复合材料铺丝束成型技术中铺丝轨迹的规划,主要解决铺丝头在芯模表面运动时的路径问题。由于铺丝束成型技术所制造的零件一般都具有复杂的自由型面,且在加工过程中轨迹必须满足一定的条件,所以无法使用传统的数控插补算法求取铺丝轨迹,这就需要采用别的方法来完成轨迹规划。 本文提出了一种解决自由型面零件轨迹规划的方法——三角片法(Triangle Cell Algorithm-TCA),即基于 STL(Stereo Lithography)文件格式的铺丝轨迹规划算法。STL 文件采用小平面建模的方式,将自由曲面划分为若干个三角网格,以这些三角网格来逼近曲面,最终形成对三维零件的描述。三角片法正是在精度允许范围内,采用三角网格对曲面进行拟合,把在自由曲面上求取轨迹的复杂问题转化为在若干个三角平面内求取连续轨迹的问题,使轨迹规划变的更加高效、简洁,并且增强了算法的适应性。 本文以 S 型飞机进气道铺丝轨迹规划为例,详细论述了三角片法的具体技术,其中包括对铺丝角度、铺丝宽度等铺丝参数的控制;提出切片等分算法确定轨迹线的起点,以及同一铺层中轨迹线的根数;根据轨迹线段方向向量变化的平稳性去除三角面内歧义轨迹线段;建立旋转切片算法求取三角面内的轨迹线段,并给出相应的数据结构与算法。最终实现了 S 型飞机进气道铺丝轨迹的规划,通过实例验证了该方法的可行性与正确性。本文最后还探讨了该方法在应用方面的细节问题及需要改进的地方,为进一步的工程应用研究奠定了基础。