比较由CNC技术和高速机器人技术制造的碳纤维复合材料构件表面粗糙度

比较由CNC技术和高速机器人技术制造的碳纤维复合材料构件表面粗糙度

碳纤维增强复合材料（CFRP）因为其良好的力学和物理性能正被广泛应用在航空领域中。碳纤维零件通常是采用模压或者是近净成形的，在某些应用中，如机翼和机身面板，仍然是采用修整、铣削和钻孔等手段使碳纤维材料零件达到其最终形状和尺寸。本文提出了一种试验方法来评价在不同试验条件下由CNC技术和高速机器人技术制造的碳纤维复合材料构件表面粗糙度。

比较了在两种制造工艺下获得的表面粗糙度的不同。结果表明，与高速机床制造结果相比，由高速机器人制造得到的轮廓曲线具有较大的轨迹偏差。轨迹偏离效应被折现后，在45°铺层方向上，通过高速机械修整获得的表面质量与数控机床加工得到的表面质量相近。此外，表面质量与铺层方向之间存在显著的相关关系，无论采用何种加工工艺和切削条件。无论什么加工过程，-〖45〗^°铺层方向都是表面粗糙度最差的情况，-〖45〗^°铺层方向的表面粗糙度是〖45〗^°铺层方向的表面粗糙度的4倍。试验结果还表明，切削条件对两个加工过程的表面质量都有显著影响。

对于表面粗糙度来说，采用高速机器人加工工艺代替数控机床（CNC）进行碳纤维零件的修形，获得几乎相同的表面质量和生产率显著地增长。

刊名：Robotics and Computer-Integrated Manufacturing（英）

刊期：2016年42期:63-72

作者：Mohamed Slamani

编译：陈若龙