国外复合材料纤维自动铺放编程软件的功能特点及分析

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1、国外复合材料纤维自动铺放编程软件的功能特点及分析FunctionCharacteristicsandAnafiysisofForeignProgrammingSoftwareAboutCompositeAutomaticFiberPlacement中航工业北京航空制造工程研究所池召艳中航工业复合材料技术中心先进复合材料国防科技重点实验室周晓芹[摘要】随着复合材料在现代航空飞行器制造上的广泛应用，用于复杂曲面复合材料构件铺放制造的复合材料自动铺丝机(AFP)已成为现代大型飞机制造的关键设备，而AFP控制系统通常需要通过复杂的指令实现纤维铺放运动的控制，这些指令通常需要采用专

2、用的编程软件来生成，以实现复杂的工艺铺放过程。目前国际上成熟应用的商用编程软件系统虽然复杂多样但也具有明显的共通性，通过对其分析介绍可以为我国今后自主研发相关自动铺放编程软件系统提供有益借鉴。关键词：复合材料复合材料自动铺丝机编程软件模拟分析[ABSTRACT】Asthewidespreaduseofcompositematerialsinthemodemaircraftmanufacturing，automatedfiberplacementmachines(AFP)hasbecomethekeyequipmentformanufacturingofcomposites

3、tructurewithcomplexcurvesurface．Thegeneratedbyspecialprogram—mingsoftwarecomplexcommandscontrolmovementsoffiberplacement，isneededonAFPmachinetorealizeabettermanufacturingprocess．Thecommerciallymatureprogrammingsoftwaresusedatpresentarevariousbutsimilar．Thepaperintroducestheseprogrammingso

4、ffwaresandanalyzestheircharacteristicswiththewishingtosup—plysomeinspirationsforourindependentresearchanddevelopmentofprogrammingsoftware．Keywords：CompositeAFPProgrammingsoftwareSimulationandanalysis复合材料自动铺放编程软件系统在自动纤维铺放设备的使用中具有非常重要的作用，它是生成纤维铺放程序指令的关键支持工具，并且由软件产生的指令数据能够通过仿真模拟软件进行可视化显示，从而可

5、以快速获得铺放程序，实现铺放过程的准确控制，以获得满足规范要求的理想产品和质量，实现复合材料构件快速设计和制造的目的。AFP技术起源于国外，自动纤维铺放编程软件系统的研发亦在国外得到发展。目前来看，国64航空制造技术·2014年第12期外AFP设备制造商在进行设备开发的同时均会投入大量的人力和物力进行编程软件系统的开发，他们或根据其产品特点自行开发相应的软件系统，或借助于独立的专业软件开发公司的力量进行相关工作。从现有研发成果的开发背景及应用范围来看，自动纤维铺放编程软件系统主要有自主研发类、委托研发类及联合研发类3种。1自主研发编程软件系统自主研发编程软件系统以美国的先

6、进复合材料环境软件系统ACES及法国的CADFiber与CATFiber编程设计和模拟系统为代表，两个系统的研发主体均为实力雄厚的机床制造公司，开发者进行软件开发的目的均在于配合自己制造设备的使用，因此这种软件系统的特点之一就是不能用于其他机床制造商的产品。1．1先进复合材料环境软件系统(ACES)先进复合材料环境软件(AdvancedCompositesEnvironmentSoftware，ACES)系统是由美国辛辛那提公司自行开发的编程软件系统。辛辛那提公司作为一个具有百年历史的世界级机床制造厂商，其生产的复合材料自动铺放设备自20世纪90年代开始就已应用到各大飞机

7、制造商的飞机生产制造中，如雷神公司的商务喷气式飞机机身前段的制造、空客公司(Airbus)巨型客机A380机身后段的制造以及A340宽体客机发动机短舱的制造等。为配合其复合材料自动铺带机(ATL)和复合材料自动铺丝机(AFP)的使用，Cincinnati公司于1989年研发了先进复合材料环境软件系统。ACES软件系统由ACRAPATH和ACRAPLACE这2个子系统构成，分别应用于ATL和AFP。ACES软件系统和其他软件系统的最大区别就是它同时包含了复合材料自动铺带编程系统和复合材料自动铺丝编程系统，而且还支持这两个系统的混