碳纤维预浸带切割剪裁平台系统研究.pdf

《碳纤维预浸带切割剪裁平台系统研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、碳纤维预浸带切割剪裁平台系统研究术黄晓川，文立伟，肖军，宋清华，潘杰(南京航空航天大学材料科学与技术学院，南京210016)【摘要】自动铺带技术是碳纤维复合材料的重要成型技术。根据最新提出的预浸带切割和铺放分离的“两步法”铺带技术，详细探讨预浸带切割平台的设计方案。设计方案包括预浸带双刀切割试验平台设计和搭建，基于自动铺带轨迹规划软件的双刀切割轨迹算法的研究和切割信息的植入，以及试验探究切割平台双刀切割典型边界所存在的问题及试验误差分析，以期为“两步法”铺带的研究提供基础。关键词：“两步法”铺带；切割剪裁平台；轨迹规划；切刀分配ResearchonSystem

2、ofPrepregTapeCuttingPlatformHUANGXiaochuan，WENLiwei，XIAOJun，SONGQinghua，PANJie(CollegeofMaterialScienceandTechnology,NamingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)【ABSTRACT】Automatic!apelayingisthekeymoldingtechnologyofadvancedcompositematerial．AccordingtotheTwo-s

3、tepautomatedtapelaying(Two—stepATL)technologywhichpartstheprocessofshearwithlayingprepregnewlyproposed，thedesignofprepregtapecuttingplatformisdiscussedindetailinthispaper．Thedesignincludsdesigningandbuildingtheprepregtapecuttingplatformwithdoublecutters，theresearchofdoublecutterscut

4、tingtrackalgorithmbasedontheautomatictapelayingtrajectoryplanningsoftwareandtheimplantationofcuttinginformation．Intheendthepos-sibleproblemscuttingtypicalboundaryonthisplatformisexploredbythetest，anderroranalysisoftheplatformisgiven．Thisresearchprovidesbasisforthedevelopmentoftwo-st

5、epATL．Keywords：Two-stepautomatedtapelaying；Cuttingplatform；Trajectoryplanning；CutterallocationDoI：10．160S0／j．issnl67l-833x．2017．07．062经过40多年的不断发展与完善，自动铺带设备和技术在美国和欧洲已经成熟，并大规模应用于复合材料构件的制造”】，如F一22机翼，c一17水平安定翼面，波音777和空客A340飞机尾翼、水平和垂直安定面蒙皮，A380的安定面蒙皮和中央翼盒等[2-3]o其中自动铺带机是自动铺带成型技术的关键，它集预浸带剪

6、裁、定位、铺叠、压实等功能于一体，其铺带头按照一定的运动轨迹，在压辊的作用下将预浸带铺敷于模具表面H。自动铺带与其他复合材料成型工艺相比，具有可有效减少劳动力、废料率，提高产品质量、可重复率、准确率和生产效率等方面的优点[5]。自动铺带可分为“一步法”和“两步法”两种工作方式：一步法是指预浸带的切割和铺叠在同一铺带头上完成；两步法是指预浸带切割和铺叠分开进行，即不在同一头上完成【6]。然而，考虑到预浸带的某些边界形状难以用一把切刀切割完成以及其铺放难以实现等因素，为进一步提高铺放过程的自动化程度，减少铺放过程暂停+基金项目：国家“973”计划(2014CB04

7、6501)；江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)。62航空制造技术·2017年第7期的可能性，“两步法”铺带方式可有效地解决上述难题。“两步法”自动铺带技术最早由美国和日本发明[7-8]，法国Forest—line公司最先开发了“两步法”自动铺带设备。该公司“两步法”自动铺带设备由ACCESS(AdvancedCompositeCassetteEdit／ShearSystem)系统和ATLAS(AutomaticTapeLayingSystem)系统两部分构成[9】。为解决一把切刀无法实现的某些边界形状的问题，ACCESS采用双超声切刀切割剪裁预浸带，

8、实现按照铺放轨迹对预浸带的预切割和重新