《空间构件FWFP柔性制造技术的研究——计算机控制部分》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空间构件FWFP柔性制造技术的研究——计算机控制部分（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、武汉理工大学硕士学位论文空间构件FW/FP柔性制造技术的研究计算机控制部分姓名：徐再申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：吴耀楚;田会方2003.5.1摘要纤维增强复合材料与一般的金属材料相比，具有质轻、高强度、耐腐蚀性、抗冲击性、整体成型容易等优点，在各行各业已经获得普遍的应用，特别是在航空航天工业中。复合材料结构正在逐步取代金属结构，占驻有利地位。纤维缠绕纤维铺放技术是加工增强型复合材料成型技术中的一种，其生产装备为机电气一体化设备。欧美发达国家于上个世纪七十年代就开始研究它，已经取得了很大的进展。目前该技术、设备在我国发展尚属起步。因此，对该课题进行研究已经迫在眉睫。该课题的研究
2、能弥补国内有关这方面的空白，对我国的民用工业、特别对于国防工业的发展具有重要的意义。本课题的研究目标就是在已有五轴数控纤维缠绕机的基础上增加纤维铺放执行机构的计算机控制，研究开发纤维缠绕纤维铺放机的6 7 轴联动的计算机控制系统，实现复杂形体的纤维缠绕纤维铺放成型。纤维增强复合材料铺放成型技术是在手工迭层铺放和纤维缠绕工艺的基础上发展起来的一种机械化、自动化成型工艺。在纤维铺放成型技术中，主要采用铺放头机构实现纤维的铺放。该机构包括进料装置、加压装置、剪切装置等。它们使用电机和气缸作为驱动执行元件。纤维缠绕纤维铺放成型技术的控制系统主要是采用计算机数控技术来实现。本文主要就是实现对进料装置、加
3、压装置、剪切装置的计算机控制。它包括总线设计、接口设计、系统的总体设计以及软件编制等。总线采用I S A内部总线；接口主要有模拟量输入接口、模拟量输出接口、开关量输入输出接口等，课题分别选用P C 一6 3 3 0 D 型A D 板卡、基于I S A 总线的型号为P C L 一7 2 8的D A 板卡、型号为I P C - 5 3 7 5 的I O 板卡：另外，课题选用了微动式行程丌关、压力变送器作为传感元件检测系统，选用继电器、电磁控制换向阀实现对气缸、电机的控制；采用V C + + 6 0 编制控制软件，实现了纤维铺放技术的计算机控制。通过系统安装、调试证明，该计算机控制系统能够实现纤维铺
4、放过程中的进料、加压、剪切的自动控制，完成一个完整的铺放过程。关键字：纤维铺放，铺放头，计算机控制系统A b s t r a c tF i b e rr e i n f o r e e dp l a s t i c sh a v eu s e dw i d e l yi ne v e r yw a l ko fl i f e ，e s p e c i a l l yi na v i a t i o na n ds p a c e f l i 曲tb e c a u s et h e yh a v em o r em e r i t st h a nc o m m o nm e t a lm a
5、 t e r i a l s ，s u c ha sl i g h tq u a l i t y ，h i g hi n t e n s i t ya n ds oo n 。T h e yh a v er e p l a c e dm e t a ls t e pb ys t e pa n dh o l da na d v a n t a g e dp o s i t i o n 。 F i b e rw i n d i n g f i b e rp l a c e m e n ti so n eo fm e a n st h a tw em a c h i n i n gf i b e rr
6、 e i n f o r e e dp l a s t i c s 。I t sf u r n i s h m e n ti st h ee q u i p m e n to ft h ec o m b i n a t i o no f m e c h a n i s ma n de l e c t r o n 。T h ed e v e l o p e dc o u n t r i e si no c c i d e n th a v er e s e a r c h e di ta n dh a v em a d ep r o g r e s si n1 9 7 0 s 。A tp r e
7、 s e n t ，t h ed e v e l o p m e n to f t h et e c h n o l o g ya n d t h ef u m i s h m e n ti si n c h o a t ei no u rc o u n t r y 。T h e r e f o r e ，i ti sv e r yn e c e s s i t o u st o r e s e a r c ht h i st a s k 。I tn o to n l Yc a nm a k eu pf o rt h ev a c a n c ya b o u tt h i sa r e ai
8、 no u rc o u n t r y ，b u ta l s om a k e sag r e a tc o n t r i b u t i o nt ot h ei n d u s t r ya n dn a t i o n a ld e f e r i s ep r o j e c t 。 T h er e s e a r c hg o a lo ft h et a s ki st oa d dt h ee q u i p m e n to ff i b e rp l a c e m e n t c o n t r o l l e db yc o m p u t e ri nt h e
9、b a s eo fe x i s t e n tf i v e a x e sn u m e r i c a lc o n t r o Jf i b e rw i n d i n gm a c h i n e ，r e s e a r c ha n de m p o l d e rt h es i xt os e v e na x e sl i n k a g ec o m p u t e r c o n t r o ls y s t e mo ft h ef i b e rw i n d i n g f i b e rp l a c e m e n tm a c h i n e 。a n
10、dr e a l i z ef i b e rw i n d i n g | f i b e rp l a c e m e n to f c o m p l i c a t e df o r ma n ds t r u c t u r e ，T h ep l a c e m e n tm o l d i n gt e c h n o l o g yo ff i b e rr e i n f o r c e dp l a s t i c sh a sb e e nd e v e l o p e df r o mt h eb a s e so ff i l a m e n tw i n d i n
11、 ga n df i b e rb e s p r e a d i n g 。I ti sam e c h a n i z a t i o na n da u t o m a t i o nm o l d i n gt e c h n i c s 。I nt h et e c h n 0 1 0 9 Yo ff i b e rp l a c e m e n tm o l d i n g ，i ti sm a i nt ou s et h ea s s e m b l yo fp l a c e m e n td e l i v e r yh e a d 。I ti n c l u d e sa
12、 d d i n gm e a n s ，c o m p a c t i o nm e a n s ，c u t t i n gm e a n sa n ds oo n 。T h e yh a v eu s e dt h eb i c y c l ep u m pa n dt h em o t o rf o rt h ep e r f o r l n a n c es e t u p 。T h ec o n t r o ls y s t e mo f t h ef i b e rw i n d i n g f i b e rp l a c e m e n tj su s u a lt oa d
13、 a p tc o m p u t e rn u m e r i c a lc o n t r o J 。 T h eg o a lo f t h ep a p e ri st or e a l i z et h ec o m p u t e rn u m e r i c a lc o n t r 0 1o f t h ea d d i n g m e a n s ，t h ec o m p a c t i o nm e a n sa n dt h ec u t t i n gm e a n s 。I ti n c l u d e sB u sd e s i g n ，i n t e r f
14、a c e sd e s i g n ，s y s t e mc o l l e c t i v i t yd e s i g na n dp r o g r a m m i n g 。W eu s eI S AB u s 。 A n dt h ei n t e r f a c e sh a v ea n a l o gi n p u t ，a n a l o go u t p u ta n dd i g i t a li n p u t o u t p u t 。W b h a v eu s e dd i f f e r e n t l yc a r d s s u c ha sP C 6
15、3 3 0 DA Dc a r d ，P C L 7 2 8D Ac a r db a s e dl S AB u s ，l P C 一5 3 7 5I Oc a r da n ds oo n 。I na d d i t i o n ，w es e l e c tm i c r o s t i rs w i t c h e sa n dp r e s s u r es e n s o r sa ss e n s o re l e m e n t st oi n s p e c tt h es y s t e ma n dc h o o s er e l a y sa n d i n d u c
16、 t i o nv a l v e st oc o n t r o lt h eb i c y c l ep u m pa n dt h em o t o r aW ep r o g r a mc o n t r o l s o f t w a r eb vV C + + 6 0a n da c h i e v et h ec o m p u t e rc o n t r o lo ff i b e rp l a c e m e n tt e c h n o l o g y 。I ti sp r o v e di ns y s t e mf i x i n ga n dt e s t i n gt h a tt h ec o n t r o ls y s t e mc a nr e a l i z et h ea u t o m a t i o no ft h em o v e m e n to fa d d i n g ，c o m p a c t i o na n dc u t t i n g ，a n dc o m p l e t
