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。     

半闭环伺服系统间隙补偿方法研究

本文针对数控机床半闭环直线进给伺服系统存在传动间隙,严重影响机床精度的问题,提出基于速度前馈控制的间隙补偿方法,控制伺服电机通过先加速后减速的运动过程补偿传动间隙。建立传动间隙模型,测量传动间隙,计算间隙补偿运动过程的参数,并以之作为间隙补偿值;采用反推法,根据伺服系统前向传递函数推导出速度前馈控制函数,保证间隙补偿值无延时、无差别复现到伺服系统输出端,补偿传动间隙。最后通过仿真分析,验证了基于速度前馈控制的间隙补偿方法的有效性。     

FANUC数控系统参数丢失后的恢复方法

以FANUC 0-MDⅡ系统为例,详细地研究了数控机床参数全部丢失后的恢复方法.     

基于CPLD的布带缠绕机张力功放系统

缠绕张力是复合材料布带成型工艺中一个关键因素.针对布带缠绕机张力控制系统设计制作基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的张力功放电路和硬件电路,在MAX+PLUS Ⅱ软件环境中通过超高速集成电路硬件描述语言(VHDL)编程完成了CPLD的内部逻辑设计.通过试验证明,该方案完全能够满足参数控制系统的要求,且具有灵活简单和升级方便等特点.功放系统已应用于某型缠绕机中.     

整体叶盘五坐标数控抛光机后置处理算法研究

从提高整体叶盘抛光质量及效率的角度出发,针对整体叶盘的结构特征,详细地分析了五坐标整体叶盘数控抛光机的结构特点及其运动形式。利用坐标变换原理,推导出符合抛光机的后置处理算法,并编写相应的后置处理程序。通过初步实验,验证了该算法的结果能满足五坐标数控抛光机后置处理的要求。     

柔性抛光对叶片表面波纹度影响机制研究

为掌握砂布轮柔性抛光对航空发动机叶片表面波纹度影响机制,采用傅立叶变换(FFT)分析获取了柔性抛光磨具系统振动主要频谱,利用小波分析法获取了试件柔性抛光前后表面波纹频谱信息。分析结果表明：砂布轮柔性抛光过程会产生间歇式强迫振动,且强迫振动激振频率与砂布轮转速成线性关系;砂布轮柔性抛光没有彻底去除铣削残留的波纹信息,但波纹度值显著降低;强迫振动高频信息会复印在试件柔性抛光表面,形成新的致密的规律性纹理。通过分析柔性抛光表面三维形貌证实了小波分析结果的可靠性。     

数控缠绕机张力模糊PID控制系统的研究与实现

在分析张力控制系统原理的基础上,引入模糊PID控制理论,通过ActiveX技术实现Labwindows CVI与MATLAB之间的数据传送,从而实现PID的模糊在线自整定.系统已在某航天制造企业实施,并取得了一定的控制效果.     

GH4169G高温合金车削切削力与切削温度有限元仿真研究

为研究GH4169G高温合金车削用量及刀具几何特性对切削力和切削温度的影响规律,基于ABAQUS有限元仿真软件,通过依次改变切削深度、切削速度和刀具几何角度,获得不同参数组合下切削力和切削温度的变化规律,进一步揭示车削参数和刀具几何角度对GH4169G高温合金切削过程中热—力耦合作用的影响机理,从而对切削工艺参数和刀具特性进行优选。     

整体叶盘无干涉五坐标数控抛光轨迹生成算法研究

整体叶盘是典型的薄壁、难加工材料和复杂结构零件,其叶型表面的抛光质量和抛光精度会显著影响其使用性能和寿命。根据整体叶盘的结构特点以及抛光的特殊性,围绕所开发的专用五坐标数控抛光机的编程需要,提出了相应的抛光轨迹生成算法,并对可能存在的干涉进行检查,最终生成了光顺的抛光轨迹。经初步试验证明,该抛光轨迹算法既能有效进行干涉检测,又能生成适合整体叶盘型面的最佳抛光轨迹。     

基于灰色关联分析和响应面法的复合材料缠绕成型多目标工艺参数优化

针对复合材料预浸带缠绕过程中制品的残余应力、孔隙率最小化和层间剪切强度（ILSS）最大化的多目标优化问题,采用Box-Behnken Design （BBD）原理设计四因素三水平的T300/环氧树脂预浸带缠绕实验;基于灰色关联分析（GRA）将多目标优化问题转化为单目标优化问题,利用主成分分析（PCA）法确定残余应力、孔隙率和ILSS对灰色关联度（GRG）的影响权重;通过对实验数据的回归分析,建立GRG与主要缠绕工艺参数（缠绕温度、张力、压辊压力和缠绕速度）的二阶预测模型;分析了各工艺参数对残余应力、孔隙率、ILSS和GRG的影响规律,确定缠绕工艺参数优化方案;利用响应面法（RSM）求解工艺参数优化问题并进行复合材料预浸带缠绕实验。结果表明:该优化方法获得的最优工艺参数组合可以有效改善残余应力、孔隙率和ILSS,提高预浸带缠绕制品的性能。