HedraCAM 針刺纏繞解決方案

針刺纏繞工藝

HedraCAM 針刺纏繞工藝包爲複合材料預製體機器人針刺成型與纖維纏繞提供完整離線編程方案。支持多軸聯動(最多7軸)、柔性分區路徑規劃、逐層針刺座標管理,從CAD模型導入、網格劃分、軌跡規劃到後置輸出全流程覆蓋,已成功應用於火箭發動機噴管、飛行器天線罩、剎車盤等高端複合材料預製體的針刺成型織造。

🔧 工藝包核心功能

CAD模型導入與網格劃分

支持導入step\Iges等主流三維格式生成的預製體CAD模型;內置網格劃分工具箱,通過模型表面分區、區域網格劃分,實現針刺點位置和位姿信息的順序提取,包含分割線工具、分割面工具、網格密度定義等完整工具集

針刺點快速批量提取

支持框選離散點(針刺點),快速選取編程點,批量提取離散點的位置和機器人位姿信息,自動生成順序加工代碼;針刺點按曲面法向自動生成位姿,確保刺針始終垂直於預製體表面

柔性分區針刺路徑規劃

適應各種外部軸運動情況,支持四種聯動模式:僅機器人運動、工作臺旋轉+機器人、工作臺直線+機器人、工作臺旋轉+直線+機器人全聯動;分區針刺時自動計算工作臺轉動角度θ或直線位移L,完成一區後自動切換至下一區

多軸外部軸聯動控制

支持最多3軸外部軸控制,包括迴轉工作臺旋轉軸、直線運動軸及多自由度組合軸;機器人與工作臺運動協調採用自適應優化方法,工作臺多軸運動之間及工作臺與機器人之間的相互作用關係自動建立

逐層針刺座標管理

每刺完一層後可方便更新新一層的針刺座標點,預留鋪層時間間隔;支持層間針刺步進量自動計算,根據預製體母線方向和環向方向自動生成逐層遞進的針刺軌跡

虛擬仿真與運動驗證

集成虛擬仿真功能,針刺氣缸運動動畫實時模擬;可驗證軌跡可達性、檢測奇異點和干涉點,確保生成的程序在實際設備上可靠運行,避免反覆現場調試

HedraCAM SMF 針刺工藝仿真 — 川崎機器人 + 迴轉工作臺 + 錐形預製體

🎯 技術難點與解決方案

迴轉體複雜曲面法向跟蹤

圓錐、類圓錐及異型迴轉預製體的曲面法向持續變化,HedraCAM自動計算每個針刺點位的法向量,確保刺針始終垂直於工件表面進入;針刺頭擺動軸自動補償角度偏移,實現任意曲面法向精準跟蹤

七軸聯動位姿合成

類迴轉預製體外形結構複雜,6關節機器人+旋轉工作臺的7軸聯動系統需精確協調各軸運動;HedraCAM自動求解各軸運動參數,迴轉工作臺旋轉步進量根據針刺點座標自動計算(θ=2arcsin(s/2R)),實現針刺點高效運動合成

機器人-PLC協同控制

針刺完成後機器人端發送布爾信號給PLC,PLC控制工作臺運動到位後再回傳信號給機器人啓動下一區針刺;HedraCAM生成的程序完全兼容此協同邏輯,支持M代碼和I/O信號配置

針刺-縫合雙工藝模式

同一軟件平臺同時支持針刺工藝(針刺時氣缸動、機器人不動)和縫合工藝(機器人帶動針刺頭沿軌跡運動),兩種模式自動切換,適應不同預製體的成型需求

小批量多品種柔性適配

針對航空航天領域小批量、多品種的預製體生產特點,無需更換硬件夾具,僅通過軟件參數調整即可適配不同形狀、尺寸的迴轉預製體;針刺步進量、針刺密度、分區數量等工藝參數靈活可調

開放COM/API二次開發平臺

提供完整的COM和API接口,支持二次開發:包括新機器人型號適配(川崎、庫卡、ABB、發那科、安川等)、新工作臺構型開發、新針刺頭組件集成、自定義工藝流程擴展

🏭 典型應用領域

航空航天

火箭發動機噴管擴散段、出口錐體、喉襯、飛行器天線罩、飛機剎車盤等碳/碳和碳/陶瓷複合材料預製體

國防軍工

高超聲速飛行器熱防護構件、導彈噴管、雷達罩等異型複合材料預製體

新能源裝備

風力葉片根部、儲能飛輪等迴轉結構複合材料預製體

工業製造

耐腐蝕管道內襯、高壓容器、傳動軸套等圓柱/圓錐形複合材料構件預製體

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