(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210842710.3 (22)申请日 2022.07.18 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114996884 A (43)申请公布日 2022.09.02 (73)专利权人 成都飞机工业 （集团） 有限责任公 司 地址 610092 四川省成 都市青羊区黄田坝 纬一路88号 (72)发明人 章绍昆　隋少春　聂海平　谢林杉　 姜振喜　牟文平　孙琳　伍承旭　 但孝禹　 (74)专利代理 机构 成都君合集专利代理事务所 (普通合伙) 51228 专利代理师 尹新路 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G01B 21/22(2006.01)(56)对比文件 CN 10976 0338 A,2019.0 5.17 CN 112348233 A,2021.02.09 CN 112060630 A,2020.12.1 1 US 5770934 A,19 98.06.23 王显峰等.自动铺丝加工 轨迹姿态优化 算法 研究. 《玻璃钢/复合材 料》 .2018,(第08 期),第32 +37-42页. 邵忠喜等.纤维铺放设备机 械手臂末端运动 轨迹的后置处 理技术研究. 《宇 航学报》 .20 08,第 29卷(第06期),第2023 -2029页. 孟书云等.复杂曲面自动铺丝 轨迹规划算法 设计. 《中国机 械工程》 .2016,(第0 5期),第6 69- 673+679页. 连海涛.复合材 料铺放工艺实验 装备的设计 与实现. 《中国优秀硕士学位 论文全文数据库 工 程科技I辑》 .2014,(第6期),第B020 -128页. G Rousseau et al.Automated Fiber Placement Path Plan ning： A state-of-the- art-review. 《Computer Aided Design》 .2019, 第16卷(第2期),第172-20 3页. 审查员 严荣 (54)发明名称 一种自动铺丝设备旋转工装定位器运动角 度求解方法 (57)摘要 本发明涉及预浸丝束自动铺放成型技术领 域， 公开了一种自动 铺丝设备旋转工装定位器运 动角度求解方法， 采用法向优先角度和位置优先 角度来定义定位器的运动角度边界， 根据位置/ 法向优先权重计算定位器的运动角度初始解； 根 据定位器的运动角度初始解， 过程中运用固定位 置、 多项式插值、 线性插值、 动态求解四种求解策 略， 依次对定位器的运动角度解进行优化求解， 有助于定位器参数的合理设置， 有助于有效控制 铺丝头和工装的运动特性， 避免铺丝设备运动过 程的干涉， 提高铺丝设备的可达性、 灵活性和稳定性， 保障铺丝过程中运动的连续性、 光顺性、 稳 定性， 同时有助于提高铺丝效率和铺放质量。 权利要求书2页 说明书8页 附图6页 CN 114996884 B 2022.12.13 CN 114996884 B 1.一种自动铺丝设备旋转工装定位器运动角度求解方法， 用于自动铺丝设备在自动铺 丝轨迹后置处理过程中生成定位器的运动角度， 其特征在于， 先从铺丝路径上离散出包括 铺丝路径起点、 铺丝路径终点的N个轨迹点， 获取每个轨迹点对应的位置信息、 法向信息以 及铺丝路径长度， 并获取定位器初始位置信息； 接着设置定位器的起始角度、 终止角度、 位 置/法向优先权重， 并根据位置/法向优先权重计算定位器的运动角度初始解； 然后根据运 动角度初始 解依次通过固定位置策略、 多项式插值策略、 线性插值策略、 动态 求解策略求解 得到最终的定位器的运动角度； 所述方法包括以下 具体步骤： 步骤S1： 将铺丝路径离散为N个轨迹点， 获取每个轨迹点对应的位置信息、 法向信息以 及铺丝路径长度， N个轨迹点中包括铺丝路径起点和铺丝路径终点； 同时获取定位器初始 位 置信息； 步骤S2： 根据定位器初始位置信息、 铺丝路径起点的位置信息、 铺丝路径的法向信息、 铺丝路径终点的位置信息、 铺丝路径终点的法向信息， 设置定位器的起始角度、 终止角度、 位置/法向优先权 重， 计算定位器的运动角度初始解； 步骤S3： 根据定位器的运动角度初始解， 采用固定位置策略生成定位器的运动角度， 若 运动角度对于任意的轨 迹点可行， 则输出 该定位器的运动角度， 否则执 行步骤S4； 步骤S4： 根据定位器的运动角度初始解， 采用多项式插值策略生成定位器的运动角度， 若运动角度对于任意的轨 迹点可行， 则输出 该定位器的运动角度， 否则执 行步骤S5； 步骤S5： 根据定位器的运动角度初始解， 采用线性插值策略生成定位器的运动角度， 若 运动角度对于任意的轨 迹点可行， 则输出 该定位器的运动角度， 否则执 行步骤S6； 步骤S6： 根据定位器的运动角度初始解， 采用动态求解策略生成定位器的运动角度， 若 运动角度对于任意的轨迹点可行， 则输出该定位器的运动角度， 否则判定当前求解参数下 定位器的运动角度无 可行解， 结束； 其中： 轨迹点记为 ； i、 N均为整数， N≥2且i∈[0， N ‑1]。 2.根据权利要求1所述的一种自动铺丝设备旋转工装定位器运动角度求解方法， 其特 征在于， 通过调整位置/法向优先权重的值设置位置优先或法向优先两种计算定位器的运 动角度初始解的方式。 3.根据权利要求1述的一种自动铺丝设备旋转工装定位器运动角度求解方法， 其特征 在于， 所述步骤S2具体是指： 根据定位器初始位置信息、 铺丝路径起点的位置信息、 铺丝路 径起点的法向信息、 铺丝 路径终点的位置信息、 铺丝路径终点的法向信息， 设置定位器的起 始角度 、 终止角度 、 位置/法向优先权重 ； 逐点计算每个轨迹点处法向优先角度 和 位置优先角度 ； 再依据位置/法向优先权重 逐点计算每个轨迹点处定 位器的运动角度初 始解 。 4.根据权利要求3述的一种自动铺丝设备旋转工装定位器运动角度求解方法， 其特征 在于， 所述步骤S3具体是指： 根据 定位器的运动角度初始解 ， 采用固定位置策略生成定位权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114996884 B 2器的运动角度 ， 若运动角度 对于任意的轨迹 点 可行， 则运动角度 作为定位器的运动 角度最终解 输出， 否则执 行步骤S4。 5.根据权利要求3述的一种自动铺丝设备旋转工装定位器运动角度求解方法， 其特征 在于， 所述步骤S4具体是指： 根据定位器的运动角度初始解 中最小值 和最大值 采 用多项式插值策略生成定位器的运动角度 ， 若运动角度 对于任意的轨迹点 可行， 则 运动角度 作为定位器的运动角度最终解 输出， 否则执 行步骤S5 。 6.根据权利要求3述的一种自动铺丝设备旋转工装定位器运动角度求解方法， 其特征 在于， 所述步骤S5具体是指： 根据定位器 的运动角度初始解 中起点初始解 和终点初始 解 采用线性插值策略生成定位器的运动角度 ， 若运动角度 对于任意 的轨迹点 可行， 则运动角度 作为定位器的运动角度最终解 输出， 否则执 行步骤S6 。 7.根据权利要求3述的一种自动铺丝设备旋转工装定位器运动角度求解方法， 其特征 在于， 所述步骤S6具体是指： 根据 定位器的运动角度初始解 ， 采用动态求解策略生成定位 器的运动角度， 若定位器的运动角度初始 解 对于任意的轨迹点 可行， 则定位器的运动角 度初始解 直接作为定位器的运动角度最终解 输出， 否则判定当前求解参数下定位器的 运动角度无 可行解， 结束。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114996884 B 3