复合材料自动铺放CADCAM软件技术
材料加工CAD_CAM基础及应用第05章 材料加工CADCAM系统开发通用技术
基于通用CAD软件的商品化模具CAD系统
• UG NX
– MW（Mold Wizard）：注塑模设计 – PDW(Progressive Die Wizard): 级进模设计 • Pro/E: – EMX(Expert Moldbase Extension): 注塑模设计 – Pro/ MoldDesign: 模具设计 • SolidWorks： – IMOLD: 注塑模设计 – 3D QuickPress: 级进模设计 • CATIA： – MTD(Mold Tooling Design): 模具设计
之间的接口。
•(3)功能描述
–描述系统的功能细节、功能之间及功能与数据之间的关系。
•(4)质量评审要求
–规定软件功能和性能的正式确认需求和测试限值。
2.系统设计
• 系统设计方法
– 系统流程图
• 表达系统的执行过程、输入、输出操作、数据的流向。 • 无法表示系统结构和模块功能，无法评价系统是否符合用户的逻辑要求，无法知道 系统的大小及是否易于维护和修改
• UG NX二次开发辅助模块 – UG/OPEN Manuscript
• 菜单脚本语言。
– UG/OPEN UIStyler
• 用户界面开发工具。
5.1.2 Pro/E平台的二次开发
Pro/TOOLKIT用户开发工具箱
使用C语言进行二次开发。 采用面向对象的程序架构。
对象（Object）
行为（Action）
每个C函数完成一个特定类型对象的某个行为
函数命名约定：
Pro+对象的名字+行为的名字
5.1.3 SolidWorks平台的二次开发
标准的Windows开发方式
先进复合材料主要制造工艺和专用设备
先进复合材料主要制造工艺和专用设备中国航空工业第一集团公司科技发展部 郝建伟中国航空工业发展研究中心 陈亚莉先进复合材料具有轻质、高强度、高模量、抗疲劳、耐腐蚀、可设计、成型工艺性好和成本低等特点，是理想的航空结构材料，在航空产品上得到了广泛应用，已成为新一代飞机机体的主体结构材料。
复合材料先进技术的成熟使其性能最优和低成本成为可能，从而大大推动了复合材料在飞机上的应用。
一些大的飞机制造商在飞机设计制造中，正逐步减少传统金属加工的比例，优先发展复合材料制造。
本文旨在介绍在复合材料制造过程中所涉及到的主要工艺和先进专用设备。
复合材料在飞机上的应用随着复合材料制造技术的发展，复合材料在飞机上的用量和应用部位已经成为衡量飞机结构先进性的重要标志之一。
复合材料在飞机上的应用趋势有如下几点：（1）复合材料在飞机上的用量日益增多。
复合材料的用量通常用其所占飞机机体结构重量的百分比来表示，世界上各大航空制造公司在复合材料用量方面都呈现增长的趋势。
最有代表性的是空客公司的A380客机和后续的A350飞机以及波音公司的B787飞机。
A380上复合材料用量约30t。
B787复合材料用量达到50%。
而A350飞机复合材料用量更是达到了创纪录的52%。
复合材料在军机和直升机上的用量也有同样的增长趋势，近几年得到迅速发展的无人机更是将复合材料用量推向更高水平。
（2）应用部位由次承力结构向主承力结构发展。
最初采用复合材料制造的是飞机的舱门、整流罩、安定面等次承力结构。
目前，复合材料已经广泛应用于机身、机翼等主承力结构。
主承载部位大量应用复合材料使飞机的性能得到大幅度提升，由此带来的经济效益非常显著，也推动了复合材料的发展。
（3）在复杂外形结构上的应用愈来愈广泛。
飞机上用复合材料制造的复杂曲面制件也越来越多，如A380和B787飞机上的机身段，球面后压力隔框等，均采用纤维铺放技术和树脂膜渗透（RFI）工艺制造。
（4）复合材料构件的复杂性大幅度增加，大型整体、共固化成型成为主流。
《CADCAM软件技术应用CAA》教学讲义教案
《CADCAM软件技术应用CAA》教学讲义教案一、教学内容本节课选自《CADCAM软件技术应用》CAA章节，主要详细内容包括CAA软件的基本操作、二维图形绘制、三维建模、装配与动画、工程图输出等。
二、教学目标1. 让学生掌握CAA软件的基本操作，能熟练使用软件进行二维图形绘制。
2. 让学生学会利用CAA软件进行三维建模，并了解装配与动画的制作方法。
3. 培养学生运用CAA软件进行工程图输出的能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点：CAA软件的三维建模与装配动画制作。
2. 教学重点：CAA软件的基本操作、二维图形绘制、工程图输出。
四、教具与学具准备1. 教具：计算机、投影仪、白板。
2. 学具：装有CAA软件的计算机、教材、笔记本。
五、教学过程1. 导入：通过展示实际工程案例，引出本节课的主题，激发学生学习兴趣。
细节：展示一个利用CAA软件设计的机械零件，让学生了解软件在实际工程中的应用。
2. 知识讲解：（1）基本操作a. 界面介绍b. 常用工具栏及功能介绍（2）二维图形绘制a. 点、线、圆等基本图形绘制b. 图形编辑与修改（3）三维建模a. 基本几何体创建b. 曲面建模c. 实体建模（4）装配与动画a. 零部件装配b. 动画制作与演示（5）工程图输出a. 视图创建与布局b. 尺寸标注与注释3. 实践操作：（1）教师演示：以一个简单的实例，展示二维图形绘制、三维建模、装配与动画制作、工程图输出等操作。
（2）学生练习：学生在计算机上跟随教师步骤，完成一个相同实例的操作。
4. 随堂练习：（1）绘制一个简单的二维图形。
（2）创建一个三维模型。
（3）完成一个简单的装配与动画制作。
（4）输出一个工程图。
六、板书设计1. 二维图形绘制步骤2. 三维建模方法3. 装配与动画制作流程4. 工程图输出要点七、作业设计1. 作业题目：（1）绘制一个复杂的二维图形。
（2）创建一个具有实际意义的三维模型。
（3）完成一个简单的装配与动画制作，并输出工程图。
CADCAM技术
CADCAM技术第一篇：CADCAM技术1.CAD/CAM技术是以计算机、外围设备及其系统软件为基础，综合计算机科学与工程、计算机几何、机械设计、机械加工工艺、人机工程、控制理论电子科技学科等知识，以工程应用为对象，实现包括二维绘图设计、三维几何造型设计、工程计算分析与优化设计、数控加工编程、仿真模拟、信息存储与管理等相关功能。
2.广义、狭义CAD/CAM技术【广义CAD/CAM技术】是指利用计算机辅助技术进行产品设计与制造的整个过程及与之直接或者间接的活动【狭义CAD/CAM技术】是指利用CAD/CAM系统进行产品的造型、计算分析和数控程序的编制。
.CAD/CAM系统主要有有关的硬件系统和相应的软件系统构成，硬件系统主要有计算机及其外围设备组成，包括主机，存储器，输入输出设备，网络通信设备以及生产加工设备登；软件系统包括系统软件，支撑和应用软件。
4.CAD/CAM系统分类①根据使用的支撑软件的规模大小【CAD系统,CAM系统，CAD/CAM集成系统】②根据CAD/CAM系统使用的计算机硬件及其信息处理方式【主机系统，工程工作站系统，微机系统】③根据CAD/CAM系统是否使用计算机网络【单机系统，网络化系统】5．【输入设备】键盘，鼠标，光笔，数字化仪，图形输入板，触摸屏，扫描输入设备【输出设备】显示器，打印机，绘图机，生产系统设备【网络设备】服务器，工作站，网卡，通信电缆，集线器，中继器，网桥，路由器，网关【应用软件】在系统软件的基础上，针对某一专用领域的需要而研制的软件 6．计算机图形学计算机图形学是利用计算机系统产生，操作，处理图形对象的学科，图形对象可能是矢量图形也可能是点阵图形图形生成技术与算法【线段】DDA法、Brcsenham法，逐点比较法【圆弧】DDA法、逐点比较法、正负法【区域填充】简单递归填充算法、扫描区域填充法【自由曲线和曲面插值】曲线或曲面的拟合、曲线或曲面的插值7．几何建模几何建模就是以计算机能够理解的方式，对几何实体进行确切的定义，赋予一定的数学描述，再以一定的数据结构形式对所定义的几何实体加以描述，从而在计算机内部构造一个实体的模型。
2024年《CADCAM软件技术应用CAA》教学讲义教案
2024年《CADCAM软件技术应用CAA》教学讲义教案一、教学内容本讲义基于2024年《CADCAM软件技术应用》CAA课程，主要涉及教材第四章“CADCAM软件的曲面设计与加工”内容。
详细内容包括曲面设计基本原理、曲面建模方法、曲面加工策略以及CADCAM软件在实际工程中的应用案例。
二、教学目标1. 理解曲面设计的基本原理，掌握曲面建模方法。
2. 学会运用CADCAM软件进行曲面加工编程，提高加工精度和效率。
3. 培养学生的实际操作能力，使其能够将CADCAM技术应用于工程实践。
三、教学难点与重点1. 教学难点：曲面建模方法的选择与应用、曲面加工策略的制定。
2. 教学重点：CADCAM软件在曲面设计与加工中的实际应用。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体教学设备、投影仪、黑板、粉笔。
2. 学具：计算机、CADCAM软件、教材、笔记本、文具。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）利用多媒体展示实际工程中的曲面设计案例，引导学生思考曲面设计在实际工程中的应用。
2. 理论讲解（15分钟）讲解曲面设计基本原理、曲面建模方法、曲面加工策略等理论知识。
3. 例题讲解（20分钟）结合教材例题，详细讲解曲面建模和加工的操作步骤，强调注意事项。
4. 随堂练习（20分钟）布置随堂练习，让学生运用CADCAM软件进行曲面建模和加工操作，巩固所学知识。
5. 互动讨论（10分钟）六、板书设计1. 曲面设计基本原理2. 曲面建模方法参数化曲面非参数化曲面3. 曲面加工策略粗加工精加工4. CADCAM软件应用案例七、作业设计1. 作业题目：利用CADCAM软件完成一个简单的曲面设计与加工任务。
2. 答案：曲面建模和加工操作步骤，具体可根据学生实际完成情况进行评分。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：鼓励学生课后深入了解曲面设计与加工技术在其他领域的应用，提高学生的创新能力。
重点和难点解析1. 教学难点与重点的确定2. 例题讲解的详细程度3. 随堂练习的设计与实施4. 作业设计的内容与答案5. 课后反思及拓展延伸的深度一、教学难点与重点的确定参数化曲面与非参数化曲面的区别和适用场景。
机械制造中的CADCAM技术
机械制造中的CADCAM技术CADCAM技术，即计算机辅助设计与计算机辅助制造技术，是一种将计算机科学与机械制造工艺相结合的技术。
它在机械制造领域起到了重要的作用，极大地提高了机械制造的效率与精度。
本文将从CADCAM技术的基本原理、应用案例以及发展前景等方面进行论述。
一、CADCAM技术的基本原理CADCAM技术的基本原理是通过计算机软件和硬件的协同作用，将产品设计和制造加工过程进行数字化的集成。
具体而言，CADCAM 技术包括了计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）两个方面。
CAD是指利用计算机软件辅助进行产品设计的过程。
通过CAD技术，设计人员可以通过三维建模、可视化和虚拟仿真等功能，快速、准确地完成产品设计。
CAD技术不仅可以提高设计效率，还可以进行产品优化，节省材料和成本。
CAM是指利用计算机控制机床进行加工制造的过程。
通过CAM技术，设计好的产品模型可以直接转换为机床的加工程序，并通过数控设备实现自动加工。
CAM技术的应用可以减少人为因素的干扰，提高加工精度，降低制造成本。
二、CADCAM技术在机械制造中的应用案例1. 零部件设计与制造：CADCAM技术可以帮助设计人员快速完成产品零部件的设计。
例如，在汽车制造中，工程师可以使用CAD软件设计发动机、轮胎等零部件，然后通过CAM技术将设计好的模型转化为数控机床的加工代码，实现自动化生产。
2. 刀具路径优化：在数控机床的加工过程中，CADCAM技术可以通过优化刀具路径，实现更高效、更精准的加工。
它可以考虑到机床的运动特性、材料的物理特性等因素，从而最大限度地提高加工效率和质量。
3. 工艺规划与模拟：CADCAM技术可以对整个制造过程进行数字化模拟和可视化展示。
通过模拟，制造商可以在实际加工前预先规划工艺流程，并进行工艺参数的调整和优化，以降低生产中的风险和成本。
三、CADCAM技术的发展前景随着信息技术的飞速发展，CADCAM技术也在不断演进和创新。
复合材料自动铺丝计算机辅助设计软件的设计与应用
复合材料自动铺丝计算机辅助设计软件的设计与应用复合材料自动铺丝计算机辅助设计软件的设计与应用摘要：随着科技的发展和工业制造的进步，复合材料在航空、汽车、船舶等领域的应用越来越广泛。
本文设计了一款复合材料自动铺丝计算机辅助设计软件，并探讨了该软件在航空领域的应用案例。
软件具备自动优化铺丝路径的功能，提高了铺丝效率和质量，为航空工程师和设计师提供了便利。
关键词：复合材料；自动铺丝；计算机辅助设计；软件1. 引言复合材料在航空航天领域的应用越来越广泛，因为它具有高强度、轻质和耐腐蚀性等优点。
在飞机制造过程中，铺丝是一项重要的工艺，在复材的制造过程中扮演着至关重要的角色。
然而，传统的手工铺丝方式效率低下，无法满足大规模生产的需求。
因此，本文将设计一款复合材料自动铺丝计算机辅助设计软件，旨在提高铺丝效率和质量，为航空工程师和设计师提供便利。
2. 设计方法本软件采用了自适应遗传算法和机器学习方法。
首先，通过遗传算法对铺丝路径进行优化。
遗传算法模拟了自然界中的生物进化过程，通过选择、交叉和变异的操作，不断优化铺丝路径。
然后，通过机器学习算法，提高铺丝的准确性。
机器学习模型通过学习大量的铺丝数据，提高了软件的智能化程度。
3. 软件功能本软件具有以下主要功能：(1) 自动铺丝路径生成：根据设计要求和复材的特性，软件能够自动生成最优的铺丝路径，提高铺丝效率和质量。
(2) 工艺模拟：软件能够模拟复材的不同特性和材料的变化情况，为工程师提供了参考和决策依据。
(3) 优化算法：软件采用了自适应遗传算法，能够自动优化铺丝路径，提高了铺丝效率。
(4) 界面友好：软件界面简洁直观，易于操作和使用。
4. 应用案例本软件已成功应用于某型号客机的复合材料铺丝工艺中。
航空工程师使用该软件生成了最优的铺丝路径，并对路径进行了仿真模拟。
通过软件的帮助，工程师发现了一些潜在的问题并进行了修正，确保了复材在飞行过程中的安全性和稳定性。
5. 结果与讨论与传统的手工铺丝相比，本软件在铺丝效率和质量上都取得了显著的改进。
《CADCAM软件技术应用CAA》教学讲义优质教案
《CADCAM软件技术应用CAA》教学讲义优质教案一、教学内容二、教学目标1. 了解并掌握CAA的基本原理及其在工业设计中的应用；2. 学会使用CADCAM软件进行CAA操作，并能够独立完成装配任务；3. 培养学生运用CADCAM软件解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点教学难点：CAA在实际案例中的应用，以及操作过程中的注意事项。
教学重点：CAA的基本原理和操作步骤。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体教学设备、PPT课件、案例图纸等；2. 学具：计算机、CADCAM软件、绘图板等。
五、教学过程1. 导入新课：通过展示实际工业产品装配过程，引发学生对CAA 的兴趣，引入本节课的学习内容；2. 理论知识讲解：a. 讲解CAA的基本原理；b. 介绍CAA的操作步骤；c. 分析CAA在实际案例中的应用；3. 案例演示：通过实际操作演示，让学生了解CAA的操作流程；4. 学生随堂练习：布置一道简单的装配任务，让学生自主操作，巩固所学知识；5. 例题讲解：针对练习中出现的典型问题，进行详细讲解；六、板书设计1. 《CADCAM软件技术应用——CAA》2. 主要内容：a. CAA基本原理；b. CAA操作步骤；c. CAA在实际案例中的应用；d. 随堂练习及注意事项。
七、作业设计1. 作业题目：根据所学知识，完成一道中等难度的装配任务，并提交装配图；2. 答案：见附件。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课结束后，教师应认真反思教学效果，针对学生的掌握情况，调整教学方法；2. 拓展延伸：引导学生课后关注CADCAM软件的其他功能，提高综合运用能力。
本教案旨在通过严谨的教学过程，使学生掌握CAA的相关知识，提高实际操作能力，为今后的学习和工作打下坚实基础。
在实际教学过程中，教师可根据实际情况灵活调整教学内容和教学方法，以达到最佳教学效果。
重点和难点解析1. 教学难点与重点的确定；2. 教学过程中的案例演示和随堂练习；3. 作业设计；4. 课后反思及拓展延伸。
CAD CAM 技术 第2版 教学课件 第八章
二、人工设计装配工艺的主要工作
(1)审查资料、了解产品结构 (2)分析技术要求
了解产品装配的技术要求和检查验收方法，并分析装配中有哪些关键技术 问题，制定相应的技术措施。 (3)确定装配顺序
对于较为复杂的产品，工艺人员总是把整个产品分为若干部件，然后把各 个部件再进一步分为若干组件。 (4)编制装配工艺文件
第三节 装配工艺的自动生成
一、装配顺序决策 (一)装配顺序决策的方法
装配顺序的确定是装配工艺设计中最重要而 又最困难的问题，它的影响因素很多，同时又 缺乏相应的理论支持，目前在很大程度上取决 于人的经验。装配顺序生成是一个综合性的问 题，其中不仅涉及到几何的、技术的、机械的 问题，还存在一些模糊经验知识的应用。
2. CAAPP系统的实现方法
图8-5 检索式装配工艺设计的结构组成
第二节 装配信息描述方法及工艺知识库
一、装配信息描述方法
(一)装配信息描述的总体要求
装配信息描述与输入是设计装配工艺的前 提，也是一个困难的问题。事实上，它所面 临的问题，比一般零件加工CAPP面临的信 息输入问题难度更大。一个合理的描述方法 将对装配工艺设计系统的性能产生重要影响。
(二)装配信息描述的方法
图8-8 箱孔直径对装配顺序影响示意
图8-9 轴的最大直径对装配 顺序的影响
图8-10 轴的表面特征对装配 顺序的影响
二、装配工艺知识库技术
1.装配工艺知识库中的知识的组织及分类
为了建立装配工艺知识库，首先要搜集 整理装配工艺设计知识，并进行抽象化和提 取工作，确定将其中一定适应性和扩充性的 部分作为装配工艺设计知识，由这些知识所 构成的装配工艺设计知识库具有兼容性与扩 充性。
图8-19 基于网络的可视化装配的功能框图
复合材料自动铺丝技术研究进展
复合材料自动铺丝技术研究进展The Research Progress of Automated Fiber Placement Technology for Composites摘要：复合材料自动铺丝技术是在航空航天工业发展起来的一种“低成本，高性能”的先进复合材料自动化制造技术。
自动铺丝技术在降低复合材料构件制造成本，提高生产效率和构件性能等方面具有极大的潜力，得到工业发达国家的高度重视。
本文对自动铺丝的原理、特点、CAD/CAM核心技术以及自动铺丝技术的国内外发展历程与应用进行了全面的介绍，最后展望了自动铺丝的发展前景。
关键词：复合材料，自动铺丝，CAD/CAMAbstract：Automated Fiber Placement is a sort of automated manufacture technology which was raised first at the field of aeronautics and astronautics, and through it, thelow-cost and high-quality advanced composite material can be produced. Automated Fiber Placement has great potential in reducing manufacturing costs, improving efficiency and function, gaining much attention of industrial development countries. In this paper, the principle and characteristic of Automated Fiber Placement, the core technology of CAD/CAM, the domestic and foreign development process and application of Automated Fiber Placement is fully discussed. Finally, the development outlook of Automated Fiber Placement is prospected.Key words: composite materials, Automated Fiber Placement, CAD/CAM1.引言复合材料是指由两种或两种以上具有不同物理、化学性质的材料，以微观、介观或宏观等不同的结构尺度与层次，经过复杂的空间组合而形成的一种多相固体材料[1]。
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复合材料构件手工成型时，根据铺放形面特征和预浸带宽度经剪裁后通过手工铺叠到模具表面完成复合材料构件的成型制造，其生产效率低、废料率高、产品质量也难以保证。
自动铺放技术（包括自动铺带技术和自动铺丝技术）利用专用铺放设备，采用数控技术，实现了铺叠的自动化和预浸带剪裁的自动化，突破了大型复合材料构件手工成型难以克服的瓶颈，具有高效、高质、高精度和高可靠性的优点，已广泛应用于大型飞机、运载火箭等各类航空航天飞行器中多种结构部件的制造，成为发达国家航空航天工业领域中大型复合材料构件的典型制造工艺（如图1所示）。
方向性要求：纤维铺放方向必须满足复合材料结构铺层设计方向。
复合材料既是一种材料也是一种结构，其突出优点之一是性能的可设计性，不同的铺层方向与铺层形式可以形成不同性能的复合材料。
因此，按结构工艺设计要求的纤维方向进行铺放是实现结构设计要求的基础，也是设计铺放轨迹规划算法的基本准则。
可铺性要求：铺放过程中预浸料不褶皱、不撕裂。
自动铺放技术采用一定宽度的预浸带：自动铺带技术采用75/150/300mm等3种宽度的预浸带，自动铺丝技术采用3.2/6.4/12.7mm 等3种宽度的窄带。
预浸带可变形范围很小，复杂曲面铺叠时只能沿特定的轨迹，否则会导致褶皱或撕裂，继而影响构件的铺放质量，甚至导致铺放过程无法顺利进行（如图2所示）。
在复杂曲面构件自动铺放轨迹规划时，其算法必须根据构件曲面外形综合考虑预浸帯在铺放过程中的变形因素。
间隙质量要求：单层铺放时满足间隙容差设计要求，满覆盖、不重叠。
自动铺放时，由于构件形面的复杂性，按照一定算法求解所形成的铺放轨迹并不一定能保证铺放轨迹中心线间的距离保持恒定，间隙可能过小或过大，如不进行适当处理，将导致材料局部重叠或空缺（如图3所示），从而降低制造精度，影响构件性能。
经济性要求：在满足上述要求的基础上尽可能节约材料、降低成本，提高效率。
根据铺放轨迹并按照铺放构件曲面边界特性进行预浸带边界形状规划，生成预浸带切割与预浸带输送（自动铺带）或丝束增减切断（自动铺丝）的特殊指令代码，同时根据铺叠顺序进行整合优化，降低成本，提高效率。
如图4所示为自动铺带中预浸带切割示意图。
完善的自动铺放CAD/CAM软件主要包括如下几个功能模块，其软件流程图如图5所示：（1）轨迹规划：根据输入的预浸带（料）铺放工艺信息（如预浸带带宽、预浸纱丝宽、横向最大可变性度等）、构件外形曲面几何信息特性和机器特性信息（最大可铺放丝束数等），按照构件加工信息（如铺放方向、铺叠顺序和铺放层数等）建立相应的规划算法，生成自动铺放轨迹中心线；（2）覆盖性分析：根据输入的设计铺放间隙容差和相邻轨迹中心线在曲面上距离，构造相应的算法进行覆盖性判断与处理，完成带形切割或丝束增减判定，实现对模具的满铺叠；（3）边界处理：根据构件内外边界的几何信息和自动铺放设备的工作特性，建立相应的算法，完成预浸带的切割（自动铺带）或丝束增减（自动铺丝），以实现复合材料剪裁的自动化、数字化；（4）基于Fiber steer的结构优化：结合变刚度复合材料设计理论，采取连续变角度铺放，满足构件在不同方向上的承载要求，实现按结构设计要求的纤维分布，充分发挥材料效率，进一步减轻结构重量，降低复合材料制造成本；（5）铺层仿真技术：由于铺放过程的复杂性，软件的人工交互不可或缺。
提供一定设计规划中的人机交互，也是软件灵活性的重要体现。
根据修改后的数据，采取相应的可视化技术，完成针对某铺层的轨迹及带形仿真，以便使用者对前述功能的有效性、正确性做出初步判断；（6）后置处理：根据铺放设备的机器特性和工作模式，将轨迹规划生成轨迹中心线离散数据、覆盖性分析所生成的丝束增减数据、边界处理所生成的预浸带切割（增减）数据通过坐标转换与坐标分解生成可供专用铺放设备进行生成的NC 代码；（7）铺层代码合成：为了减少构件多层铺放过程中的无效过程，降低成本，提高铺放效率，将多个单层铺放的NC代码进行整合优化；（8）干涉与避碰检验：利用计算机三维图形技术，通过布尔运算判断机器是否干涉，通过对NC代码的调整（主要是人工交互）实现避碰；（9）加工仿真：根据前述步骤生成的NC 代码，利用计算机三维图形技术对整个加工过程进行仿真，供使用者对所生产NC代码进行最终效验。
自动铺放CAD/CAM软件技术的发展西方发达国家经过几十年的研究，特别是随着专业软件开发商的加入，已经开发了多套商用自动铺放CAD/CAM软件并形成了完备的复合材料设计制造解决方案。
1987年，美国的H.W.Lewis等首次提出了“自然路径”（Natural Path）的概念以保证预浸带在自动铺放过程中变形最小，建立了通过将xoy平面中获得的初始点和由铺放角度计算得到的初始方向投影到曲面，再利用多次投影进行近似求解“自然路径”的轨迹规划算法。
在该专利的基础上，美国Cincinnati公司于1989年开发了ACES（Advanced CompositesEnvironment Software）离线编程与仿真软件系统，ACES系统将“自然路径”算法应用于自动铺丝轨迹规划，形成了用于自动铺带的ACRAPATH模块和用于自动铺丝的ACRAPLACE模块，具有CATIA V5模型数据的导入、轨迹规划、后置处理、加工仿真和NC代码生成等功能，并成功应用于长度为4.21m的美国V-22“鹗”式军用飞机后机身复合材料结构件的制造，通过轨迹优化减少劳动力53%，废料率降低了90%。
随后，日本的N.Shinno等于1991年提出了利用四边形网格化曲面，通过求解给定初始点和初始方向的测地线迭代算法进行轨迹规划，提高了“自然路径”轨迹规划算法的精度和效率。
此外，针对自动铺丝技术的特性，美国的Waldhart等提出了根据相邻铺层角度构造分段函数的方法求得初始参考线，再按初始参考线法线方向投影作等距平移得到参考线族进行自动铺丝轨迹规划的方法；Hale等在此基础上开展了以0°轨迹为基础构造分段曲线再拟合得到初始参考线的研究工作；Shirinzaden等提出了利用特征平面与铺放曲面的交线作为初始参考线的方法。
目前，自动铺丝常见的轨迹规划方法包括：根据初始参考线在曲面上进行等距平移法（Parallel Path）、与某一参考轴线成固定角度规划法（FixedFiber Orientation Path）、针对回转体环向铺放的等距螺旋法（基于缠绕技术）和给定点纤维方向进行轨迹规划（基于变刚度铺放理论）等4种方法。
在上述算法的基础上，专业软件开发商结合自身软件产品与设备制造商联合开发了商用自动铺放CAD/CAM软件。
如美国VISTAGY公司的FiberSIM 软件（如图6所示）提供了多种复合材料设计制造解决方案。
其中Tape Laying Interface 模块用于自动铺带，Fiber Placement Interface模块用于自动铺丝。
该软件可读取CATIA、UG、Pro/E 等通用CAD/CAM/CAE软件文件中构件几何信息以及构件模具面、层位置和边界信息等，准确生成满足铺层边界要求的平面展开图样，根据设计要求自动生成NC加工代码文件，还可以完成复合材料部件的可制造性评估，精确模拟纤维的材料特性，完成复合材料部件的分析、设计和制造，将层合板的设计信息与有限元分析软件和制造设备形成无缝连接，可实现设计制造过程一体化、自动化，降低制造成本。
美国CGTech公司在原有数控加工仿真软件VERICUT的基础上开发了独立于CNC机床环境的自动铺带和自动铺丝的离线NC 编程及仿真软件VCP & VCS(VERICUT Composite Programming and Simulation) 软件，该软件可读取CAD文件中的曲面模型和铺层边界信息，生成铺放轨迹，整合单层轨迹，进行铺层顺序优化。
生成NC代码，同时提供了通用CAD/CAM软件接口，能实现CATIA、UG、MasterCAM等软件的嵌入运行。
AFPT/Koeirit 公司即采用该软件用于热塑性铺带系统的开发。
2004年，空中客车公司（AIRBUS）与法国纯粹和应用数学中心（CIMPA）以航空航天领域广泛采用的CAITA V5软件为平台，基于CATIA CAA V5技术联合开发了自动铺带CAD/CAM的TapeLay软件。
高刚性的床体结构刀具结构与几何形状/zyzs/365.html冬季如何装修房子冬季装修应注意的细节/zyzs/406.html儿童房的装修要则如何应对家庭装修污染/zyzs/364.html墙面砖选材误区保温墙的处理/snsj/275.htmlCAE 系统软件压铸过程数值模拟原理/cadjc/854.html智能刀具的发展高速机床研究的主要内容/zyzs/381.html纳米金刚石的复合镀纳米金刚石用于医疗/该软件可直接集成到CAITA V5系列软件中，包括自动铺带CAD部分的Tape Generation模块和CAM部分的Tape Manufacturing模块。
TapeGeneration模块直接获取CATIA CPD（Composite Design）模块的铺层设计数据，完成铺层展开、轨迹规划、带形切割设计、实时三维仿真等步骤；TapeManufacturing模块则主要针对法国Forest Line公司的一步法铺带机、两步法铺带机和双工位铺带机生成相应的加工NC代码。
该软件已成功应用于法国Rafale战斗机机翼蒙皮的制造，西班牙M-Torres公司也采用了该软件用于自动铺放设备的开发，美国Ingersoll公司则开发了同样基于CATIA CAA V5技术的自动铺丝CAD/CAM软件ICPS （Ingersoll Composite Programming System）软件。
国内自动铺放CAD/CAM软件技术的研究现状由于相关技术封锁，加之缺乏相应的工艺技术和装备条件，国内目前尚未拥有商用的自动铺放CAD/CAM软件，相关技术仍处于积极探索研究之中。
目前，报道可见的自动铺放CAD/CAM技术研究主要集中在轨迹规划和加工仿真的基础理论，对于自动铺放CAD/CAM 技术后续模块功能及整体设计的研究鲜有报道。
南京航空航天大学从平面、可展曲面简单复合材料构件的自动铺带入手，积极开展自动铺放研究工作。
如胡翠玲等通过微分几何原理证明了可展曲面上“自然路径”与测地线的等价性；臧建峰等在此基础上研究了平面、简单可展曲面（如圆柱、圆锥面）的自动铺带问题，研究分析了自动铺带工艺过程并基于AutoCAD通用CAD平台完成了自动铺带CAD/CAM软件开发的探索工作；渠涛等开展了开孔圆柱两步法自动铺带轨迹规划和仿真的探索工作；王升等针对自动铺带“自然路径”规划算法数学模型和近似计算误差分析等问题中，提出了基于测地坐标系的“自然路径”轨迹规划方法并利用龙格—库塔法数值求解“自然路径”轨迹规划算法中两点间的测地线问题；罗海燕等受四边形网格化求解“自然路径”的启发，利用STL文件对自由曲面进行三角网格划分，并平移轨迹中心线形成参考线的方法处理“奇异点”问题。