CN101386138B - 向蜂窝柔性材料中填充铁粉的自动填充系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种向蜂窝柔性材料中填充铁粉的自动填充系统。它包括加工中心、加工中心主轴、刀柄接口、铁粉填料装置、蜂窝柔性材料、磁性固持平台、加工中心平台、支撑托架，加工中心上部设有加工中心主轴，加工中心主轴下端设有刀柄接口、铁粉填料装置，加工中心下部设有加工中心平台，加工中心平台上设有磁性固持平台，磁性固持平台上放置蜂窝柔性材料，支撑托架放在加工中心平台的一角。本发明利用数控加工中心的自动换刀和控制功能，通过加工中心主轴的刀柄接口自动抓住铁粉填料装置，在数控程序驱动下，向指定蜂窝柔性材料区域填充一定厚度的铁粉。填充结束后，数控加工中心将铁粉填料装置放回到支撑托架上，不会干涉加工过程。

Description

向蜂窝柔性材料中填充铁粉的自动填充系统

技术领域

本发明属于加工自动化领域，涉及一种向蜂窝柔性材料中自动填充铁粉的系统。

背景技术

蜂窝柔性材料是一种先进的复合材料，具有轻质、高强、密度低等优点，而且根据需要可以在较大范围内按照密度进行选择与调整，以Nomex蜂窝为芯材制成的夹层结构件，其比强度、比刚度约为钢材的9倍，同时蜂窝柔性材料具有耐腐蚀、抗冲击、抗疲劳、吸收振动能量和热稳定性好以及优良的绝缘性能和透电磁波等一系列优良特性。蜂窝柔性材料的应用首先是从航空航天领域开始的，从其投入应用以来有三件标志性的历史事件。第一件是美国的第一架八座商用飞机-里尔芳2100号，这架飞机仅重567kg，它以结构小巧、重量轻而称奇于世；第二件是哥伦比亚号航天飞机；第三件是波音767大型客机。蜂窝芯材料在这几个飞行器上取得了重大的成功。

蜂窝柔性材料作为一种新型的复合材料，由于具有各种优良的物理性能，其应用领域在不断扩大，但是由于这种新型材料独特的外形结构和特殊的各向异性力学性能使其加工成形比较困难。一般来说，蜂窝芯零件比较普遍地类似于金属、非金属加工中的板类零件，零件面积大，厚度小，零件本身的刚性差。因此，传统的应用于金属、非金属材料的加工成形夹紧固持方法根本不适用。目前，适用于蜂窝芯零件加工固持的方法大致可分为四种：(1)聚乙二醇法，(2)双面粘结带法，(3)隔膜法，(4)基于磁场和摩擦力的固持方法(ZL 01 1 35679.0)。前三种方法不能将蜂窝可靠地固持，而且工序繁琐、效率低下、成本高、环境污染严重。上述基于磁场和摩擦力的固持方法(4)，固持可靠，操作简捷、效率高、成本低、无污染。然而，根据(4)实现蜂窝加工固持时，首先要解决向蜂窝柔性材料孔隙中均匀填充铁粉的问题，正是根据这一应用需求本专利提出一种向蜂窝柔性材料中自动填充铁粉的方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种向蜂窝材料中自动填充铁粉系统。

它包括加工中心、铁粉填料装置、蜂窝柔性材料、磁性固持平台、支撑托架，加工中心上部设有加工中心主轴，加工中心包括加工中心主轴、刀柄接口、加工中心平台，加工中心主轴下端设有刀柄接口、铁粉填料装置，加工中心下部设有加工中心平台，加工中心平台上设有磁性固持平台，磁性固持平台上放置有蜂窝柔性材料，加工中心平台的一角放置有支撑托架。

所述的铁粉填料装置包括连接柄、交流步进电机、蜗轮蜗杆减速器、料斗、下料口、传送带、第一带轮、第二带轮、第一长带轮、第一传动轴、第二长带轮、第二传动轴，交流步进电机依次与蜗轮蜗杆减速器、第一带轮、第二带轮、第一传动轴、第一长带轮、第二传动轴、第二长带轮、传送带相连接，传送带下方设有下料口，传送带上方设有料斗，料斗上方设有连接柄。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：

1)利用加工中心自动换刀功能，通过刀柄接口自动抓紧铁粉填料装置；

2)在数控程序的驱动下，加工中心主轴带动铁粉填料装置沿按数控程序规划的路径在蜂窝材料上方填充铁粉，铁粉填充装置的移动速度、移动方向等参数都由程序控制，而且移动速度间接确定填料厚度；

3)铁粉填充结束后，加工中心主轴自动将铁粉填料装置放回到支撑托架上，支撑托架放置于加工中心平台的一角，避免与加工过程干涉。

附图说明

图1(a)是向蜂窝柔性材料中填充铁粉的自动填充铁粉系统主视图；

图1(b)是向蜂窝柔性材料中填充铁粉的自动填充铁粉系统俯视图；

图2(a)是本发明铁粉填充装置主视图；

图2(b)是图2(a)A-A剖视图。

图中：加工中心1、加工中心主轴2、刀柄接口3、铁粉填料装置4、蜂窝柔性材料5、磁性固持平台6、加工中心平台7、支撑托架8、连接柄9、交流步进电机10、蜗轮蜗杆减速器11、料斗12、下料口13、传送带14、第一带轮15、第二带轮16、第一长带轮17、第一传动轴18、第二长带轮19、第二传动轴20。

具体实施方式

如图1所示，向蜂窝柔性材料中填充铁粉的自动填充系统包括加工中心1、铁粉填料装置4、蜂窝柔性材料5、磁性固持平台6、支撑托架8，加工中心1上部设有加工中心主轴2，加工中心1包括加工中心主轴2、刀柄接口3、加工中心平台7，加工中心主轴2下端设有刀柄接口3、铁粉填料装置4，加工中心1下部设有加工中心平台7，加工中心平台7上设有磁性固持平台6，磁性固持平台6上放置有蜂窝柔性材料5，加工中心平台7的一角放置有支撑托架8。

如图2所示，铁粉填料装置4包括连接柄9、交流步进电机10、蜗轮蜗杆减速器11、料斗12、下料口13、传送带14、第一带轮15、第二带轮16、第一长带轮17、第一传动轴18、第二长带轮19、第二传动轴20，交流步进电机10依次与蜗轮蜗杆减速器11、第一带轮15、第二带轮16、第一传动轴18、第一长带轮17、第二传动轴20、第二长带轮19、传送带14相连接，传送带14下方设有下料口13，传送带14上方设有料斗12，料斗12上方设有连接柄9。

本发明的工作过程如下：

1)蜂窝柔性材料5放置在磁性固持平台6上，加工中心1利用自动换刀功能，通过加工中心主轴2上的刀柄接口3自动抓紧连接柄9，通过连接柄9带动铁粉填料装置4运动；

2)在数控程序的驱动下，加工中心主轴2带动铁粉填料装置4沿数控程序规划的路径在蜂窝材料5上方填充铁粉。铁粉填充装置的移动速度、移动方向等参数都由程序控制，而且移动速度间接确定填料厚度；

3)铁粉填充结束后，利用自动换刀功能，加工中心主轴2将铁粉填料装置4放回到支撑托架8上，支撑托架8位于加工中心平台7的一角。

Claims (2)

1.一种向蜂窝柔性材料中填充铁粉的自动填充系统，其特征在于包括加工中心(1)、铁粉填料装置(4)、蜂窝柔性材料(5)、磁性固持平台(6)、支撑托架(8)，加工中心(1)上部设有加工中心主轴(2)，加工中心(1)包括加工中心主轴(2)、刀柄接口(3)、加工中心平台(7)，加工中心主轴(2)下端设有刀柄接口(3)、铁粉填料装置(4)，加工中心(1)下部设有加工中心平台(7)，加工中心平台(7)上设有磁性固持平台(6)，磁性固持平台(6)上放置有蜂窝柔性材料(5)，加工中心平台(7)的一角放置有支撑托架(8)。

2.根据权利要求1所述的一种向蜂窝柔性材料中填充铁粉的自动填充系统，其特征在于所述的铁粉填料装置(4)包括连接柄(9)、交流步进电机(10)、蜗轮蜗杆减速器(11)、料斗(12)、下料口(13)、传送带(14)、第一带轮(15)、第二带轮(16)、第一长带轮(17)、第一传动轴(18)、第二长带轮(19)、第二传动轴(20)，交流步进电机(10)依次与蜗轮蜗杆减速器(11)、第一带轮(15)、第二带轮(16)、第一传动轴(18)、第一长带轮(17)、第二传动轴(20)、第二长带轮(19)、传送带(14)相连接，传送带(14)下方设有下料口(13)，传送带(14)上方设有料斗(12)，料斗(12)上方设有连接柄(9)。

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