[發明專利]一種應用于纖維涂覆設備的開卷及張力調整裝置

有效

• 申請號: 201410328167.0
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN104085740A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 李海鵬;徐德;鄒偉;賈立好
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: B65H59/38
• 分類號: B65H59/38
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明涉及纖維涂覆技術領域，尤其是一種應用于使用復合材料制造零部件的纖維涂覆設備的開卷及張力調整裝置。

背景技術

目前，對于復合材料進行加工的纖維涂覆設備一般主要由機械臂、纖維涂覆頭、纖維存儲裝置和連接涂覆頭與存儲裝置的纖維輸送裝置組成。隨著涂覆頭鋪放工作的進行，需要有纖維源源不斷的從存儲裝置輸送到涂覆頭處，多數情況下會有多束纖維同時在輸送。纖維的鋪放過程常常要求各束纖維有不同的線速度，但是對輸送過程中纖維的張力要求則是一致的。

傳統的恒張力纖維輸送裝置常常采用伺服電機+張力傳感器+剎車器的方法，根據張力傳感器的反饋調整伺服電機的轉速和纖維筒子架上的剎車器，保持纖維束中的張力恒定為某一特定值。針對纖維涂覆設備，考慮到纖維輸送過程中存在較大的摩擦阻力，因此需要在纖維輸送的下游提供對纖維的拖拽動力，這就要求一束纖維對應一套張力保持裝置，不但成本巨大，而且為纖維涂覆裝置的重量和靈活性帶來不利的影響，會明顯增加需要精確移動定位的質量，甚至導致纖維涂覆設備的不可操作。

發明專利CN1902113A中提供了一種平行纖維等張力的操作方法和裝置，該專利讓平行傳輸的多束纖維多次繞過多個輥子，每束纖維每次繞過一個輥子的時候僅僅包覆不超過1/2的輥子圓周，給全部輥子提供同步的轉動動力。通過調節輥子轉速與纖維輸送線速度的差值，實現調節纖維束中的張力調節，進而實現各平行傳輸的纖維中的等張力。但該方法的使用會使纖維束與輥子之間有相對滑動，對于纖維束有磨損，這對某些纖維束的鋪放來說是不能接受的。另外多束纖維束在光滑的輥子表面上平行傳輸，相互之間可能發生糾纏，單束纖維束還可能出現翻轉，這些情況是纖維鋪放所不允許的。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明提出一種開卷及張力調整裝置。

本發明提出的一種開卷及張力調整裝置包括：驅動輥組和開卷單元，其中：

所述驅動輥組嵌入在從纖維存儲裝置到涂覆頭的纖維傳輸通道中，用于對于纖維束進行張力調整控制，所述驅動輥組包括驅動輥、驅動電機、傳動皮帶和導向裝置，其中：

所述驅動輥用于驅動所述纖維束；

所述驅動電機通過傳動皮帶驅動各驅動輥，使各驅動輥的轉速一致；

在所述驅動輥組的上游端和下游端分別設有導向裝置，用于收攏纖維束；

所述開卷單元置于纖維存儲裝置內，用于對于纖維束進行開卷控制。

其中，所述驅動輥組設置有多個，分別布置在纖維束傳輸路徑中的不同位置處。

其中，所述驅動輥的數量不少于2根，各驅動輥的回轉軸線平行。

其中，所述驅動輥包括皮帶輪、一對軸承、傳動圈、多個隔板、主軸、多個軸塊和約束件，其中：

所述皮帶輪或皮帶卡槽固定在所述主軸的一端，用于通過皮帶把動力傳遞到主軸上；

所述軸承中的一個置于所述皮帶輪或皮帶卡槽的內側，用于將主軸固定在支架上，形成輥組，另一個置于所述主軸的另一端，用于固定所述主軸上安裝的部件；

多個軸塊和多個隔板依次相隔套在主軸上，且位于所述軸承的內側；

所述傳動圈套在所述軸塊的外面，用于將纖維束與軸塊隔開，并在主軸上形成多個供纖維束繞行的導槽；

所述約束件用于把所有的軸塊和隔板緊緊的壓在一起，避免它們產生軸向運動。

其中，所述軸塊的外形呈圓形，軸塊與隔板的中心設有與主軸相配合的截面結構。

其中，所述傳動圈的制造材料與纖維束之間的摩擦系數較大，與軸塊材料之間的摩擦系數相對較小。

其中，所述傳動圈由內外兩層組成，外層由硅膠加工而成，內層由塑料加工而成。

其中，所述開卷單元包括纖維束卷筒、襯紙卷筒、一對皮帶輪、皮帶、剎車裝置和離合裝置，其中：

所述纖維束卷筒與襯紙卷筒的回轉軸線呈平行布置，所述纖維束卷筒用于在所述裝置開始工作前存儲纖維束；所述襯紙卷筒用于在纖維束有襯紙時，回收纖維束開卷后留下的襯紙；

所述皮帶輪包括第一皮帶輪和第二皮帶輪，其中，所述第一皮帶輪固定在所述纖維束卷筒的一端，第二皮帶輪固定在所述襯紙卷筒的一端，所述第一皮帶輪和第二皮帶輪上均纏繞有皮帶，用于通過皮帶將所述纖維束卷筒的轉動傳遞給襯紙卷筒；

所述剎車裝置連接在所述纖維束卷筒的傳動軸上，用于控制纖維束卷筒的轉動；

所述離合裝置連接在所述第二皮帶輪與襯紙卷筒之間，用于控制第二皮帶輪與襯紙卷筒之間傳動的離合。

其中，所述第二皮帶輪的直徑小于第一皮帶輪的直徑。