复合材料构件自动铺带数控编程系统技术应用

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1、台州亚古机床设备有限公司复合材料构件自动铺带数控编程系统技术应用复材构件手工成型时，预浸带经剪裁后手工铺叠、压实到模具表面。随着复材构件在现代大型飞机上广泛应用，人工铺放工艺已难以满足实际需要，急需自动铺带技术来提高生产效率，改善制造过程的可控制性，降低成本以及提高产品质量。　　　　自动铺带技术利用数控技术实现预浸带剪裁、定位、铺叠的自动化。与手工相比，自动铺带技术可降低制造成本30%~50%，主要适用于各种大尺寸、小曲率部件的制造。与传统的数控加工不同，自动铺带技术属于典型的增料制造技术，由装备技术、软件技术和工艺技术构成，国外均已形成相关的工业产品。在自动铺带CAD

2、/CAM软件方面，西方发达国家经过几十年的研究，已经开发了多套商用自动铺放CAD/CAM软件，并形成了完备的复合材料设计制造解决方案。其中，Tapelay软件应用比较成熟，Tapelay软件是由空中客车公司（AIRBUS）与法国应用数学中心（CIMPA）以航空航天领域广泛采用的CATIAV5软件为平台，基于CATIACAAV5技术联合开发的自动铺带CAD/CAM软件。该软件可直接集成到CATIAV5系列软件中，包括自动铺带CAD部分的TapeGeneration模块和CAM部分的TapeManufacturing模台州亚古机床设备有限公司块。TapeManufactur

3、ing模块则能针对部分一步法铺带机与两步法铺带机生成相应的加工NC代码[1]。目前，国内报道可见的自动铺带CAD/CAM技术研究主要集中在轨迹规划和加工仿真的基础理论方面。　　　　CATIA/CAA二次开发　　　　自动铺带数控编程系统采用组件应用架构（ComponentApplicationArchitecture，CAA）C++二次开发实现。AutomationAPI（自动化应用接口）与CAAC++是CATIA二次开发常用的两种方法，AutomationAPI入门容易，但功能限制大，CAAC++入门困难，但提供的接口全面，开发的程序效率高，能够满足用户深层次专业化的要

4、求。　　　　CAAC++是基于组件的定制开发，是对其组件对象的组合和扩展，采用了组件对象模型（COM）技术。CAAC++这种组件式的解决方案采用的开放式、可扩展的模块化开发架构，使得全球诸多软件开发商可以参与达索系统（DassaultSystemes）产品的研发。CAAC++在具有更大的复杂度和难度的同时它也能够实现更强大的功能。CAA的实现，是通过提供的快速应用开发环境RADE（RapidApplicationDevelopmentEnvironment）和不同的API接口程序来完成的。　　台州亚古机床设备有限公司　　自动铺带规划与编程软件概述　　　　自动铺带规划与编

5、程软件的主要功能模块包括铺带规划、铺带编程、后置处理3部分[2]。　　　　铺带规划是自动铺带支撑软件的CAD部分，是自动铺带软件中基础数据的准备。在铺层中确定每条铺带位置（即铺带中心线所处位置）、轮廓边界，以及铺带展平数据，并能够适当调整铺带位置、宽度，以提高铺放效率和质量。　　　　铺带编程模块是自动铺带支撑软件的CAM部分，是本文的研究范畴，主要实现铺带铺放过程数据文件的输出，文件输出格式为APT。这种文件可读性强，容易及时发现问题。　　　　后置处理工具通过对铺带编程中输出APT文件进行处理，输出铺带设备铺放、切割、检测所需NC文件与其他数据文件。　　　　自动铺带数控

6、编程系统实现　　　　铺带规划完成之后进行自动铺带的数控编程。自动铺带的数控编程设置工艺参数，生成铺带编程模型，然后进行轨台州亚古机床设备有限公司迹计算并输出APT文件。自动铺带数控编程系统结构如图1所示，包括机床加工模式定义、加工操作创建、铺放操作加工轨迹计算、超声切割操作加工轨迹计算、激光检测操作加工轨迹计算与加工轨迹保存与仿真。　　　　1机床加工模式定义　　　　机床加工模式定义一些基本信息，包括选择机床与加工坐标系等。机床有4种加工方式，分别为A工序、B工序、超声切割与激光检测。由这4种加工方式组合成6种不同的机床加工模式。机床的这6种加工模式中可包括A工序、B工序

7、（可选项，有可能不包括）、超声切割与激光检测。A工序的加工模式根据带宽（300mm，150mm）的不同有两种，A工序、B工序都包含的加工模式，根据A工序的带宽（300mm，150mm）与B工序带宽（150mm，75mm）组合成4种。A工序、B工序中设置的参数包括压棍的直径与长度、压辊力、进给速度、进/退刀高度等信息。超声切割中设置调整点速度、进刀速度与切割速度。激光检测中设置进给速度。在零件操作（PartOperation）中设置加工坐标系。　　　　2加工操作创建台州亚古机床设备有限公司　　　　自动铺带过程由铺放、切割与检测3部分构成，本