七坐標數(shù)控纖維鋪放設備的控制系統(tǒng)及鋪放頭的研制.pdf

1、纖維增強塑料是復合材料的一種，用它制作的構件具有重量輕、防腐蝕、抗疲勞損傷性能好、機械加工少和吸收雷達微波等優(yōu)點，廣泛應用于航空航天等重要領域。
　　數(shù)控纖維鋪放技術是在纖維纏繞技術基礎上發(fā)展起來的樹脂基復合材料自動化成型制造技術。纖維鋪放設備由計算機控制系統(tǒng)的控制，按照設定的軌跡完成芯模表面上的纖維鋪放任務。它可以實現(xiàn)連續(xù)變角度鋪放，并可成形凹曲面，且纖維帶寬可變化。它更適用于制造含有凹曲面的不對稱回轉體，具有溝槽、加強筋的殼體

2、等外形相對復雜的纖維增強制品，目前國內在這一領域的研究工作剛剛起步。
　　按纖維鋪放路經(jīng)的要求,本課題所研究的七坐標鋪放設備由3個直線運動坐標，4個轉動坐標和纖維鋪放頭組成。對數(shù)控實驗室原有六坐標纏繞機進行技術改造，保留其原有X,Y,Z，3個直線和主軸C軸坐標，重新設計具有3個轉動坐標的手腕機構。手腕一端與機床的伸臂坐標連接，另一端連接鋪放頭，實現(xiàn)對末端執(zhí)行機構-鋪放頭位姿的控制。原有的機床，手腕機構和鋪放頭組成七坐標數(shù)控鋪放設備

3、。鋪放頭是鋪放設備的核心部分，用于將纖維鋪放到芯模表面。其結構復雜，內部應具有夾緊，重送，剪切和施壓等功能模塊，四個模塊按要求順序布置，相互獨立，通過增加模塊可以擴展纖維紗束路數(shù)。各個模塊要完成的動作由氣動與伺服電機實現(xiàn)。
　　鋪放設備控制系統(tǒng)采用IPC+UMAC+PLC方案，構成開放式七坐標鋪放設備數(shù)控系統(tǒng)。IPC機負責如數(shù)控程序編輯、狀態(tài)監(jiān)測等任務，UMAC運動控制器負責機床的運動軌跡控制，PLC完成機床的邏輯控制功能。該系統(tǒng)