虛擬五軸鋪放機(jī)及其數(shù)控系統(tǒng)研究.pdf

1、纖維鋪放成型技術(shù)是通過(guò)加熱裝置把纖維帶加熱到適當(dāng)?shù)臏囟群?，再由鋪放頭上的壓靴機(jī)構(gòu)壓貼到芯模上。纖維鋪放技術(shù)由早期的手工鋪放，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為了一種新型的自動(dòng)化復(fù)合材料加工成型技術(shù)。相比于纖維纏繞技術(shù)，其對(duì)復(fù)雜曲面表現(xiàn)出更加強(qiáng)的適應(yīng)性。由于復(fù)合材料制品相比于傳統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)零件，具有更高的強(qiáng)度質(zhì)量比，抗疲勞性和減振性，因此纖維鋪放技術(shù)是一種得到高強(qiáng)度輕質(zhì)量制件的絕佳的方法。但由于鋪放成型工藝的成本高，所以主要用于軍品和航空航天等領(lǐng)域，但是隨

2、著技術(shù)的發(fā)展，成本也有了大幅的下降。現(xiàn)在在發(fā)達(dá)國(guó)家，纖維鋪放技術(shù)已經(jīng)得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，但在我國(guó)，該項(xiàng)技術(shù)的研究還處于起步階段。
　　 本文是旨在對(duì)虛擬五軸鋪放機(jī)及其數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究。主要做了以下幾個(gè)方面的工作：
　　 首先為鋪放機(jī)建立簡(jiǎn)化的三維模型。為了后期能夠驅(qū)動(dòng)模型運(yùn)動(dòng)，因此為模型定義了一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)。其機(jī)械部分由導(dǎo)軌、龍門架、小車、鋪放臂和鋪放頭組成。由于本系統(tǒng)的目的是反映鋪放機(jī)的鋪放運(yùn)動(dòng)，因此對(duì)于一些細(xì)小的部件

3、在建模的時(shí)候被略去了。
　　 其次，本系統(tǒng)在虛擬模型算法方面主要分為兩部分，一，對(duì)虛擬模型運(yùn)動(dòng)算法的研究，包括五軸聯(lián)動(dòng)算法、加減速模型算法。實(shí)現(xiàn)了模型五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)據(jù)的計(jì)算，模型加減速運(yùn)動(dòng)。二，對(duì)虛擬鋪放機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的研究。為系統(tǒng)添加了一個(gè)數(shù)控代碼編譯模塊，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控代碼的讀取，翻譯和模型驅(qū)動(dòng)。通過(guò)系統(tǒng)提供的一個(gè)人機(jī)界面，把外界的文本格式的數(shù)控代碼加載進(jìn)系統(tǒng)，運(yùn)行程序，程序能夠通過(guò)數(shù)控代碼編譯模塊把代碼中的數(shù)據(jù)提取出來(lái)，并加以計(jì)算，得

4、出驅(qū)動(dòng)模型的點(diǎn)坐標(biāo)信息。
　　 最后，進(jìn)行了鋪放過(guò)程的虛擬研究。使系統(tǒng)能夠反映鋪放過(guò)程效果，也就是顯示鋪放運(yùn)動(dòng)過(guò)程，并繪制鋪放纖維絲的軌跡。首先利用前面得到的信息不斷地刷新屏幕，從而實(shí)現(xiàn)模型的運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，從數(shù)控代碼中提取出來(lái)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)一定的算法處理，計(jì)算出纖維絲的軌跡點(diǎn)坐標(biāo)信息，并以此來(lái)繪制纖維軌跡。并且利用VC++為模型建立了人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互。
　　 本課題利用OpenGL建立虛擬五軸鋪放機(jī)三維模型，借助VC