[發明專利]一種用于管狀碳纖維纏絲機構的纏絲裝置及纏絲軌跡方法

有效

• 申請號: 201811397961.5
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109279446B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 劉志強;郭昊;陳超;徐江敏;張亞男;何家俊
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學;江蘇科技大學海洋裝備研究院
• 主分類號: B65H54/553
• 分類號: B65H54/553;B65H54/72;B65H54/70
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

本發明涉及一種用于管狀碳纖維纏絲機構的纏絲裝置，其特征在于：包括芯模旋轉模塊、絲嘴偏轉與旋轉模塊和運動平臺模塊；還涉及一種用于管狀碳纖維纏絲機構的纏絲軌跡方法，具體包括如下：裝夾定位和纏絲方法；本發明中運動平臺模塊采用絲桿傳動方式控制XYZ方向的運動，絲嘴偏轉模塊與運動平臺模塊的Z軸相連接，實現絲嘴的偏轉，絲嘴旋轉模塊連接于偏轉模塊下方，輔助碳纖維絲束勻稱纏繞至芯模表層的動作，芯模旋轉模塊與芯模底座固定，使絲嘴能夠繞芯模做圓周旋轉運動；本發明提供的用于管狀碳纖維零件一次性纏絲機構，在保證精度和生產要求的同時能夠極大的提高生產效率，節約人力成本。

技術領域

本發明涉及碳纖維纏絲設備領域，尤其涉及一種用于管狀碳纖維纏絲機構的纏絲裝置及纏絲軌跡方法。

背景技術

自玻璃纖維增強樹脂標志復合材料誕生以來，各種復合材料迅速發展，與傳統機械行業使用的材料如普通碳鋼、合金鋼等相比，復合材料在航空航天、醫療、體育器材等需求高性能領域，有著如質量輕、強度高、耐腐蝕等巨大優點，而其中碳纖維復合材料更是復合材料中運用最廣泛的材料之一。

碳纖維復合材料指碳纖維與其他基體共同組合構成的無機復合材料，一般含碳量占比90％以上。發展初期主要是通過手工將碳纖維和基體組合制成碳纖維材料，加工效率低，工藝復雜沉長，生產環境惡劣。因此慢慢出現了自動纏絲成型、自動鋪帶、自動鋪絲等一系列自動化生產設備。

現有的碳纖維材料纏絲設備大多針對多種型號曲面，結構復雜，設備要求成本高，當只需要對于某一類特殊曲面纏絲時購買昂貴的通用設備就會導致不必要的浪費；除此之外，生產一種專用某一類曲面設備亦能提高生產效率，去除不必要的生產成本。因此本發明針對管狀碳纖維零部件設計一種專用機構，滿足這類情況的要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種用于管狀碳纖維纏絲機構的纏絲裝置及纏絲軌跡方法，用以針對管狀碳纖維零部件的纏絲，同時也能夠提高對管狀零件的生產效率，減少生產成本。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種用于管狀碳纖維纏絲機構的纏絲裝置，其創新點在于：包括芯模旋轉模塊、絲嘴偏轉與旋轉模塊和運動平臺模塊；

所述芯模旋轉模塊包括芯模底座、頂尖底座、頂尖和三爪卡盤；所述芯模底座呈L型結構包括水平底座和立柱；所述頂尖底座設置在芯模底座的水平底座上，且頂尖底座的底端可沿著水平底座的延伸方向進行移動或固定；所述頂尖設置在頂尖底座上，所述三爪卡盤設置在芯模底座的立柱上，所述頂尖的軸心與三爪卡盤的軸心為同一軸線，所述頂尖與三爪卡盤之間設置有芯模；所述三爪卡盤通過一設置在立柱上的芯模驅動電機驅動旋轉；

所述絲嘴偏轉與旋轉模塊包括絲嘴、絲嘴偏轉電機、絲嘴旋轉電機、橫向支撐板、縱向導向板和吊桿軸；所述絲嘴環繞設置在芯模的圓周外側，所述絲嘴的頂端通過一豎直的連接板與吊桿軸的一端相連，所述絲嘴旋轉電機設置在豎直的連接板上，所述絲嘴旋轉電機驅動絲嘴旋轉；所述吊桿軸沿著豎直方向通過回轉軸承設置在橫向支撐板上，所述吊桿軸上設置有一與絲嘴偏轉電機輸出端相連的皮帶輪，所述絲嘴偏轉電機設置在橫向支撐板上且絲嘴偏轉電機的輸出端通過皮帶帶動吊桿軸上的皮帶輪轉動實現吊桿軸的轉動；所述縱向導向板沿豎直方向設置在運動平臺模塊上，縱向導向板與橫向支撐板垂直，且橫向支撐板通過伺服電機驅動的絲杠結構傳動實現橫向支撐板沿著縱向導向板在豎直方向往復移動；

所述運動平臺模塊包括絲桿支撐座、絲桿、平臺運動電機和移動平臺；所述絲桿支撐座沿著延伸方向開有一容納絲桿的容納槽且該容納槽的邊緣上設置有與移動平臺配合導向滑軌；所述絲桿通過回轉軸承座設置在絲桿支撐座的容納槽內；所述平臺運動電機的輸出端通過聯軸器與絲桿的一端相連；所述移動平臺的底端設置有一與絲桿配合的螺紋結構，移動平臺在平臺運動電機的驅動下沿著絲桿的延伸方向往復移動。

進一步的，所述頂尖底座上以及立柱上等高水平設置有一芯模支撐架，且芯模支撐架上設置有與芯模外輪廓貼合的支撐輥。