1.一种基于环形编织的快速成形方法,其特征在于:采用环形编织机进行生产,该环形编织机包括六自由度机械手臂、芯轴、纱线、导向环、携纱器、大圆盘、控制器和电机;其包括如下工艺步骤:
1),使用Pro/E软件建立等比例的芯轴三维模型,并且与原实物芯轴匹配;再将芯轴三维模型另存为允许负值输出的ASCII码形式的stl格式文件;
2),将得到的stl格式文件载入到基于C#语言的软件中,针对该文件进行初始化参数设置,建立编织物材料数据库、编织机参数数据库、设计要求编织成型物结构参数数据库三组数据库,并且以xml文件形式保存;
3),初始化设置完成后需要进行纱线轨迹求解,具体步骤为:将得到的三组数据库使用反解法模块求解出加工过程中的所有有关机械设备输入的最优参数,并将这些参数以xml文件形式建立数据库;同时将这些参数的数据库使用到C#软件正解法模块中,将加工输入参数转化为最终编织成型物的结构参数,并且输出data格式文件和inp格式文件;将data文件导入后处理可视化tecplot软件中,查看是否与预期有出入,并且还可以改变tecplot软件中的宏定义,输出每一帧的图片使得能够在动画视频软件VirtualDub中制作更加直观的视频文件;将inp文件用于有限元软件abaqus中编织成型物几何模型的预处理;通过有限元力学分析检验仿真编织成型物的力学性能,直到检验结果满足设计要求为止;
4),将上述检验合格的加工过程中的所有有关机械设备输入的最优参数在基于C#语言的软件中转化为CNC控制代码,并将该代码植入到机械手臂自带的控制器中进行机械加工。
2.如权利要求1所述的基于环形编织的快速成形方法,其特征在于:所述步骤1)中,stl格式文件中弦高选项设置为最小值,角度控制选项设置为最大值。
3.如权利要求1所述的基于环形编织的快速成形方法,其特征在于:所述步骤2)中,所述编织物材料数据库包含以下数据:对于纱线截面形状,纱线表面摩擦因数,纱线线密度,纱线弯曲刚度,拉伸强度,拉伸模量,弯曲强度;对于树脂而言有树脂材料,树脂粘度,弯曲刚度,拉伸强度,拉伸模量,弯曲强度,冲击强度。
4.如权利要求1所述的基于环形编织的快速成形方法,其特征在于:所述步骤2)中,所述编织机参数数据库包含以下数据:导向环半径,大圆盘半径,携纱器数量,携纱器角速度输出范围,机械手臂输出卷取速度大小范围,导向环和大圆盘的可调距离范围。
5.如权利要求1所述的基于环形编织的快速成形方法,其特征在于:所述步骤2)中,所述设计要求编织成型物结构参数数据库包括编织成型物编织角、覆盖因子、厚度和纱线轨迹走向。
6.如权利要求1所述的基于环形编织的快速成形方法,其特征在于:所述六自由度机械手臂连接并能拉动芯轴;所述两组携纱器分别绕着大圆盘中心做顺时针和逆时针运动;
所述纱线固定在芯轴左端,纱线另一端分别缠绕在这两组携纱器上,并随携纱器转动而形成顺时针纱线和逆时针纱线;所述电机通过齿轮带动各携纱器;所述控制器连接并控制六自由度机械手臂运动。