[發(fā)明專利]一種用于鋪帶機(jī)的復(fù)合材料預(yù)浸帶的導(dǎo)向裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310750869.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103722755B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王穎;李中凱;孫彩霞;金輝;張永康;馬志濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空制造工程研究所
• 主分類號(hào): B29C70/54
• 分類號(hào): B29C70/54;B29C70/38
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 王春光

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料的自動(dòng)鋪帶設(shè)備，特別涉及一種用于鋪帶機(jī)的復(fù)合材料 預(yù)浸帶的導(dǎo)向裝置。

背景技術(shù)

先進(jìn)復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高模量、抗疲勞、耐腐蝕、可設(shè)計(jì)性和工藝性 好等特點(diǎn)，尤其適用于大型結(jié)構(gòu)及整體結(jié)構(gòu)，是理想的航空結(jié)構(gòu)材料，其在飛機(jī)上的 用量日益增多，目前復(fù)合材料已成為新一代飛機(jī)機(jī)體的主體結(jié)構(gòu)材料；復(fù)合材料還廣 泛應(yīng)用于航天、船舶、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域。復(fù)合材料設(shè)計(jì)制造一體化技術(shù)不僅能減輕結(jié) 構(gòu)重量、提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且還降低了成型過(guò)程中的設(shè)備使用成本和工時(shí)，從而降低 成本，特別是制造成本，是國(guó)際通用飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造技術(shù)的發(fā)展方向，也是國(guó)內(nèi)復(fù) 合材料應(yīng)用發(fā)展的必然趨勢(shì)。因此，復(fù)合材料低成本制造技術(shù)是目前國(guó)際復(fù)合材料技 術(shù)領(lǐng)域的核心問(wèn)題，復(fù)合材料自動(dòng)鋪放技術(shù)是復(fù)合材料低成本制造技術(shù)的研究重點(diǎn)。

自動(dòng)鋪放技術(shù)是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家近30年來(lái)發(fā)展和廣泛應(yīng)用的自動(dòng)化制造技術(shù)，包 括自動(dòng)鋪帶技術(shù)和自動(dòng)鋪絲技術(shù)。這兩項(xiàng)技術(shù)的共同優(yōu)點(diǎn)是采用預(yù)浸料，并能實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)化和數(shù)字化制造，高效高速。自動(dòng)鋪放技術(shù)特別適用于大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件制造， 在各類飛行器，尤其是大型飛機(jī)的結(jié)構(gòu)制造中所占比重越來(lái)越大。自動(dòng)鋪帶機(jī)由美國(guó) Vought公司在20世紀(jì)60年代開(kāi)發(fā)，用于鋪放戰(zhàn)斗機(jī)的復(fù)合材料機(jī)翼部件。隨著大 型運(yùn)輸機(jī)、轟炸機(jī)和商用飛機(jī)復(fù)合材料用量的增加，專業(yè)設(shè)備制造商如Cincinnati Machine、Ingersoll公司在國(guó)防需求和經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)下開(kāi)始制造自動(dòng)鋪帶設(shè)備，此 后自動(dòng)鋪帶技術(shù)日趨完善，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。帶有雙超聲切割刀和縫隙光學(xué)探測(cè) 器的十軸鋪帶機(jī)已經(jīng)成為典型配置，鋪帶寬度最大可達(dá)到300mm，生產(chǎn)效率達(dá)到每 周1000kg，是手工鋪疊的數(shù)十倍。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，美國(guó)自動(dòng)鋪帶機(jī)已經(jīng)發(fā)展到第五 代，其中一個(gè)重要方向是多鋪放頭和針對(duì)特定構(gòu)件的專用化鋪帶機(jī)公司（Boeing公 司采用）。歐洲90年代開(kāi)始研制生產(chǎn)自動(dòng)鋪帶機(jī)，經(jīng)過(guò)不斷創(chuàng)新，重在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鋪 帶機(jī)的高效和多功能化，包括雙頭兩步法（Forest-line公司采用）、多帶平行鋪放和超 聲切割復(fù)合化（M-torres公司采用）等等。

自動(dòng)鋪帶技術(shù)采用有隔離襯紙的單向預(yù)浸帶，其剪裁、定位、鋪疊、輥壓均采用 數(shù)控技術(shù)自動(dòng)完成，由自動(dòng)鋪帶機(jī)實(shí)現(xiàn)。多軸龍門式機(jī)械臂完成鋪帶位置自動(dòng)控制， 核心部件鋪帶頭中裝有預(yù)浸帶輸送和預(yù)浸帶切割系統(tǒng)，根據(jù)待鋪放工件邊界輪廓自動(dòng) 完成預(yù)浸帶特定形狀的切割，在壓輥的作用下鋪疊到模具表面。

大型復(fù)合材料構(gòu)件自動(dòng)鋪帶機(jī)鋪帶頭上的導(dǎo)向裝置對(duì)預(yù)浸帶的鋪放精度起著關(guān) 鍵性作用。如果導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，容易引起預(yù)浸帶跑偏，影響鋪放精度，跑 偏嚴(yán)重的會(huì)引起預(yù)浸帶卡死造成無(wú)法鋪放等問(wèn)題。目前工程上應(yīng)用的大型復(fù)合材料構(gòu) 件復(fù)合材料鋪放導(dǎo)向裝置大多采用的都是國(guó)外進(jìn)口部件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)向功能并不是 很理想，且針對(duì)不同規(guī)格預(yù)浸帶需要更換導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，而導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的更換不是特別方便。 在國(guó)內(nèi)雖然導(dǎo)向裝置的研制種類繁多，但還沒(méi)有研制出一種導(dǎo)向準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)緊湊、使 用方便的復(fù)合材料鋪放導(dǎo)向裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于鋪帶機(jī)的復(fù)合材料預(yù)浸帶的導(dǎo)向裝置能夠解決大 型復(fù)合材料構(gòu)件自動(dòng)鋪帶機(jī)復(fù)合材料輸送過(guò)程中跑偏的問(wèn)題，確保鋪放精度，同時(shí)簡(jiǎn) 化結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊，更換預(yù)浸帶方便。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種用于鋪帶機(jī)的復(fù)合材料預(yù)浸帶的導(dǎo)向裝置，其 中，所述導(dǎo)向裝置包括導(dǎo)向板、導(dǎo)向輥和導(dǎo)向條，所述導(dǎo)向板具有引導(dǎo)所述預(yù)浸帶運(yùn) 動(dòng)的導(dǎo)向面，所述導(dǎo)向面的一端為導(dǎo)入端，所述導(dǎo)向面的另一端為導(dǎo)出端，在所述導(dǎo) 入端樞接有垂直于所述預(yù)浸帶的運(yùn)動(dòng)方向的所述導(dǎo)向輥，在所述導(dǎo)向面上能拆裝地設(shè) 有與所述預(yù)浸帶寬度相匹配的一對(duì)所述導(dǎo)向條。

如上所述的用于鋪帶機(jī)的復(fù)合材料預(yù)浸帶的導(dǎo)向裝置，其中，所述導(dǎo)向面為弧形 曲面。

如上所述的用于鋪帶機(jī)的復(fù)合材料預(yù)浸帶的導(dǎo)向裝置，其中，所述導(dǎo)向面上具有 至少一對(duì)用于安裝所述導(dǎo)向條的定位導(dǎo)槽，所述導(dǎo)向條與所述定位導(dǎo)槽配合安裝。

如上所述的用于鋪帶機(jī)的復(fù)合材料預(yù)浸帶的導(dǎo)向裝置，其中，所述導(dǎo)向面上具有 與所述預(yù)浸帶寬度相匹配的兩對(duì)所述定位導(dǎo)槽。