數(shù)控纖維鋪絲機(jī)的鋪放頭及手腕關(guān)節(jié)的研究.pdf

1、復(fù)合材料，從20世紀(jì)50年代起，伴隨著航空航天、汽車、船舶和建筑等各項(xiàng)軍用和民用行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，獲得了高速的發(fā)展。樹脂基復(fù)合材料是其中最先開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推廣的，因此其應(yīng)用最廣、產(chǎn)業(yè)化程度最高。數(shù)控纖維鋪放技術(shù)即是樹脂基復(fù)合材料的一種先進(jìn)成型技術(shù)。
　　數(shù)控纖維鋪放技術(shù)是在纏繞技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的復(fù)合材料自動(dòng)化成型制造技術(shù)之一，它類似于多自由度纏繞技術(shù)。纖維纏繞在滿足落紗穩(wěn)定、纖維連續(xù)纏繞和正纏繞張力3個(gè)條件下，能夠加工凸曲面回轉(zhuǎn)體零

2、件，但對于纏繞凹曲面等復(fù)雜異型件時(shí)，纖維纏繞技術(shù)就受到限制。
　　纖維鋪放設(shè)備通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制，按照設(shè)定的軌跡完成在芯模表面上的鋪放任務(wù)。它可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)變角度鋪放，并可成形凹曲面，且纖維帶寬可變。它更適用于制造含有凹曲面的回轉(zhuǎn)體，具有深槽、加強(qiáng)筋的殼體構(gòu)件等外形相對復(fù)雜的纖維增強(qiáng)制品。
　　目前國內(nèi)在這一領(lǐng)域的研究工作剛剛起步，國外封鎖相關(guān)的技術(shù)資料，可借鑒和參考的資料不多，只能根據(jù)對鋪放設(shè)備基本功能的分析理解，從最

3、基礎(chǔ)方面進(jìn)行研究工作。
　　本論文根據(jù)“飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道”這類典型零件的纖維鋪放工藝要求，通過軌跡規(guī)化確定鋪放頭所需的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)數(shù)和運(yùn)動(dòng)范圍。對實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有六軸纏繞機(jī)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，保留原有主軸坐標(biāo)和三個(gè)直線坐標(biāo)，分析手腕關(guān)節(jié)在鋪放過程中運(yùn)動(dòng)要求和范圍，確定研制的手腕關(guān)節(jié)的坐標(biāo)數(shù)和擺動(dòng)范圍。對手腕各關(guān)節(jié)分析計(jì)算并選擇伺服電機(jī)及減速器，并考慮手腕與原有設(shè)備連接的問題，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過分析纖維鋪放過程中工作原理，“鋪放頭”內(nèi)部應(yīng)