基于機器人的纖維纏繞CAD-CAM系統(tǒng)設計.pdf

1、機器人具有運動靈活性高、工作空間與設備體積之比大、系統(tǒng)集成度高、工作空間可定制、可擴展性強等特點，能夠滿足多種制品的纖維纏繞工藝需求，適合搭建模塊化、柔性化的中小型纖維纏繞設備。應用機器人進行纖維纏繞能夠有效解決傳統(tǒng)的機床式計算機數(shù)控纏繞機在面對種類多但批量小的生產(chǎn)需求時暴露出柔性差、工藝范圍窄、纏繞效率低、功能單一等問題?；跈C器人的纖維纏繞CAD/CAM技術作為機器人纖維纏繞的關鍵技術之一，能夠顯著提高纏繞設計效率、優(yōu)化纏繞過程、降

2、低生產(chǎn)成本和周期，因此對其展開研究具有重要的理論意義和實用價值。
　　本文對纖維纏繞CAD系統(tǒng)設計進行分析，重點研究了基于參數(shù)化方法的回轉體纖維纏繞線型設計，給出了常見回轉體芯模表面測地線與非測地線纖維路徑。以基于KUKA-KR210R2700型工業(yè)機器人二次開發(fā)的纏繞機器人為樣機，對纏繞機器人CAM系統(tǒng)設計進行分析。在分析了纏繞機器人運動坐標系的基礎上，對纖維路徑進行后處理，給出了纏繞機器人工具坐標系標定方法、針對回轉體芯模的工

3、件坐標系標定方法以及機器人纏繞軌跡規(guī)劃方法。并針對該型號工業(yè)機器人給出可執(zhí)行代碼文件輸出方法以及纏繞干涉區(qū)設置方法。根據(jù)對纏繞機器人CAD/CAM技術的分析，采用模塊化設計原則確定了系統(tǒng)軟件的框架結構以及功能模塊，利用Microsoft Visual C++開發(fā)環(huán)境結合OpenGL進行系統(tǒng)軟件開發(fā)。應用本文開發(fā)的CAD/CAM系統(tǒng)軟件，對一型號的容器進行兩次參數(shù)不同的纏繞設計，并分別進行了仿真和實際纏繞實驗，實驗結果驗證了本文研究理論的