复合材料构件自动铺带数控编程系统研究

3 铺放操作加工轨迹计算

　　根据预浸带在自动铺带头中切割、铺叠的不同实现形式，自动铺放有两种工作模式，分别为一步铺带法、两步铺带法。一步铺带法中铺带头集成了切割系统和铺叠系统，在铺放过程中完成预浸带的精密切割，即“边切边铺”。两步铺带法则将预浸带切割与铺放分离：在铺放前，先由下料机按所需带形完成预浸带的切割与排序，然后再由铺带机完成预浸带铺放，即“先切后铺”。

　　铺放操作主要实现工序分配（A工序与B工序）、铺放方式（单向与双向）、安全平面、进/退刀高度、进给速度、压力、最大步长、最大弓高与最大角度等信息的设置，并且能够对铺放顺序与铺放方向进行调整。

　　铺带编程中关键控制点为铺放数据点和切割数据点。铺带规划（自动铺带软件的CAD部分）生成每条铺带的中心线，铺放操作实现按照铺带中心线进行铺放的加工轨迹。

　　铺带中心线上相邻两点的步长、弓高与角度的示意图如图2所示。

　　（1）最大步长：相邻两点的直线距离的最大值，数学表达式为：

　　（2）最大弓高：相邻两点所夹的曲线段上的点到相邻两点所形成的直线的距离的最大值，数学表达式为：

　　（3）最大角度：相邻两点在曲线上的切向所形成的角度最大值，数学表达式为:

　　最大步长、最大弓高与最大角度，为求解铺放轨迹的离散点提供依据，要求求解的铺放轨迹任意相邻两点的步长、弓高与角度必须在最大步长、最大弓高与最大角度范围内。压辊可以快速地从当前位置移动到安全平面，进刀/退刀高度是铺放起始点沿法向方向上的距离。

　　根据设置的铺放工艺参数，结合CAA接口即可计算铺放轨迹离散数据点。计算铺放轨迹流程见图3。