随着复合材料的兴起,纤维铺放技术及设备的研发得到迅速发展和应用。在对大型弱刚性构件进行铺放加工时,构件在自身重力和铺丝头的压力作用下容易造成弯曲变形,影响其表面加工质量和成型精度。为了减少构件的弯曲变形,需要增加一些辅助措施。本课题以小鹰500机身自动化铺放加工为研究背景,针对机身芯模刚性差,机身外形为凸曲面的特点,设计了一种适用于大型凸曲面构件旋转铺放成型的中间支撑系统。首先,本文对传统切削加工过程添加辅助支撑和叶片铺放成型“V”型支撑进行了介绍,分析了两类支撑装置的优缺点,结合机身结构特点,提出了一种适用于飞机机身铺放成型过程中的辅助支撑方案,即采用两支撑轮的两点支撑方案。其次,通过分析机身支撑截面形状和DXF图形存储特点,建立相应的几何模型,提出了一种适用于该支撑装置的支撑运动轨迹算法,并对算法进行了动态性能分析与动画仿真制作。再次,根据所提出的支撑方案和运动轨迹算法,结合机身芯模的几何特点,对支撑装置的机械结构做了详细的设计和选型计算,同时,根据有限元法思想,利用ANSYS Workbench软件对装置关键零部件做了静力学分析,验证了支撑装置刚度的可靠性。最后,为实现对所设计支撑装置的自动化控制,进行支撑控制系统研究。该支撑控制系统包括支撑轮运动控制系统和微机控制系统。微机控制系统负责信息监控、参数设置和操作;支撑轮运动控制系统负责控制两个支撑轮电机运行。本文以小鹰500机身作为成型构件,设计了一种基于纤维铺放设备的中间支撑装置和运动控制算法,通过对装置进行性能分析和运动仿真验证了算法的可行性。该装置和算法不仅适用于纤维铺放等增材制造方式,对于类似应用环境下的切削加工等减材制造方式同样适用,可推广应用于车铣复合加工等非圆凸曲面工件加工过程中的辅助支撑。