變剛度復(fù)合材料構(gòu)件的纖維曲線鋪放路徑規(guī)劃與成型研究.pdf

1、自動(dòng)纖維鋪放技術(shù)作為一種比較前沿先進(jìn)的復(fù)合材料制造技術(shù)，已經(jīng)得到了國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注，并且取得了一些可觀的研究成果。我國(guó)的纖維鋪放技術(shù)還處在起步階段，所以研究和發(fā)展此項(xiàng)技術(shù)對(duì)于提高我國(guó)的高性能復(fù)合材料產(chǎn)品的制造水平具有重大的意義。因此，對(duì)自動(dòng)纖維鋪放技術(shù)中的路徑規(guī)劃和鋪放成型進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究。
　　采用變剛度纖維曲線鋪放的方法對(duì)圓柱芯模和自由曲面芯模進(jìn)行了路徑規(guī)劃。應(yīng)用MATLAB軟件，開發(fā)了一套適用于圓柱芯模的變剛度

2、曲線路勁規(guī)劃程序。此程序可以實(shí)現(xiàn)任意圓柱芯模的任意角度和方向的路徑規(guī)劃，并保存規(guī)劃后的路徑信息。應(yīng)用Solidworks API二次開發(fā)平臺(tái)，編程完成自由曲面芯模的路徑規(guī)劃，提出了基于IGES格式分析路徑信息的方法。此方法由于不受曲面形狀的限制，減少了一部分運(yùn)算。采用NURBS曲線對(duì)纖維曲線路徑進(jìn)行了離散，擬合，節(jié)點(diǎn)細(xì)化和再擬合，最終獲得符合鋪放精度的路徑點(diǎn)。
　　對(duì)六自由度鋪放機(jī)器人進(jìn)行建模和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，且為了擴(kuò)大鋪放機(jī)器人的工

3、作范圍，使得鋪放機(jī)器人在鋪放過程中的本體姿態(tài)得到優(yōu)化，增加了一臺(tái)兩自由度變位機(jī)協(xié)調(diào)鋪放機(jī)器人完成工作，為后續(xù)的鋪放仿真實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。
　　在Solidworks軟件環(huán)境中，搭建纖維鋪放系統(tǒng)，并根據(jù)路徑點(diǎn)信息建立圓柱芯模表面的位姿信息;采用幾何法對(duì)鋪放機(jī)器人與變位機(jī)的協(xié)調(diào)工作兩種狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)變剛度纖維曲線的路徑規(guī)劃仿真。仿真完成后對(duì)兩種工作狀態(tài)下的鋪放機(jī)器人各主要關(guān)節(jié)的角位移、角速率進(jìn)行分析，通過分析驗(yàn)證鋪放頭勻速運(yùn)動(dòng)，變位機(jī)