纤维缠绕机器人离线编程及应用

研究了缠绕轨迹网格后处理算法以及机器人运动控制理论,建立基于Matlab和ADAMS的机器人缠绕离线编程及仿真平台。此平台具有针对等距离、等高面、等悬纱长度三种不同出纱方式进行机器人缠绕轨迹CAD设计,并自动生成机器人缠绕执行指令文件的功能;同时借助此平台能实现对缠绕过程的动画仿真与运动曲线分析,达到优化缠绕轨迹的目的。进行了弯管缠绕的仿真实验与物理实验,实验结果表明:此平台可靠实用,缠绕轨迹后处理方便准确,仿真效果理想,能有效的缩短机器人缠绕轨迹开发周期,减少物理实验的次数,降低研发成本。     

基于OpenGL的纤维缠绕的三维运动仿真

介绍了用OpenGL实现三维运动仿真的基本思路及步骤，并以复合材料制品纤维缠绕过程动态仿真为例，说明了其实现方法。     

复合材料布带缠绕纠偏模糊控制技术研究

对布带跑偏现象进行纠偏是复合材料缠绕成型的关键技术之一。为获得高精度、高鲁棒性的纠偏控制,首先分析了缠绕过程中布带传动的运动特性,在此基础上,对平行辊纠偏机构建立了布带缠绕纠偏系统模型。模型显示,布带缠绕的纠偏运动是双输入的时变系统,缠绕张力及缠绕速度的变化将改变纠偏系统参数。针对于此,采用模糊控制器对布带缠绕纠偏系统进行纠偏仿真与实验。结果表明,模糊控制效果明显优于PID控制,在纠偏系统参数改变时,模糊控制纠偏精度达到0.6 mm。     

复合材料三通管的纤维缠绕设计

针对两圆柱直接相贯的三通管,利用圆柱面上的测地线和非测地线实现了圆柱部分的纤维缠绕路径设计,并给出了纤维从主管顺利过渡到支管的条件.针对通用的卧式多坐标纤维缠绕机,分别设计了三通管主管和支管的机器路径.在缠绕主管时,芯模转动,出纱嘴在水平面内运动;在缠绕支管时芯模不动,准停在固定位置,出纱嘴回转,引入了垂直坐标.最后,通过仿真和实际缠绕实验验证了理论的正确性.     

水下通信用光缆线包缠绕力学建模及仿真

因电磁波无法在水中传播,水下大容量长距离通信仅能依靠光缆等有线通信方式。对于水下航行器等需随航行体运动实时布放光缆以建立动态通信信道的应用场合,光缆线包缠绕工艺及缠绕机构的优化设计,对减小断线概率、提高水下通信的可靠性显得尤为重要。在对光缆缠绕过程及端板力学分析的基础上,提出一种以各层光缆径向变形和轴向变形为增量的逐层分析方法,建立了水下通信用光缆线包缠绕力学模型。该模型揭示了缠绕过程光缆线包内张力分布及端板变形的内在规律,以实际光缆线包结构参数和缠绕工艺参数对光缆线包内部应变、光缆层压强以及端板变形进行仿真分析,仿真结果与光缆线包缠绕过程应变实测数据符合性好。     

微机控制缠绕90°弯管的CAD

本文讨论在微机控制的纤维缠绕机上缠绕中间段为弧形管,两端为圆柱管,过渡段为圆台的90°弯管的运动规律,建立了简化的数学模型,运用坐标变换和非测地线稳定缠绕概念,给出了纤维缠绕90°弯管的运动方程,设计了CAD程序,绘制了线型,为工程应用提供了依据。     

组合回转体过渡段缠绕的数学模型研究

讨论了组合回转体过渡段缠绕运动规律,推导出用回转单叶双曲面作为过渡段时纤维缠绕角和中心角一般公式,为解决纤维缠绕负高斯曲率曲面提供了新的方法。     

组合回转体过渡段缠绕的数学模型研究

讨论了组合回转体过渡段缠绕运动规律,推导出用回转单叶双曲面作为过渡段时纤维缠绕角和中心角一般公式,为解决纤维缠绕负高斯曲率曲面提供了新的方法。     

FWM运动规律及坐标耦合分析

本文以测地线缠绕为依据,以丝嘴离芯模(或现有绕层)表面保持恒距为条件,导出了回转体缠绕时丝嘴运动坐标控制及耦合的数学模型.进而给定了常见形体缠绕的运动控制方程.最后编制了计算及绘图软件,并给出了丝嘴运动坐标控制曲线.     

组合回转体缠绕角及中心角方程

讨论了组合回转体纤维缠绕负高斯曲面过渡段缠绕运动规律．导出以单叶双曲面作为过渡段时纤维缠绕角和中心角一般公式,并根据边界条件确定单叶双曲回转曲面的各参数,为实现纤维缠绕负高斯曲率曲面提供了理论依据．     

数控纤维缠绕机自动挂纱系统的设计与研究

对CNG气瓶数控纤维缠绕机自动挂纱系统进行了分析，完成了自动挂纱机械手的结构设计。基于Matlab／Adams进行了联合机构运动仿真，并给出了自动挂纱控制系统的设计方案。     

三通管纤维缠绕线型设计与仿真

提出了一种三通管纤维缠绕线型的设计方法。首先,建立了三通管的纤维缠绕数学模型,对缠绕线型规律进行分析的基础上,再利用测地线与非测地线相联合进行缠绕,对于三通管端部处采用定位销返回,定位销的引入克服了传统纤维缠绕模式在缠绕弯管端部时要采用非测地线线型。仿真结果表明,该纤维缠绕线型设计方案精确可靠,满足纤维缠绕的基本要求,对实际生产有很重要的作用,并为三通管缠绕的应用奠定了理论基础。     

纤维缠绕机生产工艺过程的三维动画设计

介绍了用ＴｕｒｂｏＣ语言结合图形学进行三维动画图形设计,模拟纤维缠绕机缠绕、脱模和修整的生产工艺过程。为工程技术人员掌握缠绕原理及工艺过程提供良好的演示效果。     

压力容器缠绕成型数学模型的研究

本文根据微分几何学的原理,在理论测地线缠绕时,分析了微机控制纤维缠绕机丝嘴的运动规律。从而得出了丝嘴运动轨迹坐标和芯模转角的计算公式。该公式具有通用性。根据约束方程的不同,可适应于二座标和三座标联动的缠绕机。同样,它也可用于不同行程范围和不同速度要求的缠绕机。     

树脂基复合材料纤维缠绕动态显示技术研究

本文详细介绍了弧形管纤维缠绕计算机图形动态显示的技术研究,建立了弧形管的数学模型,介绍了纤维测地线缠绕和非测地线缠绕的数学模型,采用线框成型方法构造了弧形管及其上缠绕纤维的图形,利用统x轴旋转变化实现了计算机模拟弧形管纤维缠绕动态过程,为工艺及设备的设计研究提供了一条高效的途径。本文同时还提出了一种简捷的弧形这同截面圆上节点z值比较消隐方法,使得三维动态图形更加逼真和更富立体感。     

MCFW软件包的研制

本文在精确分析纤维缠绕线型规律、纤维缠绕运动规律和分析微机控制纤维缠绕机（ＭＣＦＷ）功能要求的基础上，研制了ＭＣＦＷ软件包的功能结构及组成模块。文中详细阐述了软件包的研制技术和程序设计方法，着重论述了多功能接口设计和混合语言编程技术在该软件包中的成功应用。     

纤维缠绕技术的发展及研究现状

从纤维缠绕的概念、发展史及发展趋势等方面对纤维缠绕技术的发展过程及研究现状做了综述，重点介绍了未来纤维缠绕工艺和纤维缠绕机械的发展趋势，即缠绕工艺与其他工艺的复合化、热塑性树脂缠绕的日益增多以及缠绕机械的精密化、高效化、柔性化等，并对我国纤维缠绕技术的现状做了概述。