复合材料卫星反射器机器人喷涂过程分析及工艺参数研究

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20210628.013

复合材料科学与工程 ›› 2021, Vol. 0 ›› Issue (6): 82-87.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20210628.013

复合材料卫星反射器机器人喷涂过程分析及工艺参数研究

谢钟清^1,2, 沈辉^1,2, 李朋欣^1,2, 张志斌^1,2, 钱志英^1,2, 郝旭峰^1,2

1.上海复合材料科技有限公司,上海 201112;
2.上海航天树脂基复合材料工程技术研究中心,上海 201112

收稿日期:2020-10-23 出版日期:2021-06-28 发布日期:2021-08-03
作者简介:谢钟清(1991-),男,硕士,工程师,主要从事复合材料预浸料及金属喷涂方面的研究,kent_tse@163.com。
基金资助:
国家重点研发计划变革性技术关键科学问题专项(2019YFA0708901);上海市科委科技创新行动项目(18DZ1113100)

ANALYSIS OF SPRAYING PROCESS AND STUDY ON TECHNOLOGICAL PARAMETERSDURING SPRAYING ON COMPOSITE SATELLITE REFLECTOR BY ROBOT

XIE Zhong-qing^1,2, SHEN Hui^1,2, LI Peng-xin^1,2, ZHANG Zhi-bin^1,2, QIAN Zhi-ying^1,2, HAO Xu-feng^1,2

1. Shanghai Composite Materials Science & Technology Co., Ltd., Shanghai 201112, China;
2. Shanghai Engineering Technology & Research Center ofAerospace Resin Based Composites, Shanghai 201112, China

Received:2020-10-23 Online:2021-06-28 Published:2021-08-03

摘要/Abstract

摘要： 使碳纤维复合材料反射器的表面金属化可以有效降低电磁波在反射器表面的能量消耗,采用机器人进行喷涂可以有效解决人工喷涂产品质量不稳定以及效率低下的问题。基于机器人的喷涂过程,分析了喷涂过程的影响因素:一是机器人轨迹,包含机器人行走路径模式和相邻行走路径的间距;二是喷枪单元参数,包含各路气压值、喷涂丝材的走丝速度、喷枪的行走速度以及喷枪距离基体表面的相对高度。以某反射器为基础,确定了合适的自动喷涂参数,制备了某含有金属涂层的复合材料卫星天线反射器,孔隙率检测结果为0.162%,粗糙度结果为Ra=1.417 μm,均优于常规要求,为后续的优化使用打下了基础。

关键词: 复合材料反射器, 机器人喷涂, 工艺参数, 轨迹分析

Abstract: Metallization on the surface of carbon fiber composite reflector can effectively reduce the energy consumption of electromagnetic wave on the surface of reflector, while robot spraying can effectively solve the problem of unstable quality and low efficiency of artificial spraying products. Based on the spraying process of the robot, the influencing factors of the spraying process have been analyzed. The first is the trajectory of the robot, including the walking path pattern of the robot and the distance between adjacent gun paths. The second is the parameters of the gun unit, including the air pressure, the speed of the spraying wire, the walking speed of the gun and the relative height of the gun from the base surface. Based on a reflector, the appropriate parameters of automatic spraying have been determined, and a composite satellite antenna reflector containing metal coating has been prepared. The porosity detection result is 0.162 %, and the roughness result is Ra 1.417 μm, both of which are better than the conventional requirements, laying a foundation for the subsequent optimization.

Key words: composite reflector; robot spraying; process parameters; path analysis

中图分类号:

TB332

谢钟清, 沈辉, 李朋欣, 张志斌, 钱志英, 郝旭峰. 复合材料卫星反射器机器人喷涂过程分析及工艺参数研究[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(6): 82-87.

XIE Zhong-qing, SHEN Hui, LI Peng-xin, ZHANG Zhi-bin, QIAN Zhi-ying, HAO Xu-feng. ANALYSIS OF SPRAYING PROCESS AND STUDY ON TECHNOLOGICAL PARAMETERSDURING SPRAYING ON COMPOSITE SATELLITE REFLECTOR BY ROBOT[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2021, 0(6): 82-87.

参考文献

[1] 殷永霞, 李皓鹏. 先进树脂基复合材料在中国航天器中的应用[J]. 航天返回与遥感, 2018(4): 101-108.
[2] 石文静, 高峰, 柴洪友. 复合材料在航天器结构中的应用与展望[J]. 宇航材料工艺, 2019(4): 1-6.
[3] 方芳. 先进复合材料在雷达上的应用[J]. 电子机械工程, 2013(1): 27-31.
[4] 房海军, 涂彬. 碳纤维复合材料卫星天线反射面型面精度稳定性分析[J]. 航天返回与遥感, 2017(1): 67-71.
[5] 周星驰, 周徐斌, 杜冬, 等. 碳纤维复合材料天线反射面低变形优化设计[J]. 航天器工程, 2018(1): 83-88.
[6] 方芳, 桂涛. 高精度碳纤维反射器制造技术[J]. 电子机械工程, 2012(5): 53-56.
[7] 陈红霞. 复合材料模具表面金属化技术研究[D]. 武汉: 武汉理工大学, 2007.
[8] WANG Q, SUN Q, ZHANG M X, et al. The influence of cold and detonation thermal spraying processes on the microstructure and properties of Al-based composite coatings on Mg alloy[J]. Surface & Coatings Technology, 2018, 352(25): 627-633.
[9] 隋胄君. 工业机器人在自动化控制中的应用[J]. 集成电路应用, 2020, 37(3): 112-113.
[10] 方克民. 工业机器人在自动化控制领域的应用[J]. 设备管理与维修, 2019(12): 182-184.
[11] 吴洪键, 刘敏, 邓思豪, 等. 涂层厚度数学模型的建立及喷涂轨迹间距优化[J]. 热加工工艺, 2017, 46(16): 128-132.
[12] 王慧琛, 杨成忠, 丁昱. 喷涂机器人喷涂均匀性的规划[J]. 工业控制计算机, 2015, 28(3): 25-26.
[13] 张绍亮. 氧乙炔火焰喷涂(焊)工艺及其应用[J]. 当代农机, 2011(7): 72-73.
[14] 丁述宇, 马国政, 陈书赢, 等. 热喷涂成形过程热量累积行为与温度控制研究现状[J]. 材料导报, 2019, 33(21): 3644-3653.
[15] 解芳, 张遥, 翟长生, 等. 高效稳定涂层预制备火焰喷涂枪的研制[J]. 机械设计与制造, 2019(1): 122-125, 129.
[16] 李君. 热喷涂技术应用与发展调研分析[D]. 长春: 吉林大学,2015.

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ANALYSIS OF SPRAYING PROCESS AND STUDY ON TECHNOLOGICAL PARAMETERSDURING SPRAYING ON COMPOSITE SATELLITE REFLECTOR BY ROBOT

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[1]	缑建杰, 杨扬, 陈代鑫, 邓晓春, 张鹏. 多因素作用下自动铺丝预浸料黏性变化规律[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(9): 38-45.
[2]	杨成, 朱立平, 刘延友, 程海霞, 郭居上. 针刺工艺对CFRP面内刚度的影响[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(6): 106-112.
[3]	梁宜楠, 杨睿, 王俊龙, 张博. 热塑性复合材料点阵铺放工艺对层间剪切强度的影响研究[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(10): 61-66.
[4]	王宇, 杨睿, 梁宜楠, 张一鸣. 原位冲压成型工艺参数对GFRTP黏度影响及优化研究[J]. 复合材料科学与工程, 2020, 0(10): 55-59.
[5]	张翠妙, 宋金梅, 刘朋, 毛雅赛. 一种解决厚壁拉挤型材端面裂纹的方法及其机理分析[J]. 玻璃钢/复合材料, 2019, 0(5): 71-76.
[6]	陈淑仙, 田秋实, 包正弢, 顾威. 不同修补工艺下的大厚度树脂基复合材料修补片热应力[J]. 玻璃钢/复合材料, 2018, 0(10): 39-46.
[7]	王从科, 董方旭, 赵付宝, 凡丽梅. 碳纤维树脂基复合材料内部缺陷X射线成像检测的仿真[J]. 玻璃钢/复合材料, 2017, 0(2): 82-87.
[8]	唐荣华, 杨旭静, 郑娟. 长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料热模压成型工艺的研究[J]. 玻璃钢/复合材料, 2016, 0(8): 62-67.
[9]	黄文宗, 孙容磊, 张鹏, 宋文娟. 预浸料的铺放适宜性评价(二)——铺覆性篇[J]. 复合材料科学与工程, 2013, 0(8): 3-8.
[10]	黄文宗, 孙容磊, 连海涛, 王庆友. 预浸料的铺放适宜性评价(一)———粘性篇[J]. 复合材料科学与工程, 2013, 0(6): 3-11.
[11]	耿杰, 李勇, 陈云雷, 肖军. 环氧树脂聚酰胺体系微波固化特性研究[J]. 复合材料科学与工程, 2013, 0(5): 7-13.
[12]	黄文宗, 孙容磊, 张鹏, 连海涛. 基于响应曲面法的自动铺放工艺参数分析与优化[J]. 复合材料科学与工程, 2013, 0(5): 37-44.
[13]	徐娟, 李建川, 彭建, 何凯. 固化工艺参数对复合材料帽形加筋壁板固化变形的影响研究[J]. 复合材料科学与工程, 2013, 0(4): 6-11.