Коллективом Инжинирингового центра «Высокотемпреатурные композиционные материалы успешно реализован Грант Министерства инвестиций и инноваций Московской области

Михайловский К.В., Андреев В.Н., Перевезенцев В.А., Чесноков А.В., Тимофеев И.А.

Коллективом Инжинирингового центра "Высокотемпреатурные композиционные материалы" успешно реализован Грант Министерства инвестиций и инноваций Московской области по теме «Разработка автоматизированной системы перемещения оправки при контурном плетении изделий двойной кривизны и разработка программного обеспечения управления плетельной оснасткой», в рамках реализации Гранта решены следующие задачи:

1. Модернизирована плетельная оснастка для возможности изготовления изделий двойной кривизны, а именно:

Усовершенствованы узлы закрепления оправок (рис. 1), управляемое поперечное перемещение увеличено до 1100 мм (рис. 2). Для реализации рекомендаций имеющиеся управляемые перемещения дополнили узлом поворота оправки вокруг оси плетения и вокруг вертикальной плоскости. Изменения были необходимы для повышения маневренности опоры при подаче оправок с большой кривизной.

Рисунок 1 – Внешний вид модернизированного узла закрепления оправки

Рисунок 2 – Узел поперечного перемещения

Для задания управляемого поворота с рабочим углом 180^о, узлу закрепления оправок, на каретку поперечного перемещения, неподвижно закреплен зубчатый венец, а на верхнюю часть привод с ведущей шестерней (рис. 3).

Рисунок 3 – Узел поворота вокруг вертикальной оси

Узел поворота оправки в горизонтальной плоскости закреплен на поворотную часть узла стальной пластиной, толщиной 14 мм, на которой размещен подшипниковый узел фланцевый UCF 211, несущий привод с редуктором и трехкулачковый патрон. Привод не имеет ограничений по углу поворота и может использоваться вплоть для нанесения спиральной намотки на оправку (рис.4).

Рисунок 4 – Узел поворота в горизонтальной плоскости

2.            Разработана библиотека для программы Компас-3D, позволяющая генерировать твердотельную модель плетеной структуры с использованием API ПО Компас-3Д v.17.1 Результатом разработки ПО является подключаемая к Компас-3Д библиотека с заданной функциональностью. Открытый код написания прикладных библиотек в «Компас 3Д» позволил использовать графические возможности системы для тестирования разработанного математического аппарата и визуального отображения полученных результатов. Появилась возможность визуализировать и смоделировать процесс контурного плетения, в том числе многослойных (рис. 5), криволинейных (рис. 6) оправок, также оправок с изменяющейся формой сечения вдоль оси с пространственной кривизной (рис. 7). Полученные результаты моделирования могут быть сохранены в любом формате, поддерживаемом для экспорта программой Компас.

Рисунок 5 – Модель многослойной плетеной структуры

Рисунок 6 – Модель плетеного слоя на оправке двойной кривизны

Рисунок 7 – Модель плетеного слоя на комплексной оправке

Результаты моделирования плетеной структуры и заданные параметры сохраняются в файле модели (рис. 8).

Рисунок 8 - Диалоговое окно результатов построения модели

3.            Моделирование процесса позволяет рассчитать технологические параметры плетения, такие как скорость перемещения оправки, перемещение оправки по осям. Полученные данные используются при написании управляющей программы для плетельной машины. В рамках проекта изготовлены образцы изделий двойной кривизны (рис. 9) и с изменяющимся сечением (рис. 10).

Рисунок 9 – Процесс оплетения оправки с двойной кривизной

Рисунок 10 – Процесс оплетения комплексной оправки

С начала 2018 года на модернизированном оборудовании реализовано 2 проекта по изготовлению преформ из углеродной нити по КД заказчика - ОАО «Композит». Разработанное ПО активно используется при моделировании процессов плетения в Инжиниринговом центре.