纺织学报2023,Vol.44Issue(7) :207-213.DOI:10.13475/j.fzxb.20220502201

类回转预制体针刺机器人系统设计

Design of needling robot system for quasi-rotary preforms

李皎 陈利 姚天磊 陈小明
纺织学报2023,Vol.44Issue(7) :207-213.DOI:10.13475/j.fzxb.20220502201

类回转预制体针刺机器人系统设计

Design of needling robot system for quasi-rotary preforms

李皎 1陈利 1姚天磊 1陈小明2
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作者信息

  • 1. 天津工业大学 纺织科学与工程学院,天津 300387;天津工业大学 先进纺织复合材料教育部重点实验室,天津 300387
  • 2. 天津工业大学 纺织科学与工程学院,天津 300387;天津工业大学 先进纺织复合材料教育部重点实验室,天津 300387;天津工业大学 机械工程学院,天津 300387
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摘要

类回转复合材料预制体外形结构复杂,目前的 4 轴针刺系统和 6 关节机器人针刺成型系统难以满足其成型织造要求,提出一种基于机器人平台的 7 轴联动针刺成型系统,用于类回转预制体的针刺成型.开展了 7 轴针刺成型系统的机械结构设计、控制系统设计,以及针刺轨迹规划方法研究,并通过运动仿真和实验验证系统的可行性.结果表明:针刺实验轨迹和理论设计轨迹高度一致,针迹均匀,预制体表面平整,7 轴联动针刺成型系统成功实现了类回转预制体的高质量针刺成型;采用Powershape和Powermill软件成功实现了连续轨迹线设计和针刺机器人 6 轴程序输出;自主开发的 6 轴程序转换成 7 轴程序的算法是可靠的,基于Python和QT Designer开发的 7 轴针刺机器人程序后处理软件成功实现了 7 轴针刺机器人可执行程序的高精确输出.本文系统可用于高速飞行器天线罩、舱段等复合材料预制体的高质量针刺成型.

关键词

类回转预制体/针刺机器人/系统设计/三维针刺复合材料/结构设计

Key words

quasi-rotary preform/needling robot/system design/three-dimensional needled composite/structure design

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基金项目

天津市教委科研项目(2018ZD13)

先进功能复合材料技术重点实验室基金(6142906210406)

天津市自然科学基金(19JCYBJC18300)

出版年

2023
纺织学报
中国纺织工程学会

纺织学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.699
ISSN:0253-9721
参考文献量5
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