[發明專利]一種復合材料大梁的自動成型方法

有效

• 申請號: 201110352574.1
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN102514204A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 張向東;史俊虎;黎華;余啟勇
• 申請（專利權）人: 洛陽雙瑞風電葉片有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/38
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 王自剛

技術領域

本發明涉及一種復合材料大梁成型技術，特別是一種復合材料大梁的自動成型方法。

背景技術

目前風電葉片復合材料大梁制造時，其中纖維布鋪放過程為手工操作。通過人為拉動纖維布，將纖維布一層一層鋪設到復合材料大梁的成型模具上，然后再用手撫平，耗時約為4~5小時。這種成型方式勞動強度大，耗費時間長，按照復合材料梁長度40米、60層纖維布粗略估算，操作者完成整個鋪層需要至少走4800米距離。而且，人工操作效率提高可能性不大。若通過人力加快操作速度來提高效率，則鋪層質量無法保證。同時，復合材料制品需要纖維拉直才能發揮纖維強度，但是通過人工操作無法保證纖維的完全拉直、拉緊，存在質量不穩定性。

陳杰民申報的專利“半自動織帶鋪帶機及其鋪帶工藝”，專利號CN100999149B，是一種用于絲網印刷配套設備技術領域的半自動鋪帶機，該專利是將織帶放到可推拉的半自動鋪帶機上，通過推拉半自動鋪帶機，將織帶粘貼在刷好膠印刷臺面上，該專利未解決鋪帶機的自動運動問題，還需靠人為給鋪帶機施加動力，使其在工作臺面上移動。

西安交通大學段玉崗等人發明的“制造樹脂基復合材料構件的原位固結纖維鋪放方法及裝置”，專利申請號200710308159.x，是一種利用機器人將浸透樹脂的纖維束鋪放到模具表面，同時用紫外光/電子加速器是樹脂固化獲得制品的方法，該專利需要機器人輔助以及在鋪放過程中即對鋪放材料進行固化，需要較為復雜的鋪放頭以及配套紫外光/電子加速器固化裝置。

南京航空航天大學學報2009年12月第41卷第6期中，張建寶等人發表的“自動鋪帶機送帶控制技術”中所涉及的自動鋪帶機需10軸控制完成，其中5軸控制鋪帶頭運動軌跡，另外5軸實現鋪帶頭內部預浸帶輸送、鋪放和切割運動，設備機構復雜。

針對以上情況，需要一種鋪放設備較為簡單，固化體系易于操作的成型方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種復合材料大梁的自動成型方法，通過在復合材料大梁成型模具上增加纖維布自動鋪放裝置，通過程序控制器控制鋪層的起始位置與鋪層層數，完成復合材料大梁的鋪層，后續進行真空樹脂灌注，加熱固化，實現復合材料大梁的制造，從而達到降低工人的勞動強度，提高生產效率和和產品質量，并實現復合材料梁成型從手工向自動化轉變的目的。

為了實現解決上述技術問題的目的，本發明采用了如下技術方案：

本發明的一種復合材料大梁的自動成型方法，其特征在于：使用帶有程序控制器的伺服電機、鋪放小車、模具、真空導流系統，鋪放小車左右兩端的上方設置纖維布卷的鋪放軸，鋪放小車左右兩端設置鋪放壓輥，纖維布卷中間為內筒結構，纖維布卷通過內筒穿到鋪放軸上，通過壓緊環將內筒壓緊到鋪放軸的法蘭盤上使內筒與鋪放軸之間相對固定，纖維布的端頭從限位板中間穿過，再穿到鋪放壓輥下方，鋪放軸上設置張力控制器，使鋪放軸需要在扭矩力下才可以沿其軸線轉動；鋪放壓輥上設置壓力控制器，使鋪放壓輥始終與鋪層表面產生接觸壓力，且鋪層厚度變化時，鋪放壓輥可以上下運動進行自動調節；鋪放壓輥形狀與與大梁模具型面一致，在纖維布鋪放到大梁模具表面的過程中，通過鋪放壓輥上的壓力控制器和鋪放軸上的張力控制器，使得鋪放壓輥與鋪層之間的壓力使鋪層與大梁模具之間產生的靜摩擦力大于纖維布自身的張力；小車下方設置伺服電機、承重行走輪和行走導向輪，鋪放小車與軌道之間通過承重行走輪和行走導向輪進行接觸和限位；大梁模具下方設置與模具軸線平行的軌道，伺服電機在計算機控制下驅動鋪放小車沿著與大梁模具軸線平行的軌道運動，在運動的過程中，鋪放壓輥將纖維布鋪放到大梁模具表面；鋪放完成后，在大梁模具表面建立真空導流系統，將樹脂灌注到玻纖布的鋪層中，在鋪層完全浸透后，將模具升溫到樹脂固化溫度使樹脂完全固化，固化完畢后脫模，得到制品。

上述的大梁模具下方設置四根相互平行的軌道，其中一根軌道為齒條結構，軌道的上表面在與模具固定時保持軌道的上表面與大梁模具的軸線平行。?

上述的鋪放小車下方設置承重行走輪，在鋪放小車外側設置行走導向輪，。

上述的鋪放小車與其下方的伺服電機之間相對固定，伺服電機軸端設置齒輪，該齒輪與軌道上的齒條相互嚙合，通過計算機程序控制伺服電機的運轉，使鋪放小車按照設定的程序在軌道上運動。

上述的鋪放壓輥將纖維布鋪放到大梁模具表面的過程中，鋪放小車向右移動時采用左側的鋪放壓輥來實現鋪放，鋪放小車向左移動時，則采用右側的鋪放壓輥來實現鋪放。