【摘 要】
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复合材料具有高强度低密度的特点，因此其在飞机结构件设计制造上得到了广泛的应用。自动铺丝技术是目前先进的复合材料构件自动化制造技术之一。自动铺丝 CAD/CAM软件技术是自
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复合材料具有高强度低密度的特点，因此其在飞机结构件设计制造上得到了广泛的应用。自动铺丝技术是目前先进的复合材料构件自动化制造技术之一。自动铺丝 CAD/CAM软件技术是自动铺丝技术中的一项关键技术，它可提高结构设计、铺层设计、制造准备等流程的效率，减少设计制造中的错误。因此，对自动铺丝CAD/CAM技术开展研究具有重要的理论意义和实用价值。 首先，本文通过对国外自动铺丝 CAD/CAM软件的调研，确定了自动铺丝CAD/CAM软件的主要功能模块：零件结构设计、铺层设计及显示、铺丝结果分析、后置处理以及铺丝运动仿真。 其次，本文选用CATIA CAA二次开发环境作为软件的开发平台，因此零件结构设计功能可由 CATIA软件本身实现，提高了开发效率，并且该软件可以兼容各种商业软件的图形文件格式。CAD/CAM软件中铺丝算法实现、铺丝结果显示及分析等模块均在CATIA二次开发环境中实现。 然后，针对自动铺丝的路径规划，本文研究了两种路径规划算法：等距偏置轨迹中心线算法和等距偏置铺丝带边界线算法。建立了重叠间隙模型和可铺性分析判据，对铺放结果的覆盖性和铺放可行性进行了分析。并以管状曲面为例，基于CATIA二次开发环境编制了自动铺丝 CAD软件，该软件可实现等铺放角路径规划、变铺放角路径规划、覆盖性分析和铺放可行性分析等功能。 最后，本文针对哈尔滨工业大学研制的七自由度丝束铺放机进行了后置处理算法的研究，实现了铺丝运动仿真。根据齐次坐标变换原理，实现了七自由度冗余机器人的逆运动学求解，这样由铺丝路径信息可获得机床运动控制信息进而生成机床控制G代码。通过仿真验证了后置处理算法的正确性。
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