纖維自動鋪放虛擬數(shù)控系統(tǒng)研究.pdf

1、纖維自動鋪放成型技術是實現(xiàn)纖維復合材料自動化成型的關鍵制造技術，能有效降低復合材料構件的制造成本，提高成型加工效率，保證構件質量，促進纖維復合材料的廣泛應用。要實現(xiàn)纖維自動鋪放成型，不僅需要硬件設備的支撐，也需要軟件系統(tǒng)的支持。隨著信息技術的發(fā)展，虛擬制造技術已經(jīng)應用到生產(chǎn)制造的各個過程當中。同樣，纖維自動鋪放也離不開虛擬制造技術。
　　本課題主要針對纖維自動鋪放的虛擬數(shù)控系統(tǒng)進行研究，為自動鋪放線型規(guī)劃理論提供驗證支持。本文的主

2、要內容如下：
　　1.建立虛擬環(huán)境下的纖維鋪放機機械結構模型。本系統(tǒng)選擇龍門式鋪放機作為原型，根據(jù)鋪放要求分析其運動坐標，確定鋪放機的運動軸及整體結構，在此基礎上采用三維軟件設計鋪放機簡化模型，最后導出為通用格式文件，通過編程解釋文件，在VC++中利用OpenGL繪制模型，同時定義鋪放機的運動軸。
　　2.對數(shù)控理論進行研究，設計系統(tǒng)的虛擬數(shù)控單元，主要包括數(shù)控代碼解釋、加減速處理和插補運算三個模塊。在本系統(tǒng)中，數(shù)控代碼解釋

3、模塊實現(xiàn)的功能是檢查代碼，提取鋪放信息，并將數(shù)據(jù)存儲起來。加減速處理模塊所能實現(xiàn)的功能是采用 S曲線加減速方式對速度進行控制，并進行速度轉接處理。插補運算模塊所能實現(xiàn)的功能是采用線型插補方式進行插補運算，生成驅動數(shù)據(jù)。
　　3.實現(xiàn)了纖維自動鋪放過程的動態(tài)顯示，在一定程度上反映了鋪放的效果。通過鋪放機各個時刻的運動位姿狀態(tài)計算軌跡點，然后擴展半個絲寬得到擴展點，利用擴展點以三角面片的形式繪制近似表示纖維絲束。同時通過鋪絲靴調整量不

4、斷改變鋪絲靴位置重繪鋪絲靴，來達到鋪絲靴隨構件表面變化而不斷調整的效果。在增減絲束方面，通過設置鋪放標志位決定絲束是否處于鋪放狀態(tài)來實現(xiàn)增減絲的效果。
　　4.在 VC++平臺上搭建出整個軟件界面，將界面分為圖形顯示區(qū)、數(shù)控面板區(qū)和代碼顯示區(qū)三個區(qū)域，完成鋪放過程動態(tài)顯示、代碼顯示、鋪放運行狀態(tài)顯示和參數(shù)設置等功能，實現(xiàn)了人機交互的功能。
　　本文所設計的纖維鋪放虛擬數(shù)控系統(tǒng)能實現(xiàn)數(shù)控代碼的導入，進行加減速控制，插補運算，最