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公开(公告)号：CN117238414A
公开(公告)日：2023-12-15
申请号：CN202311259293.0
申请日：2023-09-27
Applicant: 北京航空航天大学 , 北京航空航天大学宁波创新研究院
Abstract: 本发明公开了一种曲面变带宽自动铺丝成型轨迹规划设计方法，属于复合材料自动铺丝成型领域。本发明方法包括：获取纤维铺放模具的曲面参数与铺层参数；确定每一层铺层的参考坐标系和起始点，生成基准轨迹，参考坐标系基于容许变换定理和一阶标架场的定义生成；基于曲面变曲率参数使用变带宽密铺优化算法生成密铺的轨迹，以及进行宽窄带密铺规划；将最终生成的轨迹规划方案生成铺放机器人的系统语言，用于控制机器人进行铺放工作。本发明解决了传统自由曲面铺丝路径规划受到曲面形状限制而存在较大间隙或重叠等缺陷的问题，能够实现多种曲面结构的满铺铺丝路径规划，并确保了纤维自动铺丝的精确性。
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公开(公告)号：CN118965687A
公开(公告)日：2024-11-15
申请号：CN202410926362.7
申请日：2024-07-11
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明公开了一种基于轨迹点集的自动铺丝轨迹测地曲率计算方法，属于轨迹规划领域；具体为：依次遍历相邻的三个轨迹点Pi‑1，Pi和Pi+1；基于中间点Pi的坐标值及其法向量#imgabs0#计算该点Pi的切平面S；然后，将中间点Pi前后两点Pi‑1和Pi+1向切平面S投影，得到对应的投影点P′i‑1和P′i+1；基于投影点P′i‑1和P′i+1计算曲率半径，即得到中间点Pi的测地曲率半径R，其倒数即为测地曲率；i值自增1，将三个轨迹点依此递延到Pi，Pi+1和Pi+2，重复上述步骤，直至得到除去起点和终点外每个轨迹点各自的测地曲率；最后，按照各个轨迹点的测地曲率，对纤维铺放轨迹进行修正，防止纤维丝在铺放时因测地曲率过大而引发褶皱。本发明适用于不需要精确获取测地曲率的情况。
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公开(公告)号：CN113155039A
公开(公告)日：2021-07-23
申请号：CN202110031133.5
申请日：2021-01-11
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明公开一种浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置，包括展宽展厚调节机构与测宽激光机构。展宽展厚调节机构设置于导丝头下方，通过气缸推动上下移动，实现限位展厚调节。展宽展厚调节机构具有上下设置的凹辊与凸辊，凸辊位置固定。纤维由凹辊与凸辊间通过，进而控制凹辊上下位置可实现纤维展宽调节。测宽激光机构设置于导丝头与前侧工件之间，测宽激光机构中的测宽激光发射器发射端朝向纤维，实现纤维宽度的实时测量并将测量结果反馈到控制系统，进一步根据展宽算出与设定值的误差来调整凸辊位置从而调节丝束宽度。本发明适用于浸润与缠绕一体的设备导丝头，可以根据缠绕件需求对纤维的宽度厚度进行设置，提高了缠绕件实现方案的灵活性。
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公开(公告)号：CN110509537B
公开(公告)日：2021-01-29
申请号：CN201910734990.4
申请日：2019-08-09
Applicant: 北京航空航天大学
IPC: B29C64/10 , B29C64/314 , B33Y10/00 , B33Y40/10
Abstract: 本发明公开了一种基体材料填充纤维间隙的纤维增强复合材料3D打印方法，属于3D打印设计技术领域。本发明在进行纤维增强复合材料3D打印时使用基体材料对纤维间隙进行填充，具体包括后填充基体材料法和预填充基体材料法两种。本发明中设计的纤维铺放轨迹仅与零件的需求有关，纤维间隙通过基体材料填充；可根据零件的强度需求自由调整纤维体积含量，打印低纤维含量零件，减少强度过度冗余和纤维浪费，节约了成本；同时，本发明可以在曲面上铺放纤维，实现纤维增强复合材料曲面零件的3D打印。
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公开(公告)号：CN110509537A
公开(公告)日：2019-11-29
申请号：CN201910734990.4
申请日：2019-08-09
Applicant: 北京航空航天大学
IPC: B29C64/10 , B29C64/314 , B33Y10/00 , B33Y40/00
Abstract: 本发明公开了一种基体材料填充纤维间隙的纤维增强复合材料3D打印方法，属于3D打印设计技术领域。本发明在进行纤维增强复合材料3D打印时使用基体材料对纤维间隙进行填充，具体包括后填充基体材料法和预填充基体材料法两种。本发明中设计的纤维铺放轨迹仅与零件的需求有关，纤维间隙通过基体材料填充；可根据零件的强度需求自由调整纤维体积含量，打印低纤维含量零件，减少强度过度冗余和纤维浪费，节约了成本；同时，本发明可以在曲面上铺放纤维，实现纤维增强复合材料曲面零件的3D打印。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115257006B
公开(公告)日：2025-04-18
申请号：CN202210678428.6
申请日：2022-06-16
Applicant: 北京航空航天大学宁波创新研究院
IPC: B29C70/38
Abstract: 本发明公开了一种基于纤维层厚度等差控制的纤维自动铺放方法，涉及复合纤维技术领域，包括步骤：根据目标零件厚度、首层层厚和中间工艺参数，在层厚等差控制条件下进行铺放层数信息的获取；根据目标零件厚度、首层层厚和铺放层数信息获取实际层厚递增量；根据首层厚度、铺放层数信息和实际层厚递增量获取末层层厚；在末层层厚未超出阈值区间时，根据首层层厚以及调整后的实际层厚递增量和铺放层数信息进行纤维自动铺放。本发明通过等差递增的形式逐层增加层厚的形式，以单一的层厚为调节量，无需对压力进行调节，只需要单一的高度调节装置即可，因此大大简化了铺丝头结构，同时使铺丝头能够以更小的体积进行更加细化的操作。
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公开(公告)号：CN118897509A
公开(公告)日：2024-11-05
申请号：CN202410926433.3
申请日：2024-07-11
Applicant: 北京航空航天大学
IPC: G05B19/4097
Abstract: 本发明公开了一种基于CAD引擎的自由曲面上轨迹等距偏移方法，属于轨迹规划领域；具体过程为：针对基础轨迹的第K个轨迹点PK，计算该点的带宽方向向量#imgabs0#并沿其带宽方向平移Wide步长，得到中间轨迹点P0，通过向铺放曲面投影，获得下一条偏移轨迹对应于基础轨迹相同位置的轨迹点P′K；然后，计算两个轨迹点PK和P′K在铺放面上的弧长距离#imgabs1#当满足理论距离L，则输出轨迹点P′K；否则，更新步长Wide；将基础轨迹逐点重复上述步骤，可获得第一条偏移轨迹上的所有偏移点，拟合为样条曲线，经过边界限制后，再基于容许误差值离散为轨迹点。由此，能得到自由曲面上等距偏移的所有轨迹点。本发明更适配CAD引擎提供的接口，适用于铺丝轨迹生成软件的实现。
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公开(公告)号：CN113155039B
公开(公告)日：2023-04-28
申请号：CN202110031133.5
申请日：2021-01-11
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明公开一种浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置，包括展宽展厚调节机构与测宽激光机构。展宽展厚调节机构设置于导丝头下方，通过气缸推动上下移动，实现限位展厚调节。展宽展厚调节机构具有上下设置的凹辊与凸辊，凸辊位置固定。纤维由凹辊与凸辊间通过，进而控制凹辊上下位置可实现纤维展宽调节。测宽激光机构设置于导丝头与前侧工件之间，测宽激光机构中的测宽激光发射器发射端朝向纤维，实现纤维宽度的实时测量并将测量结果反馈到控制系统，进一步根据展宽算出与设定值的误差来调整凸辊位置从而调节丝束宽度。本发明适用于浸润与缠绕一体的设备导丝头，可以根据缠绕件需求对纤维的宽度厚度进行设置，提高了缠绕件实现方案的灵活性。
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公开(公告)号：CN113878901A
公开(公告)日：2022-01-04
申请号：CN202111176148.7
申请日：2021-10-09
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明公开了一种桌面式小型化自动铺丝设备及其控制系统，其由外支撑架(1)、三轴平动平台(2)、送丝机构组件(3)、桌面铺放台(4)、铺丝头机构组件(5)和摇篮机构组件(6)组成。送丝机构可以维持纤维的张力，使得纤维不会从卷轴上散开。在铺丝过程中，送丝机构可以保证纤维进给速度与铺丝速度的匹配。铺丝头机构集成有剪切、加热和压辊的恒压，能够针对不同材料的性能调节合适的加热温度和铺放压力。本发明控制系统包括有多轴运动控制系统、控温系统和控压系统。本发明设备能够对中小型零件进行自动铺放成型。
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公开(公告)号：CN113878901B
公开(公告)日：2023-06-02
申请号：CN202111176148.7
申请日：2021-10-09
Applicant: 北京航空航天大学
Abstract: 本发明公开了一种桌面式小型化自动铺丝设备及其控制系统，其由外支撑架(1)、三轴平动平台(2)、送丝机构组件(3)、桌面铺放台(4)、铺丝头机构组件(5)和摇篮机构组件(6)组成。送丝机构可以维持纤维的张力，使得纤维不会从卷轴上散开。在铺丝过程中，送丝机构可以保证纤维进给速度与铺丝速度的匹配。铺丝头机构集成有剪切、加热和压辊的恒压，能够针对不同材料的性能调节合适的加热温度和铺放压力。本发明控制系统包括有多轴运动控制系统、控温系统和控压系统。本发明设备能够对中小型零件进行自动铺放成型。
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