[發明專利]一種應用于曲面的復合材料自動鋪放裝置

有效

• 申請號: 202010830271.5
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN112078148B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 肖曉暉;段寶閣;王鎮;何思宇;楊尚尚;陸偉
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/38;B29C70/54
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 黃靖

1.一種應用于曲面的復合材料自動鋪放裝置，其特征在于：包括依次設置的，

送料裝置，其包括纖維絲束送料裝置和樹脂膜送料裝置，所述纖維絲束送料裝置和樹脂膜送料裝置分別用于輸送干纖維絲和樹脂膜；

熱壓輥裝置，其用于加熱樹脂膜并使其與干纖維絲共同構成半預浸料；

張力和速度測量裝置，其用于測量半預浸料張力與傳輸速度；

噴撒裝置，其用于噴撒苯氧基粉末能降低半預浸料粘性的物質；

夾緊裝置，其包括主動施壓夾緊裝置和主動擺動夾緊裝置，所述主動施壓夾緊裝置和主動擺動夾緊裝置相互配合用于夾持半預浸料并使其產生剪切扭轉組合變形；所述主動擺動夾緊裝置安裝在主動施壓夾緊裝置的正下方，且兩者轉軸平行使其能夠在統一平面內擺動，從而完成對半預浸料的扭轉；

其中主動施壓夾緊裝置包括夾緊氣缸、鉸鏈、施壓夾緊輥安裝架和施壓夾緊輥；所述夾緊氣缸的活塞桿底部連接鉸鏈，施壓夾緊輥安裝架與所述夾緊氣缸的活塞桿通過鉸鏈進行鉸接，所述施壓夾緊輥安裝架中設有與所述鉸鏈垂直方向設置的轉軸，施壓夾緊輥安裝在施壓夾緊輥安裝架上的轉軸上，所述施壓夾緊輥可以被動地繞鉸鏈轉動；

其中主動擺動夾緊裝置包括擺動電機、擺動電機輸出齒輪、擺動夾緊輥安裝架和擺動夾緊輥，其中擺動電機的輸出軸與所述擺動電機輸出齒輪固定連接，擺動夾緊輥安裝架上固連有扇形齒輪，所述扇形齒輪與擺動電機輸出齒輪相嚙合，擺動夾緊輥安裝架和擺動夾緊輥可以繞扇形齒輪的轉軸轉動；

所述主動擺動夾緊裝置中的扇形齒輪的轉軸與所述主動施壓夾緊裝置的鉸鏈平行，兩者在同一平面內擺動；此時施壓夾緊輥安裝架和施壓夾緊輥被動地繞鉸鏈轉動，同時結合氣缸活塞的伸縮可以實現半預浸料的扭轉變形；

壓實裝置，其用于將半預浸料壓實在前一鋪層或模具上，所述壓實裝置包括滑臺、多個并列設置的壓實氣缸，所述壓實氣缸底部固定連接壓靴片，所述壓靴片側面設有與所述切割裝置配合完成剪切的砧板；所述壓實氣缸沿所述半預浸料帶寬方向并列設置并和所述滑臺滑動連接，其中的各個壓靴片上有燕尾槽與燕尾鑲條，相鄰的壓靴片通過燕尾槽與燕尾鑲條進行配合，各個壓靴片分別與對應的壓實氣缸相連，各壓實氣缸壓力可單獨控制；

切割裝置，其用于切割半預浸料；

收卷裝置，其用于回收背襯紙。

2.根據權利要求1所述的一種應用于曲面的復合材料自動鋪放裝置，其特征在于：所述纖維絲束送料裝置和樹脂膜送料裝置均包括送料電機、送料傳動軸與原料盤，所述送料電機進行驅動，送料傳動軸與電機輸出軸通過第一聯軸器相聯接，纖維絲或樹脂膜的原料盤裝在送料傳動軸上，控制電機運動使兩原料盤的線速度保持一致，將纖維絲與樹脂膜以所需的速度輸送到熱壓輥上。

3.根據權利要求1所述的一種應用于曲面的復合材料自動鋪放裝置，其特征在于：所述熱壓輥裝置包括加熱輪、黏附輪、黏附輪架和黏附輪氣缸，所述加熱輪上設有加熱裝置，所述黏附輪安裝在所述黏附輪架上，所述黏附輪氣缸提供干纖維絲與樹脂膜黏附所需壓力；加熱輪可調節其溫度并通過電機驅動，由加熱輪提供干纖維絲與樹脂膜黏附所需溫度，并且通過電機驅動與送料裝置相配合，共同控制輸送速度與張力，所述熱壓輥裝置將干纖維絲與樹脂膜黏附形成的半預浸料輸送至夾緊裝置處。

4.根據權利要求1所述的一種應用于曲面的復合材料自動鋪放裝置，其特征在于：所述張力和速度測量裝置包括張力傳感器、第二聯軸器和編碼器，所述張力傳感器和所述編碼器同軸安裝，所述張力傳感器與半預浸料間不發生相對滑動，在測量輸送張力的同時將輸送速度轉化為其轉軸的轉速，然后編碼器獲取張力傳感器轉軸轉速后再結合其半徑換算得到輸帶速度。

5.根據權利要求1所述的一種應用于曲面的復合材料自動鋪放裝置，其特征在于：所述噴撒裝置設置在熱壓輥裝置下游，用于將苯氧基粉末能降低半預浸料粘性的物質均勻地噴撒到半預浸料。

6.根據權利要求1所述的一種應用于曲面的復合材料自動鋪放裝置，其特征在于：所述切割裝置包括切割刀和砧板，所述砧板安裝在壓靴上，所述切割刀垂直于所述砧板設置，切割時保持壓靴的壓緊狀態將半預浸料切斷。

7.根據權利要求1所述的一種應用于曲面的復合材料自動鋪放裝置，其特征在于：所述收卷裝置包括收卷電機、收卷傳動軸和背襯紙盤，其中收卷電機進行驅動，收卷傳動軸與收卷電機輸出軸通過第三聯軸器聯接，背襯紙盤安裝在收卷傳動軸上，工作時控制收卷電機使其穩定收卷背襯紙。