CN116968342B - 一种基于数控布带缠绕机的nc代码自动生成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合材料的制造领域,具体地说是一种用于复合材料成型工艺的自动布带缠绕机,基于布带缠绕工艺由上位机软件界面中设置工艺参数后自动生成NC用户加工程序的方法。通过C#高级语言编写上位机软件程序,在软件界面中,按照布带缠绕工艺和缠绕芯模分类,将布带缠绕工艺分为圆柱平行缠绕、圆锥平行缠绕、圆锥平叠缠绕、圆锥斜叠缠绕四个模块,每个模块针对不同芯模的加工工艺,用户可根据其工艺要求选择相应的模块。在选择的工艺模块窗口界面中设置好相关几何尺寸数据和工艺参数,按确定按钮即可生成对应工艺的数控NC代码加工程序文件,传送至数控系统后执行。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料的制造技术领域,具体涉及一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法。
背景技术
数控布带缠绕机是将一束或多束连续纤维浸胶或预浸布带,按照一定规律缠绕到产品或芯模的表面,然后固化成为制品的专用设备。多用于缠绕固体火箭发动机喷管,耐烧蚀、防热材料零部件,导弹鼻锥、发射筒及宇航飞行器放热零部件等。
在数控布带缠绕机的加工使用过程中,首先需要操作者或技术人员根据芯模的几何形状、布带成型工艺、辅助功能等信息编写数控系统能识别的NC加工代码,数控系统通过逐行解析NC加工代码,发送指令到各个伺服轴,协调高精度伺服电机进行插补运行动作来完成布带的缠绕动作。
由于目前尚未推出针对数控布带缠绕机的CAM软件,程序的编写完全需要手工编程来实现。按缠绕工艺要求,芯模每旋转一周,丝嘴需要沿锥面方向移动一定的距离,距离的大小与锥面的角度、芯模缠绕速度、布带宽度等参数关联,这就需要使用数控系统NC高级编程指令代码配合变量来实现大量的循环缠绕指令编写。对编程人员来说,编程指令深奥,需要一定的专业编程知识;编写NC代码程序数据计算相当繁琐、工作量大、极易出错,且很难校对。
发明内容
本软件的目的就是为了克服现有技术的不足,通过上位机软件,提供一种基于数控布带缠绕机的自动生成数控NC代码加工程序的方法,解决数控布带缠绕机编程难、对编程人员技术水平要求高、编程繁琐容易出错的问题,显著提高生产效率、降低人工成本。
本软件解决上述问题的技术方案是:通过C#高级语言编写上位机软件程序,在软件界面中,按照布带缠绕工艺和缠绕芯模分类,将布带缠绕工艺分为圆柱平行缠绕、圆锥平行缠绕、圆锥平叠缠绕、圆锥斜叠缠绕四个模块,每个模块针对不同芯模的加工工艺,用户可根据其工艺要求选择相应的模块。在选择的工艺模块窗口界面中设置好相关几何尺寸数据和工艺参数,按确定按钮即可生成对应工艺的数控NC代码加工程序文件,传送至数控系统后执行。
其中,该技术方案具体包括有:
圆柱平行缠绕模块、圆锥平行缠绕模块、圆锥平叠缠绕模块、圆锥斜叠缠绕模块、处理和转换程序模块及输出文件模块,并设有计算程序和计算按钮;
其中,在输入数据并点击按钮后,计算程序会根据工艺模块中的信息输入数据,按照工艺路线自动规划运行轨迹、对速度、辅助功能进行数据的处理和转换,并在输出信息模块中以文件的形式输出保存在指定的存储位置。
在上述一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法的技术方案中,优选地,所述圆柱平行缠绕模块中包含芯模长度输入窗格、芯模直径输入窗格、布带宽度输入窗格、缠绕层数输入窗格、缠绕角显示窗格、芯模转速输入窗格、换向角度输入窗格、布带螺距显示窗格、确定按钮,根据实际使用情况可以增加或缩减部分功能;
所述圆柱平行缠绕模块的作用是确定当前工艺模块的基本几何参数信息和工艺参数信息,提供处理和转换程序模块所需数据。
在上述一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法的技术方案中,优选地,所述圆柱平行缠绕模块的输入内容为:
芯模长度输入窗格中根据芯模尺寸按照工艺要求输入芯模上的有效缠绕长度数据;
芯模直径输入窗格中根据芯模尺寸输入芯模的直径尺寸数据;
布带宽度输入窗格中设置使用的预浸带的宽度,根据实际的缠绕效果,可调整布带宽度来达到调整布带间隙的效果;
缠绕层数输入窗格中根据产品工艺要求设置需要缠绕布带的层数;
缠绕角输入窗格中根据工艺要求设置布带与芯模母线的夹角;
芯模转速输入窗格中设置芯模的旋转速度,与小车速度相匹配;
换向角度输入窗格中设置缠绕到端头时,小车要向相反方向运行,换向过渡阶段芯模旋转的角度值;
布带螺距输入窗格为显示参数,设置完上述参数后自动运算显示结果,无需设置;
确认按钮输入窗格,通过Windows浏览器窗口选择文件。
在上述一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法的技术方案中,优选地,所述圆锥平行缠绕模块包含芯模长度输入窗格、芯模直径输入窗格、布带宽度输入窗格、缠绕层数输入窗格、半顶角输入窗格、芯模转速输入窗格、确定按钮,根据实际使用情况可以增加或缩减部分功能;
所述圆锥平行缠绕模块的作用是确定当前工艺模块的基本几何参数信息和工艺参数信息,提供处理和转换程序模块所需数据。
在上述一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法的技术方案中,优选地,所述圆锥平行缠绕模块的输入内容为:
芯模长度输入窗格中根据芯模尺寸按照工艺要求输入芯模上的有效缠绕长度数据;
芯模直径输入窗格中根据芯模尺寸输入芯模的直径尺寸数据;
布带宽度输入窗格中设置使用的预浸带的宽度,根据实际的缠绕效果,可调整布带宽度来达到调整布带间隙的效果;
缠绕层数输入窗格中根据产品工艺要求设置需要缠绕布带的层数;
半顶角输入窗格中根据工艺要求设置圆锥边与母线的夹角;
芯模转速输入窗格中设置芯模的旋转速度,与小车速度相匹配;
确认按钮输入窗格,可通过Windows浏览器窗口选择文件。
在上述一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法的技术方案中,优选地,所述圆锥平叠缠绕包含芯模长度输入窗格、芯模高度输入窗格、布带厚度输入窗格、缠绕螺距输入窗格、芯模转速输入窗格、锥面斜度显示窗格、确定按钮,根据实际使用情况可以增加或缩减部分功能;
所述的圆锥平叠缠绕的作用是确定当前工艺模块的基本几何参数信息和工艺参数信息,提供处理和转换程序模块所需数据。
在上述一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法的技术方案中,优选地,所述圆锥平行缠绕模块的输入内容为:
芯模长度输入窗格中根据芯模尺寸按照工艺要求输入芯模上的有效缠绕长度数据;
芯模高度输入窗格中根据芯模起始缠绕端实际的直径尺寸数据;
布带厚度输入窗格中设置使用的预浸带的厚度;
缠绕螺距输入窗格中根据产品工艺要求设置平叠的两层布带间隔的距离;
锥面斜度输入窗格中设置圆锥边与母线的夹角;
芯模转速输入窗格中设置芯模的旋转速度,与小车速度相匹配;
确认按钮输入窗格,可通过Windows浏览器窗口选择文件;
在上述一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法的技术方案中,优选地,所述圆锥斜叠缠绕包含芯模长度输入窗格、锥面斜度输入窗格、布带角度输入窗格、布带厚度输入窗格、芯模转速输入窗格、伸臂角度窗格、确定按钮,根据实际使用情况可以增加或缩减部分功能;
所述圆锥斜叠缠绕的作用是确定当前工艺模块的基本几何参数信息和工艺参数信息,提供处理和转换程序模块所需数据。
在上述一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法的技术方案中,优选地,所述的圆锥斜叠缠绕模块的输入内容为:
芯模长度输入窗格中根据芯模尺寸按照工艺要求输入芯模上的有效缠绕长度数据;
锥面斜度输入窗格中根据芯模尺寸设置圆锥边与母线的夹角;
布带角度输入窗格中输入布带与芯模轴线的夹角;
布带厚度输入窗格中设置布带的厚度;
芯模转速输入窗格中设置芯模的旋转速度,与小车速度相匹配;
伸臂角度窗格为显示参数,设置完上述参数后自动运算,无需设置;
确认按钮输入窗格,可通过Windows浏览器窗口选择文件。
在上述一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法的技术方案中,优选地,所述处理和转换程序模块的计算方法为:
S1:根据数控布带缠绕机的布带缠绕工艺选择4种最常用最主要的缠绕工艺,将每个缠绕工艺中固定不变的部分如设当前点为起始点、行进曲线路线,缠绕方向等加工工艺固化为NC能识别执行的加工程序中,作为NC加工程序的基本框架;
S2:再将不同芯模的几何尺寸、布带宽度、缠绕角度等变化量设定在参数界面,通过输入界面设定相关的工艺参数后,将参数数据读取并设置到NC加工程序代码中,形成完整的曲线路径加工程序,点击确认按钮窗格软件将自动生成用于数控系统的用户NC程序代码文件。
由上述技术方案可知,本发明提供一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明基于布带缠绕工艺,由上位机软件界面中设置工艺参数后自动生成NC用户加工程序的方法;通过C#高级语言编写上位机软件程序,在软件界面中,按照布带缠绕工艺和缠绕芯模分类,将布带缠绕工艺分为圆柱平行缠绕、圆锥平行缠绕、圆锥平叠缠绕、圆锥斜叠缠绕四个模块,每个模块针对不同芯模的加工工艺,用户可根据其工艺要求选择相应的模块。在选择的工艺模块窗口界面中设置好相关几何尺寸数据和工艺参数,按确定按钮即可生成对应工艺的数控NC代码加工程序文件,传送至数控系统后执行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做出简单地介绍和说明。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的数控布带缠绕机安装圆柱状收集辊后的示意图;
图2为现有的数控布带缠绕机安装圆锥状收集辊后的示意图;
图3为数控布带缠绕机中缠绕方式选择界面示意图;
图4为平行缠绕参数设置界面示意图;
图5为圆锥平行缠绕参数设置界面示意图;
图6为平叠缠绕参数设置界面示意图;
图7为斜叠缠绕参数设置界面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,以下所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了对本发明的技术方案和实现方式做出更清楚地解释和说明,以下介绍实现本发明技术方案的几个优选的具体实施例。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上,它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上;当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
另外,本文中的术语:“内、外”,“前、后”,“左、右”,“竖直、水平”,“顶、底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
具体实施例1。
参考附图3和附图4所示;
圆柱平行缠绕:其加工工艺为布带平行于圆柱形芯模母线,即芯模旋转一周时,布带沿着母线方向移动距离(移动螺距)约等于布带宽度,依次缠绕布满芯模表面后再重复缠绕另一层,直到达到设计要求的厚度。
当前芯模周长,由计算程序在圆柱平行缠绕模块的芯模直径输入窗格中提取,根据周长公式计算而来,其计算公式为:当前芯模周长=当前直径(D)*Π。
当前布带缠绕角显示窗格,由计算程序在圆柱平行缠绕模块的布带宽度输入窗格中提取,根据三角函数公式计算而来,其计算公式为:
布带缠绕角(a)=arccos(布带宽度(b)/芯模周长)。
当前母线方向移动螺距(w),根据三角函数计算而来,其计算公式为:移动螺距(w)=布带宽度(b)/sin(布带缠绕角a)。
当前缠绕速度设定,由计算程序在圆柱平行缠绕模块的芯模转速输入窗格中提取,根据三角函数公式计算而来,其计算公式为:
缠绕速度2=(芯模转速*360)2+(芯模转速*螺距w)2
当前芯模长度(L)、缠绕层数和换向角度设定,由由计算程序在圆柱平行缠绕模块的芯模长度输入窗格、缠绕层数输入窗格和换向角度输入窗格中提取,结合上述计算结果,将数据转换成NC数控系统能识别的代码,生成NC代码程序。其转换对应关系为:当前芯模长度(L)对应“LENGTH”;当前芯模直径(D)对应“DIAMETER”;当前换向角度(s)对应“ANGLE”;当前芯模转速对应“DEGREES”;当前芯模转速对应“SPSPEED”;当前缠绕层数对应“NUMS”;当前移动螺距(w)对应“PITCH”。
具体实施例2。
参考附图3和附图5所示;
圆锥平行缠绕:布带平行于圆锥形芯模母线,即芯模旋转一周时,布带沿着母线方向移动距离等于布带宽度,依次缠绕布满芯模表面后再重复缠绕另一层,直到达到设计要求的厚度。
当前芯模每转一圈Z轴方向移动距离(a),由计算程序在圆锥平行缠绕模块的布带宽度输入窗格和半顶角输入窗格中提取,根据三角函数计算而来,其计算公式为:Z轴每转移动距离(z)=布带宽度(b)*cos(半顶角a)。
当前芯模每转一圈X轴方向移动距离(x),由计算程序在圆锥平行缠绕模块的布带宽度输入窗格和半顶角输入窗格中提取,根据三角函数计算而来,其计算公式为:X轴每转移动距离(x)=布带宽度(b)*sin(半顶角a)。
当前X轴与Z轴插补速度设定,由计算程序在圆锥平行缠绕模块的芯模转速输入窗格中提取,根据三角函数公式计算而来,其计算公式为:XZ插补速度2=(芯模转速*Z轴每转移动距离(z))2+(芯模转速*X轴每转移动距离(x))2。
当前缠绕速度设定,由计算程序在圆锥平行缠绕模块的芯模转速输入窗格中提取,根据三角函数公式计算而来,其计算公式为:
缠绕速度2=(芯模转速*360)2+(XZ插补速度)2
当前芯模长度(L)、缠绕层数由计算程序在圆柱平行缠绕模块的芯模长度输入窗格、缠绕层数输入窗格中提取,结合上述计算结果,将数据转换成NC数控系统能识别的代码,生成NC代码程序。其转换对应关系为:当前芯模长度(L)对应“LENGTH”;当前芯模直径(D)对应“DIAMETER”;当前半顶角角度(s)对应“ANGLE”;当前芯模转速对应“SPEED”;当前芯模转速对应“SPSPEED”;当前缠绕层数对应“NUMS”;当前每转X轴移动距离(x)对应“XPOS”;当前每转Z轴移动距离(z)对应“PITCH”。
具体实施例3。
参考附图3和附图6所示;
圆锥平叠缠绕:布带平行于芯模轴线缠绕,即当芯模旋转一周,布带沿着芯模轴向移动宽度S,同时沿径向移动p,从芯模小端向大端实现连续重叠缠绕,直到达到设计要求的厚度。
当前芯模斜度显示窗格(a),由计算程序在圆锥平叠缠绕模块的芯模高度输入窗格和芯模长度输入窗格中提取,根据三角函数计算而来,其计算公式为:芯模斜度(a)=atan(芯模高度M/芯模长度L)。
当前芯模每转一圈Z轴方向移动距离(z),由计算程序在圆锥平叠缠绕模块的布带厚度输入窗格提取,其计算公式为:Z轴每转移动距离(z)=布带厚度(p)。
当前缠绕螺距显示窗格,为每转一圈X轴方向移动距离(s),由计算程序在圆锥平叠缠绕模块的布带厚度输入窗格中提取,根据三角函数计算而来,其计算公式为:X轴每转移动距离(x)=布带厚度(p)/tan(芯模斜度a)。
当前X轴与Z轴插补速度设定,由计算程序在圆锥平叠缠绕模块的芯模转速输入窗格中提取,根据三角函数公式计算而来,其计算公式为:XZ插补速度2=(芯模转速*Z轴每转移动距离(z))2+(芯模转速*X轴每转移动距离(s))2
当前缠绕速度设定,由计算程序在圆锥平叠缠绕模块的芯模转速输入窗格中提取,根据三角函数公式计算而来,其计算公式为:
缠绕速度2=(芯模转速*360)2+(XZ插补速度)2
结合上述计算结果,将数据转换成NC数控系统能识别的代码,生成NC代码程序。其转换对应关系为:当前芯模长度(L)对应“LENGTH”;当前芯模高度(M)对应“HIGH”;当前布带厚度(p)对应“THICK”;当前芯模转速对应“SPEED”;当前每转X轴移动距离(x)对应“XPOS”;当前每转Z轴移动距离(z)对应“PITCH”。
具体实施例4。
参考附图3和附图7所示;
圆锥斜叠缠绕:布带与芯模轴线方向呈一定的角度,该角度大于锥壳的半锥角,即芯模旋转一周,布带沿着芯模轴向移动宽度p,同时沿径向移动R,布带由锥形芯模的小端连续缠向大端,直到达到设计要求的厚度。
当前芯模每转一圈Z轴方向移动距离(z),由计算程序在圆锥斜叠缠绕模块的布带厚度输入窗格、斜面锥度(a)输入窗格和布带角度(u)输入窗格中提取,其计算公式为:Z轴每转移动距离(z)=布带厚度(p)*cos(斜面锥度a)/sin(布带角度u-斜面锥度a)。
当前芯模每转一圈X轴方向移动距离(x),由计算程序在圆锥斜叠缠绕模块的布带厚度输入窗格、斜面锥度(a)输入窗格和布带角度(u)输入窗格中提取,其计算公式为:Z轴每转移动距离(z)=布带厚度(p)*sin(斜面锥度a)/sin(布带角度u-斜面锥度a)。
当前X轴与Z轴插补速度设定,由计算程序在圆锥斜叠缠绕模块的芯模转速输入窗格中提取,根据三角函数公式计算而来,其计算公式为:XZ插补速度2=(芯模转速*Z轴每转移动距离(z))2
+(芯模转速*X轴每转移动距离(x))2
当前缠绕速度设定,由计算程序在圆锥斜叠缠绕模块的芯模转速输入窗格中提取,根据三角函数公式计算而来,其计算公式为:
缠绕速度2=(芯模转速*360)2+(XZ插补速度)2
当前伸臂角度显示窗格由计算程序在圆锥斜叠缠绕模块的布带角度输入窗格中提取,其计算公式为:伸臂角度(b)=90-布带角度。
当前芯模长度(L)由计算程序在圆锥斜叠缠绕模块的芯模长度输入窗格中提取,结合上述计算结果,将数据转换成NC数控系统能识别的代码,生成NC代码程序。其转换对应关系为:当前芯模长度(L)对应“LENGTH”;当前缠绕速度对应“FINALSPEED”;当前伸臂角度(b)对应“ANGLEY”;当前每转X轴移动距离(x)对应“XPOS”;当前每转Z轴移动距离(z)对应“PITCH”。
最后,还需要说明的是,本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本申请可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
在本文中使用的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个…”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明并不局限于上述最佳实施方式,任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化,凡是与本发明具有相同或相近的技术方案,均落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法,其特征在于,包括圆柱平行缠绕模块、圆锥平行缠绕模块、圆锥平叠缠绕模块、圆锥斜叠缠绕模块、处理和转换程序模块及输出文件模块,并设有计算程序和计算按钮;
其中,在输入数据并点击按钮后,计算程序会根据工艺模块中的信息输入数据,按照工艺路线自动规划运行轨迹、对速度、辅助功能进行数据的处理和转换,并在输出信息模块中以文件的形式输出保存在指定的存储位置;所述圆柱平行缠绕模块中包含芯模长度输入窗格、芯模直径输入窗格、布带宽度输入窗格、缠绕层数输入窗格、缠绕角显示窗格、芯模转速输入窗格、换向角度输入窗格、布带螺距显示窗格、确定按钮;
所述圆柱平行缠绕模块的作用是确定当前工艺模块的基本几何参数信息和工艺参数信息,提供处理和转换程序模块所需数据;
所述圆柱平行缠绕模块的输入内容为:
芯模长度输入窗格中根据芯模尺寸按照工艺要求输入芯模上的有效缠绕长度数据;
芯模直径输入窗格中根据芯模尺寸输入芯模的直径尺寸数据;
布带宽度输入窗格中设置使用的预浸带的宽度,根据实际的缠绕效果,可调整布带宽度来达到调整布带间隙的效果;
缠绕层数输入窗格中根据产品工艺要求设置需要缠绕布带的层数;
缠绕角输入窗格中根据工艺要求设置布带与芯模母线的夹角;
芯模转速输入窗格中设置芯模的旋转速度,与小车速度相匹配;
换向角度输入窗格中设置缠绕到端头时,小车要向相反方向运行,换向过渡阶段芯模旋转的角度值;
布带螺距输入窗格为显示参数,设置完上述参数后自动运算显示结果,无需设置;
确认按钮输入窗格,通过Windows浏览器窗口选择文件。
2.根据权利要求1所述的一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法,其特征在于,所述圆锥平行缠绕模块包含芯模长度输入窗格、芯模直径输入窗格、布带宽度输入窗格、缠绕层数输入窗格、半顶角输入窗格、芯模转速输入窗格、确定按钮;
所述圆锥平行缠绕模块的作用是确定当前工艺模块的基本几何参数信息和工艺参数信息,提供处理和转换程序模块所需数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法,其特征在于,所述圆锥平行缠绕模块的输入内容为:
芯模长度输入窗格中根据芯模尺寸按照工艺要求输入芯模上的有效缠绕长度数据;
芯模直径输入窗格中根据芯模尺寸输入芯模的直径尺寸数据;
布带宽度输入窗格中设置使用的预浸带的宽度,根据实际的缠绕效果,可调整布带宽度来达到调整布带间隙的效果;
缠绕层数输入窗格中根据产品工艺要求设置需要缠绕布带的层数;
半顶角输入窗格中根据工艺要求设置圆锥边与母线的夹角;
芯模转速输入窗格中设置芯模的旋转速度,与小车速度相匹配;
确认按钮输入窗格,可通过Windows浏览器窗口选择文件。
4.根据权利要求1所述的一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法,其特征在于,所述圆锥平叠缠绕包含芯模长度输入窗格、芯模高度输入窗格、布带厚度输入窗格、缠绕螺距输入窗格、芯模转速输入窗格、锥面斜度显示窗格、确定按钮;
所述的圆锥平叠缠绕的作用是确定当前工艺模块的基本几何参数信息和工艺参数信息,提供处理和转换程序模块所需数据。
5.根据权利要求4所述的一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法,其特征在于,所述圆锥平叠缠绕模块的输入内容为:
芯模长度输入窗格中根据芯模尺寸按照工艺要求输入芯模上的有效缠绕长度数据;
芯模高度输入窗格中根据芯模起始缠绕端实际的直径尺寸数据;
布带厚度输入窗格中设置使用的预浸带的厚度;
缠绕螺距输入窗格中根据产品工艺要求设置平叠的两层布带间隔的距离;
锥面斜度输入窗格中设置圆锥边与母线的夹角;
芯模转速输入窗格中设置芯模的旋转速度,与小车速度相匹配;
确认按钮输入窗格,可通过Windows浏览器窗口选择文件。
6.根据权利要求1所述的一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法,其特征在于,所述圆锥斜叠缠绕包含芯模长度输入窗格、锥面斜度输入窗格、布带角度输入窗格、布带厚度输入窗格、芯模转速输入窗格、伸臂角度窗格、确定按钮;
所述圆锥斜叠缠绕的作用是确定当前工艺模块的基本几何参数信息和工艺参数信息,提供处理和转换程序模块所需数据。
7.根据权利要求6所述的一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法,其特征在于,所述的圆锥斜叠缠绕模块的输入内容为:
芯模长度输入窗格中根据芯模尺寸按照工艺要求输入芯模上的有效缠绕长度数据;
锥面斜度输入窗格中根据芯模尺寸设置圆锥边与母线的夹角;
布带角度输入窗格中输入布带与芯模轴线的夹角;
布带厚度输入窗格中设置布带的厚度;
芯模转速输入窗格中设置芯模的旋转速度,与小车速度相匹配;
伸臂角度窗格为显示参数,设置完上述参数后自动运算,无需设置;
确认按钮输入窗格,可通过Windows浏览器窗口选择文件。
8.根据权利要求1所述的一种基于数控布带缠绕机的NC代码自动生成方法,其特征在于,所述处理和转换程序模块的计算方法为:
S1:根据数控布带缠绕机的布带缠绕工艺选择4种缠绕工艺,4种缠绕工艺为圆柱平行缠绕、圆锥平行缠绕、圆锥平叠缠绕和圆锥斜叠缠绕;
将每个缠绕工艺中固定不变的部分固化为NC能识别执行的加工程序,作为NC加工程序的基本框架,其中缠绕工艺中固定不变的部分包括设当前点为起始点、行进曲线路线和缠绕方向;
S2:再将不同芯模的变化量设定在参数界面,且其中的变化量包括几何尺寸、布带宽度和缠绕角度,通过输入界面设定相关的工艺参数后,将参数数据读取并设置到NC加工程序代码中,形成完整的曲线路径加工程序,点击确认按钮窗格软件将自动生成用于数控系统的用户NC程序代码文件。
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Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2035257A (en) * | 1978-11-16 | 1980-06-18 | Mcclean W | Filament winding apparatus |
EP0158631A2 (de) * | 1984-04-11 | 1985-10-16 | Knoch, Kern & Co. | Verfahren zur Herstellung von Rohren aus faserverstärktem, härtbarem Kunststoff und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
RU2054358C1 (ru) * | 1991-10-29 | 1996-02-20 | Акционерное общество "Савма" | Способ получения намоткой слоистых изделий сложной формы и намотка для его осуществления |
JPH10296870A (ja) * | 1997-04-30 | 1998-11-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | フィラメントワインディングマシン制御装置用データ作成装置 |
US6966039B1 (en) * | 2001-11-19 | 2005-11-15 | Cypress Semiconductor Corp. | Method for facilitating microcontroller programming |
KR20120025954A (ko) * | 2010-09-08 | 2012-03-16 | 명필솔루션 주식회사 | 네트워크 기반의 리본출력방법 및 그 장치 |
JP2012102268A (ja) * | 2010-11-11 | 2012-05-31 | Shin Nippon Koki Co Ltd | プリプレグテープ並びにテープ制御情報設定方法 |
CN203739228U (zh) * | 2014-02-25 | 2014-07-30 | 哈尔滨理工大学 | 一种玻璃钢管道缠绕机控制装置 |
CN105094057A (zh) * | 2015-08-07 | 2015-11-25 | 浙江理工大学 | 一种基于环形编织的快速成形方法 |
KR20160098759A (ko) * | 2015-02-11 | 2016-08-19 | 두산공작기계 주식회사 | 가공 프로그램 자동 생성 장치 및 가공 프로그램 자동 생성 방법 |
CN107436590A (zh) * | 2016-05-27 | 2017-12-05 | 波音公司 | 由机器人铺放的丝束的检查 |
CN108327310A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-07-27 | 上海复合材料科技有限公司 | 一种用于圆柱体复合壳体绝热层自动缠绕设备及其使用方法 |
CN208654613U (zh) * | 2017-12-29 | 2019-03-26 | 浙江钻荷蝶机械科技有限公司 | 一种竹缠绕复合管道缠绕机控制系统 |
CN110780648A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-02-11 | 浙江华丰新材料股份有限公司 | 一种基于物联网的连续缠绕玻璃钢管道制造系统及方法 |
CN110962368A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-07 | 镇江奥立特机械制造有限公司 | 一种基于机械臂的七轴纤维缠绕机 |
CN111660545A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-09-15 | 合肥工业大学 | 锥形壳体纤维缠绕成型工装及其等厚度缠绕成型方法 |
CN114043745A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-02-15 | 合肥工业大学 | 应用于带有凹曲面的组合回转体的纤维缠绕方法及系统 |
CN114755977A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-15 | 威海光兴自动化设备有限责任公司 | 一种5轴Towpreg缠绕编程系统 |
CN114889165A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-08-12 | 哈尔滨理工大学 | 一种六自由度弯管缠绕机控制系统 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104252153A (zh) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | Cnc加工程序生成系统及方法 |
-
2023
- 2023-07-13 CN CN202310860360.8A patent/CN116968342B/zh active Active
Patent Citations (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2035257A (en) * | 1978-11-16 | 1980-06-18 | Mcclean W | Filament winding apparatus |
EP0158631A2 (de) * | 1984-04-11 | 1985-10-16 | Knoch, Kern & Co. | Verfahren zur Herstellung von Rohren aus faserverstärktem, härtbarem Kunststoff und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
RU2054358C1 (ru) * | 1991-10-29 | 1996-02-20 | Акционерное общество "Савма" | Способ получения намоткой слоистых изделий сложной формы и намотка для его осуществления |
JPH10296870A (ja) * | 1997-04-30 | 1998-11-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | フィラメントワインディングマシン制御装置用データ作成装置 |
US6966039B1 (en) * | 2001-11-19 | 2005-11-15 | Cypress Semiconductor Corp. | Method for facilitating microcontroller programming |
KR20120025954A (ko) * | 2010-09-08 | 2012-03-16 | 명필솔루션 주식회사 | 네트워크 기반의 리본출력방법 및 그 장치 |
JP2012102268A (ja) * | 2010-11-11 | 2012-05-31 | Shin Nippon Koki Co Ltd | プリプレグテープ並びにテープ制御情報設定方法 |
CN203739228U (zh) * | 2014-02-25 | 2014-07-30 | 哈尔滨理工大学 | 一种玻璃钢管道缠绕机控制装置 |
KR20160098759A (ko) * | 2015-02-11 | 2016-08-19 | 두산공작기계 주식회사 | 가공 프로그램 자동 생성 장치 및 가공 프로그램 자동 생성 방법 |
CN105094057A (zh) * | 2015-08-07 | 2015-11-25 | 浙江理工大学 | 一种基于环形编织的快速成形方法 |
CN107436590A (zh) * | 2016-05-27 | 2017-12-05 | 波音公司 | 由机器人铺放的丝束的检查 |
CN108327310A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-07-27 | 上海复合材料科技有限公司 | 一种用于圆柱体复合壳体绝热层自动缠绕设备及其使用方法 |
CN208654613U (zh) * | 2017-12-29 | 2019-03-26 | 浙江钻荷蝶机械科技有限公司 | 一种竹缠绕复合管道缠绕机控制系统 |
CN110780648A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-02-11 | 浙江华丰新材料股份有限公司 | 一种基于物联网的连续缠绕玻璃钢管道制造系统及方法 |
CN110962368A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-07 | 镇江奥立特机械制造有限公司 | 一种基于机械臂的七轴纤维缠绕机 |
CN111660545A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-09-15 | 合肥工业大学 | 锥形壳体纤维缠绕成型工装及其等厚度缠绕成型方法 |
CN114043745A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-02-15 | 合肥工业大学 | 应用于带有凹曲面的组合回转体的纤维缠绕方法及系统 |
CN114755977A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-15 | 威海光兴自动化设备有限责任公司 | 一种5轴Towpreg缠绕编程系统 |
CN114889165A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-08-12 | 哈尔滨理工大学 | 一种六自由度弯管缠绕机控制系统 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
基于Trio的自动铝带绕片机数控系统设计;尤波;尚玉双;许家忠;;伺服控制(第05期);全文 * |
微机控制纤维缠绕机坐标点计算程序与控制程序的编制;富宏亚, 李国伟, 王永章;哈尔滨工业大学学报(第02期);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116968342A (zh) | 2023-10-31 |
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