随着复合材料的飞速发展,碳纤维预浸带作为一种典型的复合材料,已经在国防建设和国民经济中扮演着不可或缺的角色。复合材料的大量应用,使得复合材料技术日趋成熟,自动铺放技术凭借其成型质量好和自动化程度高的优势,成为近年来常用的新型加工方法之一。国内自动铺放技术经过多年的不断努力取得了一定的成果,已经初步实现了自动铺放技术的应用,但与国外相比,在复合材料原材料的研制、自动化生产、装备技术、软件优化等方面依然有着很大差距。本文对龙门式碳纤维预浸带铺放机的运动控制进行了深入研究,主要研究了基于视觉反馈的运动控制理论,并对铺放机系统的硬件和软件分别进行了设计。具体如下:(1)分析了自动铺放技术与机器视觉技术的国内外发展状况,将机器视觉技术应用到自动铺放技术中,从而确定了基于视觉反馈的龙门式碳纤维预浸带铺放机运动控制方式。设计了铺放机的总体运动控制方案,包括了三大部分:铺放头视觉测量系统、基于视觉反馈的迭代学习控制系统和铺放机机械执行部分。研究了基于视觉反馈的运动控制理论,为铺放机系统的硬件和软件设计做准备。(2)实现了铺放机系统的相关硬件设计。研究了龙门式碳纤维预浸带铺放机的机械结构,并对铺放机总体的特点进行了分析。基于机器视觉,完成了视觉测量系统的硬件设计。基于PC机和运动控制器的开放式数控系统,完成了基于视觉反馈的迭代学习控制系统的硬件设计。(3)实现了铺放机系统的相关软件设计。基于PC机和运动控制器的开放式数控系统,加入视觉测量系统,并将基于位置的视觉伺服和迭代学习控制相结合,设计了基于视觉反馈的迭代学习控制系统。基于C++语言实现了上位机人机交互界面的具体设计,主要包括了相机标定、图像预处理、位姿获取、程序设置、手动控制和自动控制模块。完成了下位机PMAC运动控制卡的软件设计,包括PLC控制程序设计和运动控制程序设计。通过实验,验证了铺放机的运动控制功能,并测量出了其精度,在可接受的范围内,达到了预期要求。通过对龙门式碳纤维预浸带铺放机的运动控制的研究,初步实现了铺放机的自动化铺放。