教程

在创建您的第一个缠绕程序之前,提前准备好一些基本信息会很有帮助。程序向导(位于 Filament Winding > Programs > Add a new Program)已经内置了机器、芯模、导丝头和原材料的现成模板,这大大简化了初始设置工作。

为了更好地使用该向导,请提前准备好以下信息:

• 您机器上安装的人机界面(HMI)品牌及其轴的配置方式;
• 您将使用的芯模类型及其基本尺寸;
• 您机器所使用的带宽。

此界面是一个向导,用于根据现成模板创建芯模。

1) 名称

用于在列表和程序中标识此芯模的标签。好的示例应包含类型、直径和长度,例如"POLE Ø380-156 x 12500"。提前包含这些细节便于日后识别。

2) 模板

选择一个预配置的芯模模型,例如"POLE Ø380-156 X 12500MM"。选择后,系统会自动加载几何参数:形状/类型、起始和末端直径、总长度以及模板定义的其他尺寸。

在"模板"字段旁边,铅笔图标可编辑所选模板的尺寸,加号图标可创建新模板并保存为标准模板。

确定会根据所选模板创建芯模;取消会关闭向导且不保存。

在此编辑软件用于计算缠绕轨迹的芯模几何参数。

状态在芯模仍可编辑时显示为"草稿"。名称是列表和程序中显示的标签。格式决定所需的形状模型和尺寸,并相应更新示意图。

几何参数(通常标记为 D1–D4 和 L1–L3)直接输入到屏幕上显示的示意图中。常见字段包括:

• 基准点 — 用作计算中芯模定位"零点"的参考。
• 直径1 / 直径2 — 芯模的主要直径。对于锥形芯模,分别对应大端和小端;对于管状芯模,通常相等。
• 长度 — 用于缠绕的主体长度。
• 顶部轴长度 — 安装用轴/轴颈的长度。
• 底部轴直径 — 该安装轴的直径。
• 摩擦系数 — 缠绕模型使用的系数。

"格式"菜单提供三种形状:

• 锥形 — 沿长度方向从直径1渐变到直径2。
• 管状 — 直径恒定的圆柱体。
• 胶囊形 — 带有圆形或椭圆形两端的圆柱体。

与芯模一样,导丝头(payout eye)也是通过基于模板的向导创建的。

1) 名称

为其命名,该名称会显示在您的列表和程序中,理想情况下应注明滚轮类型、滚轮数量或机器型号,例如"Payout Eye 1 - 2 滚轮"。

2) 模板

选择一个预配置的导丝头模板(例如"PAY OUT")。这会自动加载其几何参数和偏移量、滚轮/导向配置、带宽限制以及默认角度或间隙值,具体取决于模板的定义方式。

此界面用于配置导丝头,以及软件用来计算厚度、间距和与芯模距离的规则。

1) 表头

状态显示可编辑状态(草稿),名称标识该导丝头。

2) 尺寸带列表

该查询表告诉系统,在给定的缠绕角度下应使用哪种带宽、材料、厚度和纤维根数。每一行包含角度(例如 15°、50°、65°、90°)、带宽、所用材料、预期层厚以及纤维根数,并配有编辑或删除行的图标以及添加新行的按钮。每次以匹配角度生成程序时,该表都会直接决定所使用的带宽、厚度和材料消耗量。

3) 距离规则

定义系统用于计算导丝头相对于芯模位置的规则。有三种选项可用:

• 粗纱长度 — 基于从导丝头到芯模表面的实际纤维路径长度;这是最贴近真实几何形状的选项,适用于锥形或胶囊形芯模。
• 与芯模的恒定距离 — 相对于芯模表面保持固定间距,并随局部半径变化自动调整;适用于机器需要始终与工件保持固定距离的情况。
• 与芯模中心轴的固定距离 — 相对于芯模中心线而非表面保持恒定距离;适用于以中心线为基准的机器。

4) 与芯模的距离

导丝头与芯模之间的间隔距离,会影响纤维路径几何形状、过渡处附近的角度精度以及防碰撞的安全间隙。

5) 横向偏移

导丝头相对于芯模中心线的横向偏移量。

6) 确定 / 取消

确定保存导丝头配置;取消放弃更改。

此界面是一个向导,根据模板创建机器配置文件,该模板定义了轴配置以及生成程序时使用的后处理行为。

1) 名称

输入一个能识别控制器品牌和轴组的名称,例如"Kollmorgen 4轴 FW"。

2) 模板

选择一个预配置的机器模板 — 选项通常包括 TexComputer、Kollmorgen(3轴或4轴)、Mach3 或 LinuxCNC 等控制器。机器模板定义了存在哪些轴、每个轴代表什么(例如芯模旋转、小车行走、进给、导丝头旋转)、它们的方向约定、单位和比例,以及该控制器的输出/后处理格式。

此页面用于配置机器的通用设置、轴的限制和速度,以及软件如何编写输出程序。

1) 通用字段

状态显示该配置文件的状态(测试期间为"草稿")。名称和描述用于标识该配置文件。生成的文件扩展名定义导出的文件类型(.nc、.tap、.txt、.pgm),需与您的控制器匹配。单位制在公制和英制之间切换,适用于所有尺寸和进给值。摩擦系数是轨迹模型使用的一个系数。

2) 轨迹分辨率

转向区点距离和测地线区点距离控制转向区和常规缠绕区中点的间距(从而影响平滑度与程序大小之间的权衡)。360度点数定义了芯模一整圈用多精细的方式表示。

3) 输出过滤/平滑

可选的 G 代码过滤器可以平滑生成的路径。相关设置包括用于减弱尖角的"平滑"系数、用于控制调整多少条相邻行的"编辑周围行",以及可将小的直线段合并以生成更精简程序的"减少直线运动中的行数"选项。

4) 速度/进给逻辑

纤维切向速度定义了用于计算进给值的目标表面速度。进给率计量单位必须与您控制器所期望的单位一致(例如 mm/min)。最小处理时间是一个安全参数,用于避免出现不切实际的极小时间步长。

5) 轴表

每一行定义轴的类型、最大速度、最小/最大限位、加速度和计量单位。在典型的四轴配置中:A 是芯模旋转,Y 是浸渍小车行走,X 是芯模进给距离,Z 是导丝头倾角。这些限位可确保生成的程序保持在机器的物理能力范围内。

6) 后处理器代码块

大段文本代码块共同组成最终的输出文件:包含芯模数据的表头注释、设定定位模式并打印循环摘要的循环表头、将重复循环分组的子程序及子程序调用代码块、页脚,以及显示所有代码块拼接顺序的编译预览。

此示例展示了程序文本实际上是如何由其各个代码块组装而成的:表头、子程序调用、运动行和页脚。

1) Head $C — 主表头

程序的前几行,通常是起始标记和程序编号(例如 O1000),随后是填充了芯模数值(如名称、底部直径、顶部直径和长度)的注释。

2) Head $PC — 循环表头

在每个缠绕循环开始前插入:一条汇总该循环角度、直径、序号、带宽、导丝头名称和粗纱长度的注释,随后是设定模式的指令,如 G90(绝对)、快速定位移动、G91(增量)和 G64(连续路径),如启用则还包括可选停止。

3) Group $PROGRAM — 子程序定义

定义将被重复执行的子程序主体,以子程序编号开始,并在运动行占位符之后以子程序结束指令(M99)结束。

4) Group $PA — 子程序调用

通过带有子程序编号和重复次数的 M98 调用,指示主程序执行该子程序指定的次数。

5) Cycle $PLA — 主运动行

缠绕增量步骤的核心多轴运动:旋转轴、横移轴、进给轴和倾角轴的增量值、一个进给速度(feedrate),以及末尾的调试注释,其中包含循环编号和每个轴的绝对位置。

6) 所有循环

启用后,后处理器会生成所有已定义的循环(该任务中角度、带宽和材料的所有组合),而不仅仅是一个。

7) Footer $PF — 主页脚

在最终的程序结束指令之前添加的可选代码块。

8) Compiled $C

预览列表,显示表头、循环表头、子程序、子程序调用、页脚等代码块以何种顺序拼接,以形成最终程序。

9) Footer $R — 程序结束

最终的结束指令,通常为 M30(程序结束并倒带),并带有特定于目标控制器的前缀格式。

程序表头

状态显示程序是"草稿"还是"已完成"。名称和描述用于标识程序,芯模用于选择计算和仿真所使用的几何形状。

机器 / 导丝头设置

一个专用面板定义程序的"编译器输入":可选的备注字段、机器配置文件、用于多导丝头配置的"多导丝头"选项、导丝头配置、材料配方、纤维根数,以及输出的 G 代码文件名。可选复选框包括多速度(可变速度逻辑)、端部增强(端部附近加强)、厚度缩放、锥形厚度和三维循环(三维可视化)。

层

程序的配方是一份层列表,每一层代表一次缠绕操作,包含注释、角度、可选的旋转反向、缠绕类型(例如螺旋缠绕)、起始位置、长度、厚度,以及自动计算的纤维根数。每层都可以设置进出斜坡和可选停止,按钮可用于添加、重新排序、编辑或删除层。每层还会报告局部材料消耗量,而整个程序则显示总消耗量。

层编辑器

打开某一层时会详细显示相同的字段 — 编译器信息、注释、角度、旋转、缠绕类型、位置、长度、厚度、纤维根数、斜坡和停止 — 此外还会针对该层显示厚度与长度关系图、各轴速度曲线,以及树脂、催化剂和粗纱消耗量的明细。