[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)預(yù)浸帶輸送和鋪放速度一致的重送方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610864753.6
• 申請(qǐng)日: 2016-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN106273545B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段玉崗;肖振;張小輝;張少秋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C70/38
• 分類號(hào): B29C70/38
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種實(shí)現(xiàn)預(yù)浸帶輸送和鋪放速度一致的重送方法及裝置，其包括：壓輥、對(duì)輪式牽引重送機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鋪絲頭機(jī)架等。對(duì)輪式牽引重送機(jī)構(gòu)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和壓輥相連。壓輥壓緊在芯模或者芯模上的已鋪放鋪層上，當(dāng)自動(dòng)鋪絲頭運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓輥與芯模或者芯模上的已鋪放鋪層之間產(chǎn)生的摩擦力驅(qū)動(dòng)壓輥旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)對(duì)輪式牽引重送機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)預(yù)浸帶的重送功能。該裝置不需要單獨(dú)的重送電機(jī)，預(yù)浸帶重送速度實(shí)時(shí)匹配鋪放速度，減少了控制復(fù)雜度。同時(shí)，減輕了鋪絲頭的質(zhì)量，使自動(dòng)鋪絲頭結(jié)構(gòu)更加緊湊，有利于提高自動(dòng)鋪絲頭的鋪絲精度、可靠性和適用性，有利于制造復(fù)雜曲面形狀的樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料構(gòu)件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料自動(dòng)化成型技術(shù)領(lǐng)域，是自動(dòng)鋪絲設(shè)備中的關(guān)鍵零部件，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)預(yù)浸帶輸送和鋪放速度一致的重送方法及裝置。

背景技術(shù)

先進(jìn)復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高比強(qiáng)度、高比模量、抗疲勞、可設(shè)計(jì)、成型工藝好等優(yōu)點(diǎn)，在航空、航天、風(fēng)電葉片以及汽車等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。尤其在航空領(lǐng)域，復(fù)合材料的大量使用不僅可以減輕飛機(jī)的重量，減少油耗，同時(shí)可以降低維護(hù)成本，延長飛機(jī)服役周期，因此，目前復(fù)合材料在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的用量和由此帶來的減重效果已經(jīng)成為衡量飛機(jī)先進(jìn)性的重要標(biāo)志。

自動(dòng)纖維鋪絲機(jī)是制造碳纖維復(fù)合材料的高端自動(dòng)化設(shè)備。它同時(shí)鋪放多束碳纖維預(yù)浸帶，適用于大曲率、形狀復(fù)雜的構(gòu)件，鋪放效率高、材料利用率高、自動(dòng)化程度高，是目前最為先進(jìn)的復(fù)合材料成型加工技術(shù)。它主要由存儲(chǔ)預(yù)浸帶料卷的紗架、張力控制機(jī)構(gòu)、鋪絲頭等部分組成，其中鋪絲頭是最關(guān)鍵的部件。

自動(dòng)鋪絲頭一般主要由夾持、重送、剪斷及壓輥、加熱等幾個(gè)模塊組成。其中重送是將被剪斷的預(yù)浸帶重新輸送到壓輥下面。目前，國內(nèi)外的預(yù)浸帶重送機(jī)構(gòu)都包括電機(jī)、主動(dòng)輸送輥、重送壓輥等關(guān)鍵部分。在鋪放時(shí)，重送壓輥下壓，預(yù)浸帶被夾在兩個(gè)輥之間，電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)輥旋轉(zhuǎn)，利用主動(dòng)輥和預(yù)浸帶的摩擦力將預(yù)浸帶向前輸送到壓輥，重送速度的大小由電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定，等于重送輥的線速度。同時(shí)，鋪絲頭固定在運(yùn)動(dòng)載體(機(jī)器人或者機(jī)床)的末端，沿著芯模的表面輪廓移動(dòng)，壓輥壓在芯模表面，移動(dòng)時(shí)，壓輥轉(zhuǎn)動(dòng)，鋪放速度為壓輥的線速度，因?yàn)樗怯蛇\(yùn)動(dòng)載體帶動(dòng)的，所以鋪放速度也是運(yùn)動(dòng)載體的移動(dòng)速度。

這種驅(qū)動(dòng)方式在鋪放時(shí)，重送速度由重送電機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定，鋪放速度由機(jī)器人等運(yùn)動(dòng)載體決定，在重送時(shí)，重送電機(jī)速度需要實(shí)時(shí)匹配機(jī)器人移動(dòng)速度，重送速度和鋪放速度是分離的，會(huì)有一定的誤差，實(shí)時(shí)的調(diào)整增加了控制難度，兩者速度容易不一致，尤其在速度較高時(shí)，會(huì)引起比較大的速度誤差，導(dǎo)致預(yù)浸帶張力過大或者松弛，而這兩種現(xiàn)象不但降低鋪放精度，而且會(huì)引起預(yù)浸帶粘接壓輥等其他問題；其次，重送電機(jī)使得鋪絲頭結(jié)構(gòu)外形變大，質(zhì)量增加，尤其在鋪放復(fù)雜模型時(shí)，容易引起和模型外形的干涉，大大限制了鋪放設(shè)備的適用性。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述的技術(shù)缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)預(yù)浸帶輸送和鋪放速度一致的重送方法及裝置，可以實(shí)現(xiàn)重送速度和鋪放速度的實(shí)時(shí)匹配，不需要重送電機(jī)，減小了鋪絲頭結(jié)構(gòu)尺寸和鋪絲頭質(zhì)量，對(duì)自動(dòng)鋪絲頭的適用性、可靠性、精度都有提高。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種實(shí)現(xiàn)預(yù)浸帶輸送和鋪放速度一致的重送裝置，包括對(duì)輪式牽引重送機(jī)構(gòu)、壓輥芯軸、壓輥、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及用于安裝自動(dòng)鋪絲頭的機(jī)架；壓輥芯軸上安裝壓輥；所述的對(duì)輪式牽引重送機(jī)構(gòu)和壓輥都安裝在機(jī)架上，自動(dòng)鋪絲頭連接在機(jī)器人手臂末端，并由機(jī)器人帶動(dòng)；所述的對(duì)輪式牽引重送機(jī)構(gòu)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與壓輥芯軸相連，當(dāng)壓輥與芯模或者已鋪放鋪層接觸時(shí)，壓輥和芯模之間產(chǎn)生摩擦驅(qū)動(dòng)力，以驅(qū)動(dòng)壓輥旋轉(zhuǎn)，壓輥再帶動(dòng)壓輥芯軸旋轉(zhuǎn)；通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，對(duì)輪式牽引重送機(jī)構(gòu)將在壓輥芯軸的帶動(dòng)下輸送預(yù)浸帶，通過確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比，使預(yù)浸帶的重送速度始終等于鋪放速度，實(shí)現(xiàn)鋪放速度和重送速度的準(zhǔn)確匹配。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。