[發明專利]一種用于轉角結構的自動鋪絲運動路徑優化方法

在審

• 申請號: 202210668986.4
• 申請日: 2022-06-14
• 公開（公告）號: CN115195157A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 謝林杉;聶海平;陳浩然;蔡豫晉;崔博
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: B29C70/38
• 分類號: B29C70/38
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 尹玉

本發明公開了一種用于轉角結構的自動鋪絲運動路徑優化方法，通過獲取鋪絲條帶兩側的輪廓線，沿著鋪絲方向判定鋪絲轉角區域，然后判斷兩側的輪廓線進入鋪絲轉角區域的順序關系，根據鋪絲條帶的寬度以及鋪絲絲束的寬度對先進入鋪絲轉角區域的輪廓線進行偏移優化得到偏移鋪絲路徑，然后根據偏移鋪絲路徑以及后進入鋪絲轉角區域的輪廓線求得條帶中心線的鋪絲路徑即為最終優化的鋪絲運動路徑，使得沿著優化后的鋪絲運動路徑鋪絲形成的復材零件在鋪絲轉角區域具有更佳的表面質量，能有效的控制復材零件在鋪絲轉角區域的屈曲、滑移等缺陷。

技術領域

本發明屬于復材預浸絲束鋪絲成型的技術領域，具體涉及一種用于轉角結構的自動鋪絲運動路徑優化方法。

背景技術

鋪絲路徑由鋪絲軌跡和設備運動路徑兩部分組成，鋪絲軌跡是由設計人員或工藝人員在鋪絲角度和轉彎半徑等約束條線下，使用CAD/CAM軟件設計出的每一根絲束鋪放模具上的理論鋪放位置路徑，這些路徑是理論軌跡；而使用自動化鋪絲裝備將絲束鋪放到模具上需要裝備按一定的數控程序精準執行，數控程序中將給定自動鋪絲裝備在每一個位置的位姿，包括刀具中心點TCP和鋪絲頭的姿態，這些位姿是在保證鋪放質量的前提下對理論鋪絲軌跡進行近似處理，還包括為了保證鋪放質量對這些位姿進行特殊處理。

隨著工藝制造技術的提高，復材構件的形狀從傳統的開曲面到封閉曲面、從壁板類到轉角結構，在發展的過程中對鋪絲運動路徑的要求也越來越高。在轉角結構零件自動鋪絲成型過程中，合理的鋪絲運動路徑對保證可制造性及鋪貼質量至關重要。如何規劃轉角結構零件在轉角區域的鋪絲運動路徑是自動鋪絲技術用于工程化批量生產的關鍵問題。但基于現有的技術設計出的鋪絲運動路徑，在鋪放轉角結構零件過轉角區域時，常出現屈曲和滑移等缺陷，成型表面質量差，無法沒滿足工藝質量要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于轉角結構的自動鋪絲運動路徑優化方法，根據鋪絲條帶兩側的輪廓線與鋪絲轉角區域的位置關系，對鋪絲轉角區域中的鋪絲運動路徑的進行優化，使得沿著優化后的鋪絲運動路徑鋪絲形成的復材零件在鋪絲轉角區域具有更佳的表面質量，能有效的控制復材零件在鋪絲轉角區域的屈曲、滑移等缺陷。

本發明通過下述技術方案實現：

一種用于轉角結構的自動鋪絲運動路徑優化方法，獲取鋪絲條帶兩側的輪廓線，沿著鋪絲方向判定鋪絲轉角區域，然后判斷兩側的輪廓線進入鋪絲轉角區域的順序關系，根據鋪絲條帶的寬度以及鋪絲絲束的寬度對先進入鋪絲轉角區域的輪廓線進行偏移優化得到偏移鋪絲路徑，然后根據偏移鋪絲路徑以及后進入鋪絲轉角區域的輪廓線求得條帶中心線的鋪絲路徑即為最終優化的鋪絲運動路徑。

為了保證鋪絲形成的復材零件的成型質量，同時防止復材零件中相鄰的鋪絲層之間發生滑移，因此鋪絲方向與鋪絲轉角區域之間存在移動的傾斜角度。這就造成鋪絲條帶兩側的輪廓線進入鋪絲轉角區域存在先后順序，同時位于兩側輪廓線之間的區域的輪廓線進入鋪絲轉角區域也存在先后順序。鋪絲條帶一側的輪廓線最先進入鋪絲轉角區域，另一側的輪廓線最后進入鋪絲轉角區域，位于兩側輪廓線之間的若干輪廓線進入鋪絲轉角區域的順序依次增加。這就導致鋪絲頭沿著鋪絲輪廓在鋪絲轉角區域中進行鋪絲時會存在順序差與行程差，這就極易造成最終成型的復材零件在鋪絲轉角區域中會出現屈曲、滑移等表面缺陷，進而影響復材零件在鋪絲轉角區域中的表面成型質量。

由于條帶中心線距離兩側的輪廓線的距離相等，且條帶中心線進入鋪絲轉角區域的順序也居中，因此針對條帶中心線的鋪絲路徑進行優化以得到最終優化的鋪絲運動路徑。同時，鋪絲精度還受到鋪絲條帶的寬度以及鋪絲絲束的寬度的影響，因此還需要結合鋪絲條帶的寬度以及鋪絲絲束的寬度對鋪絲運動路徑進行修正，以進一步減少鋪絲誤差。

為了更好的實現本發明，進一步地，根據鋪絲條帶的寬度以及鋪絲絲束的寬度對先進入鋪絲轉角區域的輪廓線進行偏移優化得到偏移鋪絲路徑具體包括以下步驟：