随着复合材料在工业化生产中的大量使用,为了提高产品的生产效率和复合材料的利用率,复合材料制品的自动化制造技术也随之产生。纤维增强塑料作为复合材料中的一种,具有质量轻,高强度,加工成形方便,抗腐蚀性能好,抗疲劳性能好等优点,其应用前景相当广泛,目前在工业化生产中得到了广泛的应用。自动纤维铺放技术是自动铺丝束成形技术和自动窄带铺放成形技术的总称,它是在缠绕和铺放的基础上研制出的一种全自动制造技术,该技术可以实现连续变角度和大曲率复杂构件的铺放。自动纤维铺放技术在国外的发展已经相当成熟,最先进的自动纤维丝铺放机构能够同时进行多路纤维丝束的铺放,每一路纤维丝束都能够独立的进行压紧、送料、剪切和施压等动作,但是该技术在我国尚处于起步阶段,研究制造出具有我国自主知识产权的纤维铺放设备是我们当前急需解决的难题。本课题设计的纤维铺放机构主要包括铺放头装置、多关节型机器人手臂和辅助装置等。铺放头装置是纤维铺放机构的核心装置,其主要作用是给纤维丝束提供铺放压力,整个装置包括多个铺放靴装置,每一路丝束对应一个铺放靴对该路丝束进行施压,铺放靴装置主要包括传动装置滚珠丝杠螺母副、基于弹簧的施压缓冲反馈调节装置、软轴和电机等部件；多关节型机器人手臂包括五个运动关节,五个关节一起联动控制纤维丝束的铺放轨迹；辅助装置中包括压紧、送料和剪切等装置,主要负责在铺放过程中纤维丝束的输送和被剪断后丝束的压紧以及重送。本文完成了纤维丝铺放机构的结构设计,利用Pro/ENGINEER的三维建模功能对所设计的零部件进行了三维实体建模和装配；利用Pro/ENGINEER中的机构模块进行了铺放机构的运动仿真,模拟机构的运动情况；利用有限元分析软件ANSYS进行了纤维铺放机构关键零部件的有限元分析,主要对铺放靴装置中的压紧靴头和滚珠丝杠螺母副中的丝杠进行结构有限元分析,对压紧靴头进行结构静力学分析,对丝杠进行结构模态分析,得出分析结果并进行结果分析,找出机构设计的不足之处和缺陷。