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自动铺丝技术是复合材料自动化制造的代表,加工轨迹优化作为自动铺丝CAD/CAM软件系统中重要的功能之一,可以针对加工轨迹进行优化提高制造精度和效率。本文在前人的研究基础上,结合自动铺丝实际工程经验,提出了针对CAD轨迹的曲率光顺算法以及针对NC代码的加工姿态优化算法,并分别开发了机床运动仿真模块以及加工轨迹显示仿真模块。首先,提出了一种CAD加工轨迹的曲率光顺优化算法。复杂型面模具铺放是自动铺丝技术要克服的难题之一,在芯模曲面曲率变化率剧烈的区域,加工轨迹通常有较大的曲率,这种情况会造成预浸纱发生屈曲变形并影响构件质量。为了提高复杂模具铺放质量,本文分析了预浸纱屈曲变形的机理,并提出了一种加工轨迹能量法曲率光顺方法,并以三次B样条曲线为插值曲线,对加工CAD轨迹曲线的曲率指标进行了光顺处理,旨在降低纤维屈曲变形程度提高构件质量。通过数据分析和铺放试验验证了算法的曲率光顺效果。另一方面,提出了一种针对NC代码优化的法向加工姿态优化算法。自动铺丝加工过程中,由于加工法向姿态的不光顺,转轴电机会频繁进行加减速来调整姿态,从而限制了铺放加工的速率。为了进一步提高制造效率,以铺放头柔性压辊为应用基础,建立了自动铺放刀尖坐标系下的允许偏转空间,并详细分析了不同旋转方向对该空间形态的影响。在该约束空间范围内,对加工轨迹的转轴运动曲线进行了滤波以及最优化处理,使整个加工过程中姿态变化更为连续,降低转轴运动负荷,最终实现加工效率的提升。通过数据分析以及铺放试验验证了算法的姿态优化效果。最后,开发了自动铺放仿真模块,主要包括机床运动仿真模块和轨迹显示仿真模块。首先以典型卧式铺丝机结构为例,分析了自动铺丝机械连杆结构,并建立了运动模型。针对该机床运动模型,以OpenGL图形库为基础,开发了机床运动系统。通过OpenGL标准变换函数,完成了多轴自动铺放设备的虚拟装配以及机床运动功能,建立了以NC代码为输入数据的机床运动仿真模块。另一方面,分析了自动铺丝CAD轨迹格式以及关键点信息,以此为理论基础开发了基于OpenGL的加工轨迹动态仿真模块,实现了自动铺丝轨迹静态以及动态显示功能。机床运动仿真模块和轨迹显示模块共同组成了自动铺丝加工仿真的基础功能,为二三两章算法提供基础仿真模块。