复合材料机翼蒙皮自动铺带控制技术研究
发布时间：2020-12-14 00:43
碳纤维复合材料自动铺放技术突破了大尺寸复合材料零件依赖手工成型的瓶颈,是欧美发达国家近几十年发展起来的一种先进复合材料部件数控加工技术,由初始的自动铺带技术经过不断改进发展成纤维丝束铺放技术（即自动铺丝技术）,两者都采用固定宽度、浸有树脂的碳纤维预浸料带进行自动化铺叠,具有高效、高精度和高可靠性的优点,适用于民用或军用运输机、战斗机预警机等飞行器复合材料零件的制造,已成为欧美国家航天航空工业领域中大型复合材料构件典型制造工艺。飞机制造企业为了适应新技术发展应用和质量要求,在某型无人机机翼蒙皮制造中采用自动铺带技术代替工人手动铺叠,自动铺带技术依靠数控设备的自动运算,进行预浸料带的0°/90°/45°/-45°方向的铺叠和自动裁剪料片,整合了手工铺叠时运用自动下料机保证铺叠料片形状和激光投影保障铺叠角度正确两种设备功能,因此在自动铺带铺叠过程中,纤维铺放方向须满足零件铺层角度设计方向,预浸料铺叠须满足料片无褶皱、无架桥、纤维无断裂,预浸料铺放相邻料带间的间隙须满足间隙容差设计要求,如果对以上工艺制造技术研究不够,将影响自动铺带技术应用于实际飞机复合材料零件的工程制造。本论文将通过对自动铺...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景与意义
1.2 选题来源
1.3 国内外研究动态
1.4 本论文研究内容
1.5 本论文研究工作要实现的最终目标
1.6 本论文的总体安排
第二章 自动铺带加工程序路径规划原理及方法
2.1 自动铺带轨迹规划原理概述
2.2 自动铺带轨迹起始铺放点规划原理
2.3 自动铺带料带间隙分析及要求
2.4 兼顾铺带间隙覆盖性分析的测地线轨迹规划
2.4.1 测地线定义及求解
2.4.2 铺带间隙覆盖性分析的测地线轨迹规划介绍
2.5 本章小结
第三章 自动铺带运动仿真技术与实现
3.1 运动仿真技术原理分析
3.2 运动仿真后置处理软件开发模块目标与环境要求
3.3 运动仿真后置处理软件的实现
3.3.1 运动仿真加工程序文件后置处理软件主界面设计
3.3.2 运动仿真加工程序铺层预览的实现
3.3.3 运动仿真加工程序后置处理的实现
3.4 基于VERICUT软件运动仿真实现
3.4.1 自动铺带机三维实体CATIA建模
3.4.2 加载三维机床数模与干涉参数设置
3.5 自动铺带运动仿真系统应用测试
3.5.1 运动仿真加工程序文件后置处理软件功能测试
3.5.2 应用VERICUT软件运动仿真测试
3.6 本章小结
第四章 自动铺带监控技术与实现
4.1 自动铺带监控系统架构平台规划
4.2 自动铺带监控系统开发模块目标与环境要求
4.3 自动铺带监控系统应用程序的实现
4.3.1 监控应用程序主界面设计
4.3.2 监控应用程序与自动铺带CNC系统连接功能实现
4.3.3 各轴数据采集功能的实现
4.3.4 加工任务信息采集功能的实现
4.3.5 远程服务器的数据通信的实现
4.4 自动铺带监控应用程序系统测试
4.5 本章小结
第五章 机翼蒙皮自动铺带控制技术制造验证
5.1 复合材料机翼蒙皮零件介绍
5.2 复合材料机翼蒙皮铺叠工装介绍
5.3 铺带材料预浸料的性能研究
5.4 主要加工参数设定值实验研究分析
5.4.1 铺带间隙值实验研究分析
5.4.2 铺带压辊压力技术实验研究分析
5.4.3 铺带速度的设置分析
5.4.4 机翼蒙皮自动铺带的轨迹规划分析
5.4.5 铺带加工程序技术处理其他要求
5.5 自动铺带加工程序运动仿真控制软件的应用验证
5.6 自动铺带加工远程监控控制技术的应用验证
5.7 机翼蒙皮试验件制造加工验证结果及形成规范
5.8 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 研究工作总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]《复合材料原理》课程教学实践与改革[J]. 张奇伟,孙海勤. 教育教学论坛. 2018(02)
[2]基于FOCAS的数控机床网络化集成系统开发[J]. 刘培跃,张亚寒. 机床与液压. 2014(22)
[3]复合材料自动铺带机监控程序开发[J]. 聂海平,胡业勤,黄当明. 制造技术与机床. 2014(11)
[4]数控机群数据信息采集系统的研究与设计[J]. 陈贤清,黄河,古文伟,喻声频,田泽民. 机床与液压. 2011(10)
[5]自动铺带机/铺丝机(ATL/AFP)——现代大型飞机制造的关键设备(中)[J]. 林胜. 世界制造技术与装备市场. 2009(05)
[6]复合材料自动铺带技术研究——曲面铺带轨迹算法[J]. 罗海燕,李勇,肖军,还大军. 航空学报. 2009(09)
[7]840D复合材料铺放系统及其控制策略[J]. 杨涛,高殿斌,李开越,葛邦. 宇航材料工艺. 2008(03)
[8]飞机复合材料构件自动铺带/丝束铺放典型设备[J]. 王天玉,梁宪珠,杨进军. 航空制造技术. 2008(04)
[9]高效、全自动的碳纤维复合材料铺放设备[J]. 薛企刚. 航空制造技术. 2008(04)
[10]我国大型客机先进复合材料技术应对策略思考[J]. 杜善义,关志东. 复合材料学报. 2008(01)
博士论文
[1]复合材料自动铺放CAD/CAM关键技术研究[D]. 还大军.南京航空航天大学 2010
[2]复合材料自动铺带控制及工艺关键技术研究[D]. 张建宝.南京航空航天大学 2010
[3]基于实体的数控加工仿真关键技术的研究与实现[D]. 盛亮.南京航空航天大学 2005
[4]数控加工仿真关键技术研究与软件开发[D]. 伍铁军.南京航空航天大学 2001
硕士论文
[1]基于VERICUT软件的多轴加工仿真研究[D]. 张振涛.天津理工大学 2014
[2]基于DNC系统的数控设备人机交互信息监控的设计与研究[D]. 李红梅.重庆大学 2011
[3]复合材料自动铺丝轨迹规划与覆盖性分析研究[D]. 曾伟.南京航空航天大学 2010
[4]数控机床群控系统状态监测及系统集成的研究与实施[D]. 李文川.重庆大学 2008
[5]自动铺带轨迹规划研究[D]. 王升.南京航空航天大学 2007
[6]DNC数据采集系统的研究与开发[D]. 武国峰.南京航空航天大学 2003
本文编号：2915481
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景与意义
1.2 选题来源
1.3 国内外研究动态
1.4 本论文研究内容
1.5 本论文研究工作要实现的最终目标
1.6 本论文的总体安排
第二章 自动铺带加工程序路径规划原理及方法
2.1 自动铺带轨迹规划原理概述
2.2 自动铺带轨迹起始铺放点规划原理
2.3 自动铺带料带间隙分析及要求
2.4 兼顾铺带间隙覆盖性分析的测地线轨迹规划
2.4.1 测地线定义及求解
2.4.2 铺带间隙覆盖性分析的测地线轨迹规划介绍
2.5 本章小结
第三章 自动铺带运动仿真技术与实现
3.1 运动仿真技术原理分析
3.2 运动仿真后置处理软件开发模块目标与环境要求
3.3 运动仿真后置处理软件的实现
3.3.1 运动仿真加工程序文件后置处理软件主界面设计
3.3.2 运动仿真加工程序铺层预览的实现
3.3.3 运动仿真加工程序后置处理的实现
3.4 基于VERICUT软件运动仿真实现
3.4.1 自动铺带机三维实体CATIA建模
3.4.2 加载三维机床数模与干涉参数设置
3.5 自动铺带运动仿真系统应用测试
3.5.1 运动仿真加工程序文件后置处理软件功能测试
3.5.2 应用VERICUT软件运动仿真测试
3.6 本章小结
第四章 自动铺带监控技术与实现
4.1 自动铺带监控系统架构平台规划
4.2 自动铺带监控系统开发模块目标与环境要求
4.3 自动铺带监控系统应用程序的实现
4.3.1 监控应用程序主界面设计
4.3.2 监控应用程序与自动铺带CNC系统连接功能实现
4.3.3 各轴数据采集功能的实现
4.3.4 加工任务信息采集功能的实现
4.3.5 远程服务器的数据通信的实现
4.4 自动铺带监控应用程序系统测试
4.5 本章小结
第五章 机翼蒙皮自动铺带控制技术制造验证
5.1 复合材料机翼蒙皮零件介绍
5.2 复合材料机翼蒙皮铺叠工装介绍
5.3 铺带材料预浸料的性能研究
5.4 主要加工参数设定值实验研究分析
5.4.1 铺带间隙值实验研究分析
5.4.2 铺带压辊压力技术实验研究分析
5.4.3 铺带速度的设置分析
5.4.4 机翼蒙皮自动铺带的轨迹规划分析
5.4.5 铺带加工程序技术处理其他要求
5.5 自动铺带加工程序运动仿真控制软件的应用验证
5.6 自动铺带加工远程监控控制技术的应用验证
5.7 机翼蒙皮试验件制造加工验证结果及形成规范
5.8 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 研究工作总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]《复合材料原理》课程教学实践与改革[J]. 张奇伟,孙海勤. 教育教学论坛. 2018(02)
[2]基于FOCAS的数控机床网络化集成系统开发[J]. 刘培跃,张亚寒. 机床与液压. 2014(22)
[3]复合材料自动铺带机监控程序开发[J]. 聂海平,胡业勤,黄当明. 制造技术与机床. 2014(11)
[4]数控机群数据信息采集系统的研究与设计[J]. 陈贤清,黄河,古文伟,喻声频,田泽民. 机床与液压. 2011(10)
[5]自动铺带机/铺丝机(ATL/AFP)——现代大型飞机制造的关键设备(中)[J]. 林胜. 世界制造技术与装备市场. 2009(05)
[6]复合材料自动铺带技术研究——曲面铺带轨迹算法[J]. 罗海燕,李勇,肖军,还大军. 航空学报. 2009(09)
[7]840D复合材料铺放系统及其控制策略[J]. 杨涛,高殿斌,李开越,葛邦. 宇航材料工艺. 2008(03)
[8]飞机复合材料构件自动铺带/丝束铺放典型设备[J]. 王天玉,梁宪珠,杨进军. 航空制造技术. 2008(04)
[9]高效、全自动的碳纤维复合材料铺放设备[J]. 薛企刚. 航空制造技术. 2008(04)
[10]我国大型客机先进复合材料技术应对策略思考[J]. 杜善义,关志东. 复合材料学报. 2008(01)
博士论文
[1]复合材料自动铺放CAD/CAM关键技术研究[D]. 还大军.南京航空航天大学 2010
[2]复合材料自动铺带控制及工艺关键技术研究[D]. 张建宝.南京航空航天大学 2010
[3]基于实体的数控加工仿真关键技术的研究与实现[D]. 盛亮.南京航空航天大学 2005
[4]数控加工仿真关键技术研究与软件开发[D]. 伍铁军.南京航空航天大学 2001
硕士论文
[1]基于VERICUT软件的多轴加工仿真研究[D]. 张振涛.天津理工大学 2014
[2]基于DNC系统的数控设备人机交互信息监控的设计与研究[D]. 李红梅.重庆大学 2011
[3]复合材料自动铺丝轨迹规划与覆盖性分析研究[D]. 曾伟.南京航空航天大学 2010
[4]数控机床群控系统状态监测及系统集成的研究与实施[D]. 李文川.重庆大学 2008
[5]自动铺带轨迹规划研究[D]. 王升.南京航空航天大学 2007
[6]DNC数据采集系统的研究与开发[D]. 武国峰.南京航空航天大学 2003
本文编号：2915481
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/2915481.html
