纤维铺放机的机构设计及仿真

纤维增铺放成型技术是在手工迭层铺放和纤维缠绕工艺的基础上发展起来的一种机械化、自动化成型工艺。在纤维铺放成型技术中，主要由铺放头来实现纤维的铺放、剪切和再送纱。文中设计了一种能够根据需要加纱和剪切纱线的铺放头，并对整个铺放过程进行了仿真。     

纤维铺放虚拟数控系统设计

根据复合材料纤维自动铺放的原理,基于VC++编程搭建纤维铺放虚拟数控系统,主要包括三维模型的建立、虚拟数控单元的构建和运动仿真的实现。在虚拟数控单元中加入速度处理模块,符合实际,能得到比较好的铺放效果。最后通过一个实例对软件仿真效果进行验证。     

网格筋结构纤维铺放头的设计与分析

针对目前网格筋纤维铺放技术的不足,设计出了一种多功能纤维铺放头,它能根据所铺放网格状芯模槽的厚度和深度不同,实时改变伸出压辊机构压辊头宽度和长度,从而避免了因网格筋交叉处纤维束的重复铺放而引起应力集中问题,使碳纤维复合材料在铺放过程中不离缝、不重叠,提高了铺放效率,同时也减少了材料的浪费。将SolidWorks中建好的三维模型导入ADAMS中,对铺放头整体机构进行仿真分析,阐述了铺放头内部各机构的衔接运动以及铺放原理,验证了设计的可实施性。     

航空用预浸纤维带铺放装备设计

论述了航空用预浸纤维带铺放机构的工作原理及设计方法.采用集成化设计概念,将铺放杌的放料、除膜、张力控制、施压、剪切等必要装置集中组成铺放头机构;提出了铺层规划理念,通过840D控制铺放头按规划的轨迹运动以实现铺层;采用位置环、速度环、电流环等控制,完成对伺服电机的位置、速度、电流的调节作用,实现了铺放头的精确定位.     

龙门缠绕/铺放成型机龙门结构设计与分析

设计并建立了三种型式的缠绕/铺放机主结构模型,重点针对一种典型的缠绕/铺放机的龙门结构进行详细设计、有限元建模与分析。通过Pro/E建立龙门结构的三维模型,并导入ANSYS Workbench中,利用Workbench的强大功能分析龙门结构的静态、模态、谐响应及瞬态特性,得到龙门结构的最大等效应力为9.6277 MPa,前5阶固有频率为11.098 Hz、17.548 Hz、23.404 Hz、55.818 Hz、60.614 Hz,动梁的最大瞬态等效应力为19.261 MPa,验证了龙门结构满足设计要求,为后续的研发设计提供有用的参考。     

纤维带铺放控制系统的设计研究

设计了一种纤维带铺放头计算机控制系统,可实现铺放头旋转、纤维带铺放、多角度剪切、送卷、收卷、压紧、加热、测带速等功能.分析了控制方案和工艺流程后,采用基于PMAC的开放数控系统解决控制功能的软件实现问题.     

纤维铺放头机构的研究

纤维增强复合材料(FRP)铺放成型技术是在手工迭层铺放和纤维缠绕工艺的基础上发展起来的一种机械化、自动化成型工艺.在纤维铺放成型技术中,主要采用铺放头机构来实现铺放功能.该机构包括送料装置、加热装置、加压装置、剪切装置等.     

风机叶片纤维带铺放头设计

分析了风机叶片铺放机的铺放过程,得出了铺放头所具有的功能,依据其功能对风机叶片铺放机的铺放头进行机构设计,铺放头机构设计主要包括压紧机构设计、剪断纤维机构设计、重新送料机构设计和加热装置的设计.首先,结合风机叶片的特点从总体上设计铺放头机构简图;其次,对各机构进行具体设计,之后应用Pro/ENGTNEER Wildfire2.0软件的零件设计和装配设计功能对各机构进行实体建模;最后,把各个机构实体模型装配在一起形成铺放头.     

Mastercam_X6在异形构件纤维铺放中的应用

基于Mastercam_X6,利用其数控多轴加工技术,将切削加工转化为复合材料成型铺放技术,通过将刀具的运动轨迹转化为铺丝头纤维铺放轨迹,进行异形截面零件的纤维铺放成型,实现数控自动铺放过程。试验以飞机襟翼的纤维铺放为例,针对异形截面,特别是含有凹曲面的制件,进行了铺丝头轨迹规划及创建、加工方式的对比选择、仿真加工、后置处理和NC程序输出,实现了数控多轴加工技术在异形截面纤维铺放上的成功应用,并对如何运用Mastercam软件实现复杂曲面的多轴纤维铺放作了对比探讨。     

七自由度碳纤维自动铺放装置结构设计研究

针对我国的纤维铺放技术还处于起步阶段,在对异型件大曲面的铺放研究相对于国外还比较落后,目前还不能实现在数控铺放机上对其进行铺放。设计一种七自由度碳纤维自动铺放装置,采用龙门架结构作为移动机构,设计机械臂作为旋转关节,而辅助机构主要由铺放头承担。之后对铺放设备关键零部件利用SolidWorks Simulation进行静力学分析及模态分析,然后优化设计结构,最后对设备进行运动仿真。验证结果表明符合设计强度要求,能够快速响应动作。设计与仿真结果能够为今后碳纤维自动铺放装置的设计与研究提供一定的参考意义。     

自动铺丝机运动控制信息的生成与仿真

针对复合材料自动铺丝机的运动问题，在已知芯模外形和纤维铺放路径的基础上，运用机器人学原理建立了铺丝机构杆件坐标系，解算了空间机构运动学逆问题，实现了铺丝机构各运动关节控制信息的自动生成。基于CATIA开发平台CAA，在CATIA中实现了某复合材料进气道零件的铺丝仿真。     

碳纤维自由曲面铺放设备的设计与研究

先进制造和高端装备行业对复杂自由曲面的碳纤维制品的需求量不断提高,然而现阶段碳纤维铺放技术存在低效率、低精度、低可靠性的问题.依据碳纤维铺放工艺特点,研发了一种模块化的二丝束自动铺放装置,其具备创新型丝束夹紧-重送-剪断功能的自动铺丝机构.在铺放装置三维模型的基础上,根据仿真结果验证并优化了铺放装置结构,保证了装置的结构强度稳定性.采用随机概率法分析装置的可达空间,检验运动空间是否满足运动范围要求;构建了碳纤维铺放装置样机平台,使用双频激光干涉仪测量铺放定位误差,并依此采用粒子群算法对铺放进行精度补偿,从而提高了设备的铺放精度.     

复合材料布铺放缠绕机设计与控制技术研究

复合材料布铺放缠绕机是实现某型火箭筒布铺放与布带交叉复合缠绕的关键工艺装备,是集机械、电子、气动、控制、软件和数控等技术于一体的多学科交叉综合应用的复杂设备[1]。本文针对某复合材料绝热层缠绕制品成型工艺的结构特点,详细地介绍了复合材料布铺放缠绕机的结构、组成及实现方式,并对成型工艺及物理参数控制进行了深入研究。该设备的开发,极大地提高了某型火箭筒复合材料缠绕制品质量,解决了该型复合材料零部件成型过程中的关键性制造技术难题。     

热塑性复合材料机器人铺放系统设计及工艺优化研究

针对热塑性复合材料的铺放功能及其实际需求,以机器人为载体,开展了热塑性复合材料铺放设备关键技术及工艺优化研究.根据机器人铺放头特点,提出了铺放头总体设计方案,设计了加热、剪断、重送、夹紧、张力调控等功能模块,开发出了电气控制、PID张力控制、温度控制等控制单元,实现热塑性复合材料机器人铺放设备的搭建.采用GF/PP热塑...     

多路纤维铺放控制系统的设计研究

针对目前传统的复合材料成型技术难以保证小曲率半径、凹凸不平等复杂表面构件加工的质量问题,对最新的纤维铺放技术进行了研究,设计了一种基于主流的IPC机+PMACⅡ可编程运动控制器的开放式控制系统,利用VC++6.0搭建了人机交互界面,通过PMACⅡ进行硬件/软件的设计以实现对每一路电动机的速度、位移的控制,进而达到对每一路纤维丝束的独立运动控制及整体的联合运动控制的目的,从而实现了对铺放压力的控制作用。同时还设计了压力反馈系统,以实现对铺放压力的精确控制。研究结果表明,该控制系统能够实时监测铺放过程中的各项参数,并能进行自动/手动操作;不仅能够顺利完成表面形状复杂构件的加工,而且达到铺放压力在30 N范围内误差为±3%的精度,保证了铺放质量。     

基于ADAMS自动打印机主体结构的运动学仿真

针对自动打印机的效率和准确度,利用三维建模软件SolidWorks,建立了自动打印机的实体模型,并通过软件ADAMS和SolidWorks的数据接口,导入到仿真软件ADAMS中,对其进行运动学仿真,实现了自动打印机实体模型稳定运行的全过程仿真,并对软件ADAMS的仿真结果进行了理论分析计算。结果表明,建立仿真模型的方法和仿真模型是正确和可行的;同时,也说明了ADAMS软件在产品开发中的重要作用,并且为自动打印机的动力学分析、控制及制造等奠定了基础。     

碳纤维预浸带自动铺放超声切割器的研究

介绍了铺放过程中模块化碳纤维预浸带切割器的设计,此机构采用超声切割刀,可以对碳纤维预浸带进行任意角度的切割;并设计一种基于PLC和VC可视化界面的切割控制系统,该系统结构简单、性能稳定、经济价值和使用效果突出,切割动作的启停和切割过程自动控制,实现了可靠准确的整洁切割。     

手提式玉米播种机的设计研究

手提式玉米播种机是一种小型、轻便、操作简单、排种准确、适应性很强的播种机。本文就手提式小型播种机进行了详细的设计研究,利用先进的设计方法完成实验样机的参数化设计,并通过试验研究以及有限元分析、运动学仿真对其结构进行了进一步优化。     

柔性集装袋自动运输装置支撑架结构的研究与设计

提出了一种全新的柔性集装袋自动缝纫的工艺方法,设计出了相应的自动运输装置;对装置中的关键部件支撑架装置的结构进行了详细的分析;通过理论计算确定了支撑架滑块所需的电机驱动力与滑块行程的关系,并因此确定电机驱动力的范围;最后通过运动学仿真分析验证了理论计算的正确性。     

复合材料结构自动纤维铺放加工路径优化方法

将复合材料结构铺层数量、铺层厚度和铺丝角度作为优化问题的变量,提出一种适用于复合材料结构的纤维丝束自动铺放路径规划的优化设计方法,以降低复合材料构件总质量为主要优化目标,按照结构应力方向选择纤维角度,根据应力大小确定铺层厚度,根据应力分布位置决定铺层数量,在包括结构强度和纤维丝束曲率半径在内的约束条件下,使复合材料构件的总质量最小化。以类三棱柱复合材料立体结构为主要研究对象,利用有限元分析工具构建并实现铺贴丝束材料模型,根据各种载荷对铺丝层压结构进行了实验验证。