[發明專利]雙弧形導軌復合材料鋪絲頭

在審

• 申請號: 201811610348.7
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109551782A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 楊曉東;王哲元;于鑫;高愛松;卜雪君
• 申請（專利權）人: 齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司
• 主分類號: B29C70/38
• 分類號: B29C70/38
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 朱培杰

一種雙弧形導軌復合材料鋪絲頭。主要解決現有的鋪絲頭進行復雜曲面零件碳纖維過象限鋪放時出現奇異點的問題。其特征在于：所述鋪絲頭連接體(4)底部通過軸(20)連接有上層鋪絲頭體(5)，所述上層鋪絲頭體(5)底部通過上層弧形導軌(12)與中層鋪絲頭體(6)相連，所述中層鋪絲頭體(6)底部通過下層弧形導軌(14)與下層鋪絲頭體(7)相連，且上層弧形導軌(12)與下層弧形導軌(14)在水平方向上相互垂直；所述下層鋪絲頭體(7)底部連接有鋪絲頭紗架(8)。該雙弧形導軌復合材料鋪絲頭可以實現7軸聯動，從而實現對復雜曲面零件進行碳纖維鋪放，效率高，適應性強。

技術領域

本發明涉及機床領域，具體說是一種雙弧形導軌復合材料鋪絲頭。

背景技術

隨著技術的不斷發展，大型飛機以及大型航天器都在廣泛采用輕量化設計，從而獲得更大的推重比，提高載荷搭載能力，加之結構強度要求不斷提高，既保證強度，又要較少質量成為輕量化設計的核心問題，碳纖維復合材料成型是解決這一問題的最好途徑之一。通過將碳纖維絲束有序的鋪放在預制的零件模具上獲得純碳纖維的輕質結構件已經廣泛用于在航空航天領域，例如飛機的機身、機翼、進氣道，導彈的單體，航天器壁板等。傳統的碳纖維鋪放都是采用手工鋪放或機器手工結合的方式，鋪放效率低，鋪放質量不穩定，隨著鋪放工藝的發展，將分切好的預浸膠碳纖維絲束通過自動鋪絲機完成纖維的鋪放成型，使鋪放質量以及鋪放速度有很大提高。自動鋪絲機床是用于碳纖維纖維絲束自動鋪放、鋪疊的專業化設備，主要用于航空航天大型球冠類構件、椎體類構件、承力筒類構件、壁板類構件、S進氣道、大型飛機機身等復雜零件碳纖維的自動成型加工。自動鋪絲機的出現，改變了傳統的制造工藝，提高了復合材料構件的制造速度，采用自動鋪絲機鋪放碳纖維具有鋪放精度穩定，質量可靠，絲束間隙小且均勻，可適應空間復雜曲面鋪放等特點。

鋪絲頭是自動鋪絲機床中最核心的功能部件，鋪絲頭安裝在鋪絲機滑枕或滑座上，實現俯仰、偏航和旋轉運動，滿足鋪絲成型運動的要求。目前的鋪絲頭有多種結構形式，有固定紗架結構，A、B擺角結構，單擺角結構，B軸擺頭結構等，目前幾種結構的鋪絲頭無法解決過象限點鋪放鋪絲頭部件出現瞬間加速現象，即“奇異點現象”，“奇異點現象”的出現會導致機床各個部件瞬間加速，要求機床其他部件具有更高的加速特性以及可靠性，頻繁的過象限鋪放要求傳動系統必須具有較高的動態特性。

發明內容

為了克服現有的鋪絲頭進行復雜曲面零件的碳纖維鋪放出現過象限奇異點的不足，本發明提供一種雙弧形導軌復合材料鋪絲頭，該雙弧形導軌復合材料鋪絲頭可以實現7軸聯動，從而實現對復雜曲面零件進行碳纖維鋪放，效率高，適應性強。

本發明的技術方案是：一種雙弧形導軌復合材料鋪絲頭，包括鋪絲頭連接體，鋪絲頭連接體連接在主機滑枕上，所述鋪絲頭連接體底部通過軸連接有上層鋪絲頭體，所述上層鋪絲頭體底部通過上層弧形導軌與中層鋪絲頭體相連，所述中層鋪絲頭體底部通過下層弧形導軌與下層鋪絲頭體相連，且上層弧形導軌與下層弧形導軌在水平方向上相互垂直；所述下層鋪絲頭體底部連接有鋪絲頭紗架。

所述上層鋪絲頭體的一側通過油缸支架鉸鏈連接油缸，油缸上端通過油缸支架固定在主機滑枕上；所述上層鋪絲頭體通過軸與鋪絲頭連接體相連。

所述上層鋪絲頭體上固定有上層鋪絲頭體減速機，上層鋪絲頭體減速機上端連接上層鋪絲頭體伺服電機，上層鋪絲頭體減速機輸出軸通過第一齒輪連接有上層驅動齒輪，所述上層驅動齒輪連接在中層鋪絲頭體上。

所述中層鋪絲頭體上固定有下層鋪絲頭體減速機，下層鋪絲頭體減速機上端連接下層鋪絲頭體伺服電機，下層鋪絲頭體減速機輸出軸通過中間齒輪連接下層驅動齒輪，所述下層驅動齒輪與下層鋪絲頭體相連。

所述下層鋪絲頭體上固定有鋪絲頭紗架減速機，鋪絲頭紗架減速機上連接鋪絲頭紗架伺服電機，鋪絲頭紗架減速機輸出端連接有第二齒輪，第二齒輪與鋪絲頭紗架上的齒輪相連。