[发明专利]一种螺旋面与回转体曲面相交生成铺丝角度参考线方法

说明书

本申请涉复合材料自动化制造技术领域，公开了一种螺旋面与回转体曲面相交生成铺丝角度参考线方法，首先创建以异形回转体复材构件的重心线作为为母线的螺旋面，生成的螺旋面与异形回转体复材构件曲面相交，得到异形回转体复材构件曲面表面螺旋缠绕的角度参考线，进而导入铺丝程序软件进行铺丝路径规划，最后完成回转体铺丝铺层的覆盖，直接生成加工程序后进行零件加工。本申请的铺丝角度参考线可以调整螺距，满足了工艺设计角度偏差以及铺丝软件生成丝束铺放路径及仿真需求，与传统创建角度参考线方法相比，极大提高了做螺旋缠绕角度参考线的效率和准确性，也不需要Catia二次开发编写程序实现自动化操作来解决这一问题。

技术领域

本发明涉及复合材料自动化制造技术领域，具体涉及一种螺旋面与回转体曲面相交生成铺丝角度参考线方法。

背景技术

复合材料自动化铺放技术，主要以自动铺带与自动铺丝技术为主，自动铺带技术主要适用于曲率变化小的大尺寸复材构件，对铺层角度铺放路径规划有一定要求，而适用于曲率变化大的自动铺丝技术对铺层角度路径轨迹规划要求则更高。对于异形回转体复材构件，沿回转体经线方向包络的回转的铺层角度参考线的创建尤为困难，它需要满足铺丝离线编程软件能生成铺放丝束要求，也需要满足回转的时候角度偏差的工艺要求，如果角度偏差大于设计偏差，则生成的铺放丝束不能满足工艺力学性能要求，如果角度线缠绕过于密集，则不可以生成铺放丝束，或者弯曲半径过大可铺性极差。因此对于该角度参考线的创建完成后，希望可以快速调整螺距，来满足丝束可铺覆性和角度偏差的工艺设计要求。

传统创建回转体纬线方向包络角度参考线方法如下：通过取重心线作为母线，在重心线上选取一系列的点，过每一点做与重心线在该点处的切矢相垂直的平面，平面与回转体构件表面相交得到M条的截交线，记为L1，L2， L3……Lm。有了这一系列截交线后，使用等分点将每一个截交线分成N等份，这样在每个截交线上就有N个等分点存在，如图1所示。第m条截交线上的点记为：P(m,1)，P(m,2)，P(m,3)……P(m,n)，取P(1,1)、P(2,2) )……P(n,n)、P(n+1,1)、P(n+2,2)……直到第m条截交线上的点使用样条线，将这些点连接、拟合成样条线，即为纬线方向包络角度参考线，如图2 所示。这种传统方法在创建截交线、等分点等操作时，比较耗时、繁琐，工作量大，必须采用二次开发编写程序实现自动化操作来解决这一问题。

因此，需要一种方法来创建沿回转体纬线方向包络的回转的铺丝角度参考线，其目标为方便简易的调整参考线包络回转的密集程度来控制螺旋的螺距大小，并且又能满足该铺层角度偏差要求。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的问题和不足，本发明提供了一种基于 CatiaV5软件创建螺旋面与异形回转体曲面相交生成铺丝角度参考线轨迹规划的方法。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种螺旋面与回转体曲面相交生成铺丝角度参考线方法，具体包括以下步骤：

A、创建重心线；

B、以重心线为母线创建螺旋面；

C、生成的螺旋面与异形回转体复材构件曲面相交，得到异形回转体复材构件曲面表面螺旋缠绕的角度参考线。

进一步地，所述步骤A中，创建重心线的具体方法如下：

首先创建曲面经线，将每条经线同等的分成N等分，连接各个等分点形成纬线方向的环，将环填充成面与异形回转体相交，得到异形回转体曲面上的完整的环，通过Catia测量工具对环的几何面创建重心点，形成点集合，然后连接重心点即得到异形回转体的重心线。

进一步地，所述步骤B中，以重心线为母线创建螺旋面的具体方法如下：

基于Catia螺旋面与异形回转体曲面相交生成铺丝角度参考线轨迹规划方法，其螺旋线的方程可表示为