容器進(jìn)行兩次參數(shù)不同的纏繞設(shè)計(jì)，并分別進(jìn)行了仿真和實(shí)際纏繞實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文研究理論的