纤维铺放成型技术是在已有缠绕和自动铺放基础上发展起来的一种全自动成型制造技术,其复合材料纤维制品重量轻、表面光洁、质量稳定;铺放设备由计算机精确控制,通过重送、切断和铺放丝束,可以实现连续变角度铺放、局部加厚、铺层递降和开口铺层,表面适应性强,生产力高。本课题以实验室七自由度数控纤维铺放机为研究平台,首先开发基于Turbo PMAC的铺放机人机交互系统。利用LabVIEW编程软件的图形化控件和图形化框图通过调用PComm32 Pro动态链接库模块化设计了通讯初始化、控制卡设置、程序操作、手动调试、状态显示、查询及用户登录等功能。其次,对运动控制器后置处理程序进行了运动控制和丝束控制开发。依据轨迹规划、走刀路径和铺放工艺,按照G代码和M代码格式,通过重送电机编码器反馈铺丝长度,建立丝束控制标识,利用PLC后台循环实时检测功能,开发了运动控制代码模块和丝束控制代码模块。最后,对纤维铺放机铺放工作进行了研究,提出了自适应步长连续增角度自然延伸的铺放轨迹算法,运用UG/Open grip二次开发工具实现了规划路径;运用机器人逆运动学理论求解七坐标变量,利用MATLAB软件实现了七坐标变量求解工作;在七自由度纤维铺放机上进行了实验验证,证明了人机交互系统通讯良好,后置处理程序执行可靠,轨迹规划路径正确,坐标变量运动学逆解在变量范围内。