1.1 目的及意义

玻璃纤维增强塑料俗称玻璃钢，它是以玻璃纤维及其制品（玻璃布、带、毡）作增强材料来增强塑料基体的一种复合材料。由于塑料基体及合成树脂的化学结构及加工性能不同，玻璃钢分为热固性玻璃钢和热塑性玻璃钢两大类。

玻璃钢集中了玻璃纤维及合成树脂的优点，具有重量轻、强度高、耐化学腐蚀、传热慢、电绝缘性好，透过电磁波、隔声、减震和耐高温烧蚀、成型工艺、产品设计和制品加工均比较方便等。因此，经常应用于航空、火箭、导弹、宇宙飞行器、高压容器以及其他要求减轻自重制品的应用，在耐化学腐蚀方面也在一定范围内取代了碳钢、不锈钢、木材和有色金属等应用于石油化工中制造各种管、泵、阀、储槽和塔器等，在造船、车辆制造工业中用来制造船壳和车身等。延长了设备寿命，减少了维修费用。

玻璃钢的成型工艺方法有很多，包括手工成型法、层压工艺、模压成型法、缠绕成型法、挤出和注射成型法等。随着玻璃钢工业的发展，成型方法也在不断地发展和改进。目前，玻璃钢成型工业正在向采用新工艺，实现成型工艺的机械化、自动化和连续化发展。研制数控自动喷射机、数控缠绕机等机械设备，发展生产率高，通用性强，易于推广应用的新技术已经成为新时代玻璃钢发展的主题。

1.2 国内外的研究历史

玻璃钢自1932年在美国出现以后，至今已有近90年的历史，玻璃钢从原材料、成型工艺、制品种类到性能检验都有较大的发展。从1946年第一台纤维缠绕机在美国问世以来，国外的纤维缠绕技术不断发展，时至今日，在世界发达国家中，用纤维缠绕技术生产各种用途的压力容器，是一门相对成熟的技术，已经形成了产业，并进入大规模工业化和应用阶段。从近几年的国外文献来看，美国和欧盟国家正在采用响应面法、利用机器人工艺对缠绕工艺进行优化，力求提高复杂化、异型化的复合材料制品的成型效率。

我国玻璃钢工业起步比较缓慢，直到20世纪80年代才有了飞跃地发展，目前，大多数国内的数控纤维缠绕机受控制技术和设备生产能力的制约，多维度自由缠绕自动化程度较低、制品适应性及柔性差。而一些大型的、高精度的缠绕设备，例如多轴（六轴及六轴以上）联动的数控纤维缠绕机，依旧需要从美国和欧盟这些发达国家引进。不过，我国学者依旧在不断努力填补着我国缠绕机领域的空白。

基于以上问题，数控纤维缠绕机的研究就十分有意义。作为缠绕机的关键部件，主机部分的设计就很有必要。实现除主轴转动之外，其他缠绕工艺均可以自动化，且缠绕稳定性好、精度高、效率高、成本低作为主要目标。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容：

本文以罐装制品缠绕工艺流程作为背景，设计数控纤维缠绕机能够完成最大直径250mm，最大长度1500mm的罐状缠绕作业。数控纤维缠绕机由电机、主轴箱、尾架、丝嘴喷头、伸臂和小车组成。