[發明專利]一種三維環形多層編織層間偏移控制裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201510515129.0
• 申請日: 2015-08-21
• 公開（公告）號: CN105040267B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 吳震宇;丁煌;遲進佳;胡旭東
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: D04C3/40
• 分類號: D04C3/40
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所(普通合伙)33220
• 代理人: 蔣衛東

【技術領域】

本發明涉及一種三維環形編織機的組成裝置，具體涉及一種三維環形多層編織層間偏移控制裝置及其控制方法，屬于紡織機械技術領域。

【背景技術】

目前，復合材料由于其較輕的重量但較高的強度的特性，使得它的應用范圍日益增大，特別是在航天航空鄰域。其中，纖維增強復合材料由于纖維強度較高且增強體結構優化空間較大的優點而在汽車工業、運動器材、能源等鄰域被廣泛采用。

三維編織復合材料是其中一種較為常見的纖維增強復合材料，其編織增強體是通過三維環形編織機中編織盤的轉動以及芯軸的移動來產生的。其中多層編織由于比單層編織擁有更加優越的力學性能而備受青睞。但是目前多層編織過程中編織物層間的偏移并沒有引起足夠的重視，使得產生的結構存在很大的偶然性。在后期編織復合材料的制作過程中，由于編織物結構的隨機性，而它本身在復合材料中充當增強體結構，這使得多層編織復合材料的強度達不到最高的水準。其次由于編織過程中參與編織的紗線較多，對編織芯軸產生的作用力也較大，使得人為手動調整較為費力。而在編織完成后期，雖然可以通過對多件單層編織物進行手動的偏移組合，但是其偏移的距離準度受人為影響較大，多層的組合過程中會使得原先的結構發生改變，而且生產效率低下。因此，準確有效得控制多層編織物的層間偏移對于提升后期編織復合材料的力學性能具有重大的意義。

因此，為解決上述技術問題，確有必要提供一種創新的三維環形多層編織層間偏移控制裝置及其控制方法，以克服現有技術中的所述缺陷。

【發明內容】

為解決上述技術問題，本發明的目的在于一種結構合理，工作效率高，且偏移距離調整準確的三維環形多層編織層間偏移控制裝置。

本發明的另一目的在于提供一種三維環形多層編織層間偏移控制裝置的控制方法。

為實現上述第一目的，本發明采取的技術方案為：一種三維環形多層編織層間偏移控制裝置，其包括固定架、環向伺服電機、減速自鎖機構、上轉動桿架、軸向伺服電機、下轉動桿架、聯軸器、絲桿、滑塊、伸縮探桿、紅外線探頭以及芯軸；其中，所述環向伺服電機固定于固定架上；所述減速自鎖機構分別連接環向伺服電機和下轉動桿架，使環向伺服電機驅動下轉動桿架轉動；所述上轉動桿架和下轉動桿架聯接，其上安裝有軸向伺服電機；所述聯軸器分別連接軸向伺服電機和絲桿；所述滑塊螺接于絲桿上，其上安裝有伸縮探桿；所述紅外線探頭安裝于伸縮探桿的底部；所述芯軸穿過下轉動桿架，其表面覆蓋有織物；所述紅外線探頭和織物相對設置。

本發明的三維環形多層編織層間偏移控制裝置進一步設置為：其連接至一信號處理控制電路上，該信號處理控制電路包括AD采樣電路、信號處理模塊、微機處理器以及驅動電路模塊；所述AD采樣電路、信號處理模塊、微機處理器和驅動電路模塊依次電性連接；所述紅外線探頭電性連接至AD采樣電路；所述環向伺服電機和軸向伺服電機分別電性連接至驅動電路模塊；所述微機處理器連接至一三維編織機主控器。

本發明的三維環形多層編織層間偏移控制裝置還設置為：所述織物由編織紗I、編織紗II和軸紗編織而成。

為實現上述第二目的，本發明采取的技術方案為：一種三維環形多層編織層間偏移控制裝置的控制方法，其包括如下步驟：

1），在編織前將其中一根軸紗替換為標志性顏色的軸紗；

2），當編織機將第一層編織完成后，通過手動調節伸縮探桿，使得紅外線探頭貼近編織物表面的標志性軸紗；通過紅外線探頭反饋所探測到的信號；

3），當選擇在環形進行偏移時，軸向伺服電機不轉動，環向伺服電機勻速轉動，使探頭能夠跨越標志性軸紗；在第一次探測信號發生變化時開始記錄環向伺服電機反饋回來的角度值，在下一次探測信號發生改變是再次記錄環向伺服電機反饋回來的角度值；然后根據兩次的角度值之差，計算出所要轉動的角度，并將結果傳給三維編織機主控器；

4），當選擇軸向進行偏移時，環向伺服電機不轉動，軸向伺服電機勻速轉動；絲杠隨著軸向伺服電機而轉動，帶動滑塊及探測桿進行軸向的平移運動，使探頭沿著標志性軸紗運動；通過兩次信號所記錄的軸向伺服電機轉動角度之差，計算得出軸向需要偏移的距離，并將此值傳給三維編織機主控器；

5），三維編織機主控器根據層間偏移控制器傳回來的環向偏移角度和軸線偏移距離，在下一次編織前通過對編織機執行機構的調整完成層間偏移準備。

本發明的三維環形多層編織層間偏移控制裝置的控制方法進一步為：所述標志性軸紗的顏色為白色。