基于机器人的热塑性复合材料铺放装备及工艺仿真研究

发布时间：2024-04-09 02:18

　　热塑性复合材料以其低制造成本、良好的可焊接性等优点渐渐成为国内外学者的研究热点。相较于国外在该领域的研究,我国对热塑性复合材料铺放技术的研究相对落后,且对于机械性能优越的聚醚醚酮材料的铺放设备及工艺的研究更少。热塑性复合材料铺放工艺的研究可以更好地指导相关理论的研究和设备的开发,这对于提高我国航空航天结构件的制造能力具有重要意义。首先,本文以热塑性预浸料CF/PEEK的铺放成型为目标,对目前实验室的HIT-I型热塑性复合材料铺放头进行结构优化改进,包括冷却、导送以及加热装置,并对铺放过程中压辊温度场进行仿真分析。为提高热塑性预浸料CF/PEEK的铺放效率,设计了一系列机器人铺放辅助设备,包括变位机、分切-收卷一体机等。所设计的铺放头可以满足CF/PEEK等多种热塑性预浸丝的铺放需求,分切-收卷一体机可将宽幅预浸带分切为不同宽度的预浸丝束。其次,针对机器人铺放系统,提出了可实现机器人本体控制系统与西门子840D sl数控系统切换控制机器人的技术方案。搭建并调试了数控系统控制柜,数控系统可直接控制机器人在笛卡尔坐标系中运动。针对圆柱芯模,采用定角度法设计了45°铺放轨迹,编制了可导出G代码...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1各类飞机结构复合材料用量[5]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-1-第1章绪论1.1课题来源及研究背景与意义1.1.1课题来源本课题来源于国防预研领域基金“高性能热塑性复合材料自动铺放快速成型技术研究（61409220122）”与国家自然科学基金项目“热塑性自动铺丝缺陷多尺度行为特性及演变机制研究（518751....

图1-2自动铺带设备[15]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-2-丝铺放两种[8]，是依据预浸料宽度不同来划分，前景广泛[9,10]。受其预浸带宽度的限制，自动纤维带铺放针对平面或低曲率构件适应性更强[11]，其设备如图1-2所示；而自动纤维丝铺放针对复杂曲面或小曲率构件适应性更强[12]，其设备如图1-3所....

图1-3自动铺丝设备[15]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-2-丝铺放两种[8]，是依据预浸料宽度不同来划分，前景广泛[9,10]。受其预浸带宽度的限制，自动纤维带铺放针对平面或低曲率构件适应性更强[11]，其设备如图1-2所示；而自动纤维丝铺放针对复杂曲面或小曲率构件适应性更强[12]，其设备如图1-3所....

图1-7应用VCSEL激光加热器的铺放头[

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-5-加热独立控制红外功率目标区域当前区域垂直腔面激光器图1-6VCSEL激光器工作原理[23]图1-7应用VCSEL激光加热器的铺放头[23]图1-6为飞利浦公司成功研制出的大功率垂直腔面发射激光器（Vertical-CavitySurface-E....

本文编号：3949162