预浸带分切卷绕机张力控制研究

玻璃钢/复合材料 ›› 2016, Vol. 0 ›› Issue (5): 17-22.

预浸带分切卷绕机张力控制研究

朱腾飞,文立伟^*,肖军,蔡志强

南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016

收稿日期:2015-11-25 出版日期:2016-05-25 发布日期:2016-05-25
通讯作者: 文立伟(1970-),男,博士,副教授,主要从事复合材料自动铺放成型方面的研究。
作者简介:朱腾飞(1991-),男,硕士研究生,主要从事复合材料自动铺放成型方面的研究。
基金资助:
973项目(2014CB046501);江苏高校优势学科建设工程资助项目

RESEARCH ON TENSION CONTROL OF CARBON FIBERPREPREG CUTTING COILING MACHINE

ZHU Teng-fei, WEN Li-wei^*, XIAO Jun, CAI Zhi-qiang

College of Material Science and Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016, China

Received:2015-11-25 Online:2016-05-25 Published:2016-05-25

摘要/Abstract

摘要： 以自动铺丝机所需的预浸窄带作为研究背景,结合自行研制的16丝束预浸带分切卷绕机对卷绕张力开展研究,简要分析讨论了卷绕张力对预浸窄带分切质量、卷绕质量的影响。为了保证预浸窄带的分切质量与卷绕质量,区别于传统的PID控制算法,重点探讨分析了模糊PID算法在闭环控制系统中的应用,将其运用到卷绕张力的精确控制策略中,实现了小张力的精确控制。控制精度可达0.1N,满足预浸窄带的分切要求,保证了分切与卷绕质量,提高了铺丝质量。

关键词: 自动铺丝, 预浸带, 分切卷绕, 模糊PID, 张力控制

Abstract: On the background of the narrow prepregs used by AFP, combined with 16 tow cutting-coiling machine developed by ourself, we carried out the research on the coiling tension, and briefly analyzed and discussed the influence of the coiling tension on the cutting and coiling quality of the narrow prepregs. To ensure the cutting and coiling quality, being different from the traditional PID algorithm, we focused on the application of the fuzzy-PID on the closed-loop control system, which can achieve an accurate control in low tension applying on the accurate control strategy, the control precision can be achieved to 0.1 N, which meets the cutting requirement of the narrow prepregs, ensures the quality of the cutting and coiling and improves the wire laying quality.

Key words: automated fiber placement, prepregs, cutting coiling, fuzzy-PID, tension control

中图分类号:

TB332

朱腾飞,文立伟,肖军,蔡志强. 预浸带分切卷绕机张力控制研究[J]. 玻璃钢/复合材料, 2016, 0(5): 17-22.

ZHU Teng-fei, WEN Li-wei, XIAO Jun, CAI Zhi-qiang. RESEARCH ON TENSION CONTROL OF CARBON FIBERPREPREG CUTTING COILING MACHINE[J]. Fiber Reinforced Plastics/Composites, 2016, 0(5): 17-22.

参考文献

[1] 杨会芳, 李中凯, 金辉. 大型复合材料丝束铺放机关键部件结构分析[J]. 航空制造技术, 2010(22): 72-75.
[2] 张凤强. 纤维铺放设备中铺丝头的关键技术研究[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2011.
[3] 韩振宇, 邵忠喜, 路华, 等. 七自由度四丝束纤维铺放机及数控系统的开发[J]. 材料工程, 2009(S2): 211-215.
[4] 朱豪科, 秦宝荣, 孔维山, 等. 应用MATLAB对片基带分切机纵切刀架优化设计[J]. 轻机工程, 2012, 30(5): 51-54.
[5] 朱丽君. 复合材料自动铺丝技术中的路径计算[D]. 南京: 南京航空航天大学, 2010.
[6] 韩振宇, 李玥华, 富宏亚, 等. 锥壳零件自动铺丝变角度轨迹规划算法[J]. 计算机辅助设计与图形学学报, 2012,24(3): 400-405.
[7] 李俊斐. 基于结构设计的开孔曲面自调节铺丝轨迹规划算法研究[D]. 南京: 南京航空航天大学, 2010.
[8] 钱钧, 肖军. 构架式卫星接头自动铺丝仿真技术研究[D]. 南京: 南京航空航天大学.
[9] 段玉岗, 刘芬芬, 陈耀, 等. 纤维铺放压紧力及预浸料加热温度对复合材料力学性能的影响[J]. 复合材料学报, 2012(4): 148-156.
[10] 李勇, 肖军. 复合材料纤维铺放技术及其应用[J]. 纤维复合材料, 2002, 9(3): 39-41.
[11] 肖军, 李勇, 李建龙. 自动铺放技术在大型飞机复合材料结构件制造中的应用[J]. 航空制造技术, 2008, 1:50-53.
[12] 胡包钢, 应浩. 模糊PID控制技术研究发展回顾及其面临的若干重要问题[J]. 自动化学报, 2001, 27(4): 567-584.
[13] 孙天峰. 自动铺丝的铺放温度和张力控制研究[D]. 南京: 南京航空航天大学, 2014.
[14] 曾光奇, 胡均安, 王东, 等. 模糊控制理论与工程应用[M]. 武汉: 华中科技大学出版社, 2006: 56-106.
[15] 汤兵勇, 路林吉, 王文杰. 模糊控制理论与应用技术[M]. 北京: 清华大学出版社, 2002: 1-35.
[16] 党建武, 赵遮旭, 王阳萍. 模糊控制技术[M]. 北京: 中国铁道出版社, 2007: 114-129.