復(fù)合材料機(jī)翼蒙皮自動(dòng)鋪帶控制技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-14 00:43
碳纖維復(fù)合材料自動(dòng)鋪放技術(shù)突破了大尺寸復(fù)合材料零件依賴手工成型的瓶頸,是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)復(fù)合材料部件數(shù)控加工技術(shù),由初始的自動(dòng)鋪帶技術(shù)經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)發(fā)展成纖維絲束鋪放技術(shù)(即自動(dòng)鋪絲技術(shù)),兩者都采用固定寬度、浸有樹(shù)脂的碳纖維預(yù)浸料帶進(jìn)行自動(dòng)化鋪疊,具有高效、高精度和高可靠性的優(yōu)點(diǎn),適用于民用或軍用運(yùn)輸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)預(yù)警機(jī)等飛行器復(fù)合材料零件的制造,已成為歐美國(guó)家航天航空工業(yè)領(lǐng)域中大型復(fù)合材料構(gòu)件典型制造工藝。飛機(jī)制造企業(yè)為了適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展應(yīng)用和質(zhì)量要求,在某型無(wú)人機(jī)機(jī)翼蒙皮制造中采用自動(dòng)鋪帶技術(shù)代替工人手動(dòng)鋪疊,自動(dòng)鋪帶技術(shù)依靠數(shù)控設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)算,進(jìn)行預(yù)浸料帶的0°/90°/45°/-45°方向的鋪疊和自動(dòng)裁剪料片,整合了手工鋪疊時(shí)運(yùn)用自動(dòng)下料機(jī)保證鋪疊料片形狀和激光投影保障鋪疊角度正確兩種設(shè)備功能,因此在自動(dòng)鋪帶鋪疊過(guò)程中,纖維鋪放方向須滿足零件鋪層角度設(shè)計(jì)方向,預(yù)浸料鋪疊須滿足料片無(wú)褶皺、無(wú)架橋、纖維無(wú)斷裂,預(yù)浸料鋪放相鄰料帶間的間隙須滿足間隙容差設(shè)計(jì)要求,如果對(duì)以上工藝制造技術(shù)研究不夠,將影響自動(dòng)鋪帶技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際飛機(jī)復(fù)合材料零件的工程制造。本論文將通過(guò)對(duì)自動(dòng)鋪...
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:88 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究工作的背景與意義
1.2 選題來(lái)源
1.3 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)
1.4 本論文研究?jī)?nèi)容
1.5 本論文研究工作要實(shí)現(xiàn)的最終目標(biāo)
1.6 本論文的總體安排
第二章 自動(dòng)鋪帶加工程序路徑規(guī)劃原理及方法
2.1 自動(dòng)鋪帶軌跡規(guī)劃原理概述
2.2 自動(dòng)鋪帶軌跡起始鋪放點(diǎn)規(guī)劃原理
2.3 自動(dòng)鋪帶料帶間隙分析及要求
2.4 兼顧鋪帶間隙覆蓋性分析的測(cè)地線軌跡規(guī)劃
2.4.1 測(cè)地線定義及求解
2.4.2 鋪帶間隙覆蓋性分析的測(cè)地線軌跡規(guī)劃介紹
2.5 本章小結(jié)
第三章 自動(dòng)鋪帶運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)與實(shí)現(xiàn)
3.1 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)原理分析
3.2 運(yùn)動(dòng)仿真后置處理軟件開(kāi)發(fā)模塊目標(biāo)與環(huán)境要求
3.3 運(yùn)動(dòng)仿真后置處理軟件的實(shí)現(xiàn)
3.3.1 運(yùn)動(dòng)仿真加工程序文件后置處理軟件主界面設(shè)計(jì)
3.3.2 運(yùn)動(dòng)仿真加工程序鋪層預(yù)覽的實(shí)現(xiàn)
3.3.3 運(yùn)動(dòng)仿真加工程序后置處理的實(shí)現(xiàn)
3.4 基于VERICUT軟件運(yùn)動(dòng)仿真實(shí)現(xiàn)
3.4.1 自動(dòng)鋪帶機(jī)三維實(shí)體CATIA建模
3.4.2 加載三維機(jī)床數(shù)模與干涉參數(shù)設(shè)置
3.5 自動(dòng)鋪帶運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)應(yīng)用測(cè)試
3.5.1 運(yùn)動(dòng)仿真加工程序文件后置處理軟件功能測(cè)試
3.5.2 應(yīng)用VERICUT軟件運(yùn)動(dòng)仿真測(cè)試
3.6 本章小結(jié)
第四章 自動(dòng)鋪帶監(jiān)控技術(shù)與實(shí)現(xiàn)
4.1 自動(dòng)鋪帶監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)平臺(tái)規(guī)劃
4.2 自動(dòng)鋪帶監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模塊目標(biāo)與環(huán)境要求
4.3 自動(dòng)鋪帶監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)
4.3.1 監(jiān)控應(yīng)用程序主界面設(shè)計(jì)
4.3.2 監(jiān)控應(yīng)用程序與自動(dòng)鋪帶CNC系統(tǒng)連接功能實(shí)現(xiàn)
4.3.3 各軸數(shù)據(jù)采集功能的實(shí)現(xiàn)
4.3.4 加工任務(wù)信息采集功能的實(shí)現(xiàn)
4.3.5 遠(yuǎn)程服務(wù)器的數(shù)據(jù)通信的實(shí)現(xiàn)
4.4 自動(dòng)鋪帶監(jiān)控應(yīng)用程序系統(tǒng)測(cè)試
4.5 本章小結(jié)
第五章 機(jī)翼蒙皮自動(dòng)鋪帶控制技術(shù)制造驗(yàn)證
5.1 復(fù)合材料機(jī)翼蒙皮零件介紹
5.2 復(fù)合材料機(jī)翼蒙皮鋪疊工裝介紹
5.3 鋪帶材料預(yù)浸料的性能研究
5.4 主要加工參數(shù)設(shè)定值實(shí)驗(yàn)研究分析
5.4.1 鋪帶間隙值實(shí)驗(yàn)研究分析
5.4.2 鋪帶壓輥壓力技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究分析
5.4.3 鋪帶速度的設(shè)置分析
5.4.4 機(jī)翼蒙皮自動(dòng)鋪帶的軌跡規(guī)劃分析
5.4.5 鋪帶加工程序技術(shù)處理其他要求
5.5 自動(dòng)鋪帶加工程序運(yùn)動(dòng)仿真控制軟件的應(yīng)用驗(yàn)證
5.6 自動(dòng)鋪帶加工遠(yuǎn)程監(jiān)控控制技術(shù)的應(yīng)用驗(yàn)證
5.7 機(jī)翼蒙皮試驗(yàn)件制造加工驗(yàn)證結(jié)果及形成規(guī)范
5.8 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
6.1 研究工作總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]《復(fù)合材料原理》課程教學(xué)實(shí)踐與改革[J]. 張奇?zhèn)?孫海勤. 教育教學(xué)論壇. 2018(02)
[2]基于FOCAS的數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化集成系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J]. 劉培躍,張亞寒. 機(jī)床與液壓. 2014(22)
[3]復(fù)合材料自動(dòng)鋪帶機(jī)監(jiān)控程序開(kāi)發(fā)[J]. 聶海平,胡業(yè)勤,黃當(dāng)明. 制造技術(shù)與機(jī)床. 2014(11)
[4]數(shù)控機(jī)群數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J]. 陳賢清,黃河,古文偉,喻聲頻,田澤民. 機(jī)床與液壓. 2011(10)
[5]自動(dòng)鋪帶機(jī)/鋪絲機(jī)(ATL/AFP)——現(xiàn)代大型飛機(jī)制造的關(guān)鍵設(shè)備(中)[J]. 林勝. 世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng). 2009(05)
[6]復(fù)合材料自動(dòng)鋪帶技術(shù)研究——曲面鋪帶軌跡算法[J]. 羅海燕,李勇,肖軍,還大軍. 航空學(xué)報(bào). 2009(09)
[7]840D復(fù)合材料鋪放系統(tǒng)及其控制策略[J]. 楊濤,高殿斌,李開(kāi)越,葛邦. 宇航材料工藝. 2008(03)
[8]飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件自動(dòng)鋪帶/絲束鋪放典型設(shè)備[J]. 王天玉,梁憲珠,楊進(jìn)軍. 航空制造技術(shù). 2008(04)
[9]高效、全自動(dòng)的碳纖維復(fù)合材料鋪放設(shè)備[J]. 薛企剛. 航空制造技術(shù). 2008(04)
[10]我國(guó)大型客機(jī)先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)應(yīng)對(duì)策略思考[J]. 杜善義,關(guān)志東. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2008(01)
博士論文
[1]復(fù)合材料自動(dòng)鋪放CAD/CAM關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 還大軍.南京航空航天大學(xué) 2010
[2]復(fù)合材料自動(dòng)鋪帶控制及工藝關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張建寶.南京航空航天大學(xué) 2010
[3]基于實(shí)體的數(shù)控加工仿真關(guān)鍵技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 盛亮.南京航空航天大學(xué) 2005
[4]數(shù)控加工仿真關(guān)鍵技術(shù)研究與軟件開(kāi)發(fā)[D]. 伍鐵軍.南京航空航天大學(xué) 2001
碩士論文
[1]基于VERICUT軟件的多軸加工仿真研究[D]. 張振濤.天津理工大學(xué) 2014
[2]基于DNC系統(tǒng)的數(shù)控設(shè)備人機(jī)交互信息監(jiān)控的設(shè)計(jì)與研究[D]. 李紅梅.重慶大學(xué) 2011
[3]復(fù)合材料自動(dòng)鋪絲軌跡規(guī)劃與覆蓋性分析研究[D]. 曾偉.南京航空航天大學(xué) 2010
[4]數(shù)控機(jī)床群控系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及系統(tǒng)集成的研究與實(shí)施[D]. 李文川.重慶大學(xué) 2008
[5]自動(dòng)鋪帶軌跡規(guī)劃研究[D]. 王升.南京航空航天大學(xué) 2007
[6]DNC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[D]. 武國(guó)峰.南京航空航天大學(xué) 2003
本文編號(hào):2915481
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:88 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究工作的背景與意義
1.2 選題來(lái)源
1.3 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)
1.4 本論文研究?jī)?nèi)容
1.5 本論文研究工作要實(shí)現(xiàn)的最終目標(biāo)
1.6 本論文的總體安排
第二章 自動(dòng)鋪帶加工程序路徑規(guī)劃原理及方法
2.1 自動(dòng)鋪帶軌跡規(guī)劃原理概述
2.2 自動(dòng)鋪帶軌跡起始鋪放點(diǎn)規(guī)劃原理
2.3 自動(dòng)鋪帶料帶間隙分析及要求
2.4 兼顧鋪帶間隙覆蓋性分析的測(cè)地線軌跡規(guī)劃
2.4.1 測(cè)地線定義及求解
2.4.2 鋪帶間隙覆蓋性分析的測(cè)地線軌跡規(guī)劃介紹
2.5 本章小結(jié)
第三章 自動(dòng)鋪帶運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)與實(shí)現(xiàn)
3.1 運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)原理分析
3.2 運(yùn)動(dòng)仿真后置處理軟件開(kāi)發(fā)模塊目標(biāo)與環(huán)境要求
3.3 運(yùn)動(dòng)仿真后置處理軟件的實(shí)現(xiàn)
3.3.1 運(yùn)動(dòng)仿真加工程序文件后置處理軟件主界面設(shè)計(jì)
3.3.2 運(yùn)動(dòng)仿真加工程序鋪層預(yù)覽的實(shí)現(xiàn)
3.3.3 運(yùn)動(dòng)仿真加工程序后置處理的實(shí)現(xiàn)
3.4 基于VERICUT軟件運(yùn)動(dòng)仿真實(shí)現(xiàn)
3.4.1 自動(dòng)鋪帶機(jī)三維實(shí)體CATIA建模
3.4.2 加載三維機(jī)床數(shù)模與干涉參數(shù)設(shè)置
3.5 自動(dòng)鋪帶運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)應(yīng)用測(cè)試
3.5.1 運(yùn)動(dòng)仿真加工程序文件后置處理軟件功能測(cè)試
3.5.2 應(yīng)用VERICUT軟件運(yùn)動(dòng)仿真測(cè)試
3.6 本章小結(jié)
第四章 自動(dòng)鋪帶監(jiān)控技術(shù)與實(shí)現(xiàn)
4.1 自動(dòng)鋪帶監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)平臺(tái)規(guī)劃
4.2 自動(dòng)鋪帶監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模塊目標(biāo)與環(huán)境要求
4.3 自動(dòng)鋪帶監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)
4.3.1 監(jiān)控應(yīng)用程序主界面設(shè)計(jì)
4.3.2 監(jiān)控應(yīng)用程序與自動(dòng)鋪帶CNC系統(tǒng)連接功能實(shí)現(xiàn)
4.3.3 各軸數(shù)據(jù)采集功能的實(shí)現(xiàn)
4.3.4 加工任務(wù)信息采集功能的實(shí)現(xiàn)
4.3.5 遠(yuǎn)程服務(wù)器的數(shù)據(jù)通信的實(shí)現(xiàn)
4.4 自動(dòng)鋪帶監(jiān)控應(yīng)用程序系統(tǒng)測(cè)試
4.5 本章小結(jié)
第五章 機(jī)翼蒙皮自動(dòng)鋪帶控制技術(shù)制造驗(yàn)證
5.1 復(fù)合材料機(jī)翼蒙皮零件介紹
5.2 復(fù)合材料機(jī)翼蒙皮鋪疊工裝介紹
5.3 鋪帶材料預(yù)浸料的性能研究
5.4 主要加工參數(shù)設(shè)定值實(shí)驗(yàn)研究分析
5.4.1 鋪帶間隙值實(shí)驗(yàn)研究分析
5.4.2 鋪帶壓輥壓力技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究分析
5.4.3 鋪帶速度的設(shè)置分析
5.4.4 機(jī)翼蒙皮自動(dòng)鋪帶的軌跡規(guī)劃分析
5.4.5 鋪帶加工程序技術(shù)處理其他要求
5.5 自動(dòng)鋪帶加工程序運(yùn)動(dòng)仿真控制軟件的應(yīng)用驗(yàn)證
5.6 自動(dòng)鋪帶加工遠(yuǎn)程監(jiān)控控制技術(shù)的應(yīng)用驗(yàn)證
5.7 機(jī)翼蒙皮試驗(yàn)件制造加工驗(yàn)證結(jié)果及形成規(guī)范
5.8 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
6.1 研究工作總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]《復(fù)合材料原理》課程教學(xué)實(shí)踐與改革[J]. 張奇?zhèn)?孫海勤. 教育教學(xué)論壇. 2018(02)
[2]基于FOCAS的數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化集成系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J]. 劉培躍,張亞寒. 機(jī)床與液壓. 2014(22)
[3]復(fù)合材料自動(dòng)鋪帶機(jī)監(jiān)控程序開(kāi)發(fā)[J]. 聶海平,胡業(yè)勤,黃當(dāng)明. 制造技術(shù)與機(jī)床. 2014(11)
[4]數(shù)控機(jī)群數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J]. 陳賢清,黃河,古文偉,喻聲頻,田澤民. 機(jī)床與液壓. 2011(10)
[5]自動(dòng)鋪帶機(jī)/鋪絲機(jī)(ATL/AFP)——現(xiàn)代大型飛機(jī)制造的關(guān)鍵設(shè)備(中)[J]. 林勝. 世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng). 2009(05)
[6]復(fù)合材料自動(dòng)鋪帶技術(shù)研究——曲面鋪帶軌跡算法[J]. 羅海燕,李勇,肖軍,還大軍. 航空學(xué)報(bào). 2009(09)
[7]840D復(fù)合材料鋪放系統(tǒng)及其控制策略[J]. 楊濤,高殿斌,李開(kāi)越,葛邦. 宇航材料工藝. 2008(03)
[8]飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件自動(dòng)鋪帶/絲束鋪放典型設(shè)備[J]. 王天玉,梁憲珠,楊進(jìn)軍. 航空制造技術(shù). 2008(04)
[9]高效、全自動(dòng)的碳纖維復(fù)合材料鋪放設(shè)備[J]. 薛企剛. 航空制造技術(shù). 2008(04)
[10]我國(guó)大型客機(jī)先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)應(yīng)對(duì)策略思考[J]. 杜善義,關(guān)志東. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2008(01)
博士論文
[1]復(fù)合材料自動(dòng)鋪放CAD/CAM關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 還大軍.南京航空航天大學(xué) 2010
[2]復(fù)合材料自動(dòng)鋪帶控制及工藝關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張建寶.南京航空航天大學(xué) 2010
[3]基于實(shí)體的數(shù)控加工仿真關(guān)鍵技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 盛亮.南京航空航天大學(xué) 2005
[4]數(shù)控加工仿真關(guān)鍵技術(shù)研究與軟件開(kāi)發(fā)[D]. 伍鐵軍.南京航空航天大學(xué) 2001
碩士論文
[1]基于VERICUT軟件的多軸加工仿真研究[D]. 張振濤.天津理工大學(xué) 2014
[2]基于DNC系統(tǒng)的數(shù)控設(shè)備人機(jī)交互信息監(jiān)控的設(shè)計(jì)與研究[D]. 李紅梅.重慶大學(xué) 2011
[3]復(fù)合材料自動(dòng)鋪絲軌跡規(guī)劃與覆蓋性分析研究[D]. 曾偉.南京航空航天大學(xué) 2010
[4]數(shù)控機(jī)床群控系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及系統(tǒng)集成的研究與實(shí)施[D]. 李文川.重慶大學(xué) 2008
[5]自動(dòng)鋪帶軌跡規(guī)劃研究[D]. 王升.南京航空航天大學(xué) 2007
[6]DNC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[D]. 武國(guó)峰.南京航空航天大學(xué) 2003
本文編號(hào):2915481
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