1.一种基于等测地曲率曲线的自动铺带轨迹规划方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1.输入待铺放模具曲面的三维模型,预浸带宽度W,以及预浸带的铺放方向;
S2.选取模具曲面的一处边界,在该边界上设置多个预浸带铺放的起始点,使相邻铺放起始点在该模具曲面边界上的间距为W+s,其中s的单位为mm且s∈(0,1];
S3.分别沿步骤S2中设置的起始点构造测地线,直到测地线的轨迹抵达曲面的另一边界,测地线的方向与步骤S1中预浸带的铺放方向相同;
S4.以步骤S3中构造的测地线作为预浸带的拟定铺带轨迹,计算所有相邻预浸带之间的铺放间隙;若满足所有相邻预浸带之间的铺放间隙大于0mm且不超过2.5mm,则轨迹规划过程结束并以拟定铺带轨迹作为预浸带的铺带轨迹;若不满足则进入步骤S5对拟定铺带轨迹进行修正;
S5.选取一条步骤S4中位于模具曲面中部区域的拟定铺带轨迹标记为P0,利用等测地曲率轨迹分别对P0延伸方向左侧和延伸方向右侧的拟定铺带轨迹进行修正,直到满足所有相邻预浸带之间的铺放间隙大于0mm且不超过2.5mm;
S6.轨迹规划过程结束并以S5中优化后的拟定铺带轨迹轨迹作为预浸带的铺带轨迹。
2.根据权利要求1所述的一种基于等测地曲率曲线的自动铺带轨迹规划方法,其特征在于:所述相邻预浸带之间的铺放间隙的计算过程包括:a.确定拟定铺带轨迹的终止点,b.计算相邻拟定铺带轨迹终止点之间的间距,c.以步骤b中的间距减去预浸带宽度W得到相邻预浸带之间的铺放间隙。
3.根据权利要求1所述的一种基于等测地曲率曲线的自动铺带轨迹规划方法,其特征在于:所述步骤S5中选取拟定铺带轨迹标记为P0时,若拟定铺带轨迹数量为奇数,则选取位于模具曲面最中间的一条拟定铺带轨迹标记为P0;若拟定铺带轨迹数量为偶数,则选取位于模具曲面最中间的两条拟定铺带轨迹中的任一条标记为P0。
4.根据权利要求1或3所述的一种基于等测地曲率曲线的自动铺带轨迹规划方法,其特征在于,所述步骤S5中P0延伸方向左侧的拟定铺带轨迹的修正过程包括:
1)将P0延伸方向左侧的拟定铺带轨迹依次标记为P1L、P2L、P3L…,其中P1L为与P0左侧相邻的轨迹;
2)以P0为起点遍历P0左侧相邻拟定铺带轨迹间的间隙,若出现PnL,n∈[0,1,2....]与P(n+1)L之间的铺放间隙小于等于0mm或大于2.5mm,则保持P0…PnL不变;
3)对P(n+1)L进行修正,设定测地曲率kg的上界和下界,令Upper_bound=Δ1以及Lower_bound=Δ2;其中Δ1与Δ2为测地曲率kg的上界与下界的初始值;
4)令测地曲率 使P(n+1)L的测地曲率为kg构建等测地
曲率轨迹P(n+1)L';
5)计算PnL与P(n+1)L'之间预浸带的铺放间隙End_Gap;若End_Gap>2.5mm,则设置Upper_bound=kg;若End_Gap<1.5mm,则设置Lower_bound=kg;
6)重复上述步骤4)和步骤5),直到满足1.5mm≤End_Gap≤2.5mm为止,将最后得到的P(n+1)L'作为新的P(n+1)L;
7)将P(n+2)L、P(n+3)L…依次代入步骤3)到6)中完成对P0延伸方向左侧的拟定铺带轨迹的修正。
5.根据权利要求4所述的一种基于等测地曲率曲线的自动铺带轨迹规划方法,其特征在于:在步骤3)中设定测地曲率kg的上界与下界的初始值时,若PnL与P(n+1)L之间预浸带的铺放间隙小于等于零,则设定Δ1>Δ2=0,并且初始值Δ1需满足:当P(n+1)L′上测地曲率kg=Δ1时,PnL与P(n+1)L′之间的预浸带铺放间隙大于2.5mm;若PnL与P(n+1)L之间预浸带的铺放间隙大于2.5mm时,则设定Δ2<Δ1=0,并且初始值Δ1需满足:当P(n+1)L′上测地曲率kg=Δ2时,PnL与P(n+1)L′之间的预浸带铺放间隙小于等于零。
6.根据权利要求1或3所述的一种基于等测地曲率曲线的自动铺带轨迹规划方法,其特征在于,所述步骤S5中P0延伸方向右侧的拟定铺带轨迹的修正过程包括:
1)将P0延伸方向右侧的拟定铺带轨迹依次标记为P1R、P2R、P3R…,其中P1R为与P0右侧相邻的轨迹;
2)以P0为起点遍历P0右侧相邻拟定铺带轨迹间的间隙,若出现PnR,n∈[0,1,2....]与P(n+1)R之间的铺放间隙小于等于0mm或大于2.5mm,则保持P0…PnR不变;
3)对P(n+1)R进行修正,设定测地曲率kg的上界和下界,令Upper_bound=Δ1以及Lower_bound=Δ2;其中Δ1与Δ2为测地曲率kg的上界与下界的初始值;
4)令测地曲率 使P(n+1)R的测地曲率为kg构建等测地
曲率轨迹P(n+1)R′;
5)计算PnR与P(n+1)R′之间预浸带的铺放间隙End_Gap;若End_Gap>2.5mm,则设置Lower_bound=kg;若End_Gap<1.5mm,则设置Upper_bound=kg;
6)重复上述步骤4)和步骤5),直到满足1.5mm≤End_Gap≤2.5mm为止,将最后得到的P(n+1)R'作为新的P(n+1)R;
7)将P(n+2)R、P(n+3)R…依次代入步骤3)到6)中完成对P0延伸方向右侧的拟定铺带轨迹的修正。
7.根据权利要求6所述的一种基于等测地曲率曲线的自动铺带轨迹规划方法,其特征在于:在步骤3)中设定测地曲率kg的上界与下界的初始值时,若PnR与P(n+1)R之间预浸带的铺放间隙小于等于零,则设定Δ2<Δ1=0,并且初始值Δ2需满足:当P(n+1)L′上测地曲率kg=Δ2时,PnR与P(n+1)R′之间的预浸带铺放间隙大于2.5mm;若PnR与P(n+1)R之间预浸带的铺放间隙大于2.5mm时,则设定Δ1>Δ2=0,并且初始值Δ1需满足:当P(n+1)R′上测地曲率kg=Δ1时,PnR与P(n+1)R′之间的预浸带铺放间隙小于等于零。