[发明专利]一种复合材料预制体织造过程中边棒自动放置装置及方法

说明书

本发明涉及一种复合材料织造过程中边棒自动放置装置及方法，属于复合材料、机械制造和计算机技术的交叉领域。本发明方法的步骤为：通过内窥镜采集纤维成环图像，利用图像处理算法分割出成环纤维的区域，并结合边缘追踪的方法精确提取成环纤维的质心坐标。内窥镜移动一定的距离，再次采集成环纤维图像并计算出质心坐标。根据三角形相似定律求出内窥镜中心到纤维环质心，边棒放置机构所需的移动距离。边棒放置机构移动到纤维环中心处穿过纤维环，并将边棒放置在纤维环中。本发明提出的复合材料预制体织造过程中的边棒自动放置装置及方法，可将边棒快速精准的放入到纤维环中，为复合材料预制体自动化织造提供了保障。

技术领域

本发明涉及一种复合材料预制体织造过程中边棒自动放置装置及方法，属于复合材料、机械制造与计算机技术的交叉技术领域。

背景技术

以连续纤维增强复合材料为代表的先进复合材料具有远高于钢铁材料的比刚度和比强度，此外还具有耐腐蚀、抗疲劳性能好以及可设计性强等优势，被广泛应用于运载火箭、卫星、风力发电、轨道交通等工业领域。长久以来，二维结构复合材料由于制作简单、成形工艺及设备成熟，是复合材料结构中应用最为广泛的结构之一。

三维结构复合材料在厚度方向引入增强体，解决了二维复合材料分层阻抗低、易脱层等问题，是目前先进复合材料研究的主要方向，其中针对三维结构复合材料的新工艺和新装备已成为目前研究的热点和难点。现有的三维结构复合材料制备工艺较为繁琐、织造周期长且人工干预较多，造成复合材料的成形性能不稳定；此外，在织造过程中，设备的自动化水平较低，工艺参数检测和调控方法还不成熟。

近年来，研究人员对碳纤维预制体的织造工艺及设备进行了研究，但在织造过程中存在人为干预多，织造效率低等问题。在织造针运动出导向阵列后，需要通过人工将边棒放置在纤维环内，放置边棒过程效率低，同时在放置边棒过程中由于人为操作失误，易造成纱线的断裂，严重影响织造效率。为了提高织造过程中的自动化水平，减少人工干预对预制体形状精度和成形质量的影响，提出了一种复合材料预制体织造过程中边棒自动放置装置及方法，代替人工将边棒放置在纤维环中，提高了织造过程中的自动化水平，为实现大型、复杂结构高性能复合材料构件的高精高效织造提供了技术支撑。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种复合材料预制体织造过程中边棒自动放置装置及方法，主要包括提供了一种复合材料预制体织造过程中边棒自动放置装置，在提供装置的基础上，提供了一种复合材料预制体织造过程中边棒自动放置方法，该方法是通过对纤维环质心坐标的提取，将导向杆的位置移动到纤维环质心处，导向杆穿过纤维环，并将边棒放入到纤维环中，从而实现了大型、复杂结构高性能复合材料预制体织造过程中边棒的自动放置，提高了预制体织造过程中的自动化程度，同时减少了人工干预对预制体形状精度和成形质量的影响，为预制体的高精高效织造奠定了基础。

本发明的技术方法如下：