纤维铺放成型技术是通过加热装置把纤维带加热到适当的温度后,再由铺放头上的压靴机构压贴到芯模上。纤维铺放技术由早期的手工铺放,现在已经发展成为了一种新型的自动化复合材料加工成型技术。相比于纤维缠绕技术,其对复杂曲面表现出更加强的适应性。由于复合材料制品相比于传统的金属结构零件,具有更高的强度质量比,抗疲劳性和减振性,因此纤维铺放技术是一种得到高强度轻质量制件的绝佳的方法。但由于铺放成型工艺的成本高,所以主要用于军品和航空航天等领域,但是随着技术的发展,成本也有了大幅的下降。现在在发达国家,纤维铺放技术已经得到了相当广泛的应用,但在我国,该项技术的研究还处于起步阶段。本文是旨在对虚拟五轴铺放机及其数控系统进行研究。主要做了以下几个方面的工作：首先为铺放机建立简化的三维模型。为了后期能够驱动模型运动,因此为模型定义了一个坐标系统。其机械部分由导轨、龙门架、小车、铺放臂和铺放头组成。由于本系统的目的是反映铺放机的铺放运动,因此对于一些细小的部件在建模的时候被略去了。其次,本系统在虚拟模型算法方面主要分为两部分,一,对虚拟模型运动算法的研究,包括五轴联动算法、加减速模型算法。实现了模型五轴联动数据的计算,模型加减速运动。二,对虚拟铺放机数控系统的研究。为系统添加了一个数控代码编译模块,实现了数控代码的读取,翻译和模型驱动。通过系统提供的一个人机界面,把外界的文本格式的数控代码加载进系统,运行程序,程序能够通过数控代码编译模块把代码中的数据提取出来,并加以计算,得出驱动模型的点坐标信息。最后,进行了铺放过程的虚拟研究。使系统能够反映铺放过程效果,也就是显示铺放运动过程,并绘制铺放纤维丝的轨迹。首先利用前面得到的信息不断地刷新屏幕,从而实现模型的运动。同时,从数控代码中提取出来的数据,经过一定的算法处理,计算出纤维丝的轨迹点坐标信息,并以此来绘制纤维轨迹。并且利用VC++为模型建立了人机界面,实现了人机交互。本课题利用OpenGL建立虚拟五轴铺放机三维模型,借助VC++设计人机界面,并实现了铺放机各运动控制轴的虚拟联动运动算法。采用VC++建立了虚拟数控模块,实现了数控代码的导入、编译、提取和处理等数控程序运行过程的虚拟,获得了纤维铺放数控代码的生产过程运动数据,并实现了运动和铺放轨迹的显示。本课题的研究开发构建了一套柔性纤维铺放过程虚拟系统,为纤维铺放技术研究提供了一个基本的虚拟铺放试验平台。