CN109295599A - 一种碳纤维三维织物自动编织机变动程递纬装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳纤维三维织物自动编织机递纬装置，包括线性模组、底板、直线气缸、旋转气缸、递纬摆杆、瓷环、控纬摆杆、挡纬支架，碳纤维经过张力控制器穿入瓷环中，直线气缸活塞杆收回，控制控纬摆杆与挡纬支架形成闭合区域，阻止碳纤维滑出，随后递纬摆杆向上旋转，使磁环中的碳纤维与挡纬支架中的碳纤维形成一定角度的斜线递入引纬剑凹槽内，引纬剑收回将纱线引入三维织物碳缝通道中，完成一次递纬，往复运动，完成整个三维织物的递纬。本发明结构紧凑，设计新颖合理，辅助碳纤维三维织物自动编织机完成三维织物的自动化生产，降低了劳动强度，提高了生产效率和产品的一致性，实用性强，使用效果好，便于推广。

Description

一种碳纤维三维织物自动编织机变动程递纬装置

技术领域

本发明涉及一种编织成型碳纤维三维织物自动编织机变动程递纬装置，配合碳纤维三维织物自动编织机使用。

背景技术

碳纤维三维织物是近二十年来诞生的一种新型复合材料，是复合材料中异军突起的一支新秀，它以三维整体织物为增强体，其结构性显著改善了复合材料多方面的力学特性，从根本上克服了传统层合板层间剪切强度低而且易分层的缺点，在航空、航天、军工、汽车、医疗以及高级体育服务器等领域得到了广泛应用。然而，长期以来三维织物都采用人工编织方式进行，使得三维织物的成型效率低、人工劳动强度大、产品的一致性差。随着社会的进步和经济的发展，人工手动编织三维织物已不能满足市场的需求，急需一种编织成型碳纤维三维织物自动编织机递纬装置辅助碳纤维三维织物自动编织机完成自动化生产。

发明专利“一种受力均衡的递纬张开器”授权公告号：ZL201210414525.0，介绍了一种受力均衡的递纬张开器，包括递纬张开器本体，递纬张开器本体设置成长条板状结构；递纬张开器本体中间位置处的底部设有圆形通孔，头部开有椭圆形缺口；递纬张开器本体在椭圆形缺口的中下部位置处对称地开有斜面，即形成开口部；递纬张开器本体在开口部顶端设有倒角；递纬张开器本体开口部上端面之间的距离大于下端面之间的距离；递纬张开器本体的头部和底部分别设有第一平台和第二平台。本发明的受力均衡的递纬张开器在使用的过程中，其开口部的开口端斜面受力均衡，不会形成凹点，且递纬张开器的头部和底部设有的平台，可以起到避让的作用，防止与其他零部件发生碰撞，提高了受力均衡的递纬张开器的使用寿命。该装置结构设计简单实用，便于加工，其不足之处是不适用于新型编织成型碳纤维三维织物自动编织机。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供了一种编织成型碳纤维三维织物自动编织机变动程递纬装置，辅助碳纤维三维织物自动编织机完成三维织物的自动化生产，该装置采用线性模组、直线气缸、旋转气缸作为驱动原件，采用各零件部件精准配合完成变动程递纬工作。其结构紧凑，设计新颖合理，降低了人工递纬的劳动强度，提高了生产效率和产品质量，递纬精准，使用效果好，便于实现递纬的自动化。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种碳纤维三维织物自动编织机变动程递纬装置，其特征在于：包括碳纤维张力调节器、递纬装置底板、直线气缸座、旋转气缸座、线性模组、直线气缸、旋转气缸、递纬摆杆、挡纬支架和控纬摆杆，所述线性模组安装在碳纤维三维织物自动编织机递纬装置平台上，由销钉定位，螺栓紧固；所述递纬装置底板安装在线性模组滑台上，由销钉定位，螺栓紧固；递纬装置底板和滑台一起可在线性模组上左右移动，该递纬装置底板表面上中心两侧安装有若干个碳纤维张力调节器，供调节纱线张力、固定纱线位置使用；递纬装置底板前端下表面安装有旋转气缸座，由螺栓紧固；所述旋转气缸座上端安装有旋转气缸，由中心U型孔定位，由螺栓紧固；所述递纬摆杆安装在旋转气缸转盘上，由中心孔定位，由螺栓紧固；该递纬摆杆可与转盘一起绕旋转气缸轴旋转，以达到纱线所需的旋转角度；所述旋转气缸座安装有挡纬支架，由螺栓紧固；所述直线气缸座安装在递纬装置底板上，与旋转气缸座相邻，所述直线气缸安装在直线气缸座上，由中心孔定位，由螺母紧固；所述直线气缸活塞杆前端装有直线气缸活塞杆接头，由接头后端螺母调节前后距离；所述控纬摆杆一端与直线气缸相连，其中心安装在挡纬支架上，由第一销轴定位，并绕第一销轴旋转实现控纬工作。

所述递纬装置底板由线性模组驱动，可精准实现递纬装置的往复运动。

所述控纬摆杆的过线孔上安装有瓷环，材料为陶瓷，减少纱线从中穿过时的摩擦力，保证在控线时不对纱线造成损伤。

所述直线气缸通过直线气缸活塞杆接头和第二销轴与控纬摆杆相连，第二销轴安装在直线气缸活塞杆接头孔内，控纬摆杆可绕第二销轴旋转，实现运动形式的转换。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明适用于编织成型碳纤维三维织物自动编织机递纬装置，辅助碳纤维三维织物自动编织机完成自动化生产，本装置采用高精度线性模组控制递纬装置整体的左右移动，可实现变行程递纬的功能需求，递纬装置底板采用悬臂式结构，在狭小的递纬空间内，可增加向右伸长距离，既满足了递纬需求，又可在递纬工作完成后将递纬装置整体收回，不影响自动编织机其他机构的正常工作。控纬摆杆的旋转由直线气缸驱动，可根据反馈信号实时变角度旋转；递纬摆杆由旋转气缸直接驱动，检测旋转气缸角度的变化可实时控制递纬的高度；纱线所经过的张力调节器、瓷环全部选用陶瓷材料，可减少摩擦力，增加耐磨性；该装置递纬高度，纱线倾斜角度可调，递纬底板可移动，适用于自动编织机变行程递纬，辅助自动编织机完成对碳纤维三维织物的自动化生产，提高了产品的一致性和生产效率，结构设计新颖合理，实用性强。

附图说明

下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：

图1是本发明的结构示意图

图2是本发明递纬流程1的结构示意图

图3是本发明递纬流程2的结构示意图

图4是本发明递纬流程3的结构示意图

图5是本发明递纬流程3的左视图

图6是本发明递纬装置底板的结构示意图

图7是本发明直线气缸座的结构示意图

图8是本发明旋转气缸座的结构示意图

图9是本发明第一销轴的结构示意图

图10是本发明第二销轴的结构示意图

图11是本发明递纬摆杆的结构示意图

图12是本发明引纬剑的结构示意图

图13是本发明直线气缸活塞杆接头的结构示意图

图14是本发明瓷环的结构示意图

图15是本发明挡纬支架的结构示意图

图16是本发明挡纬摆杆的结构示意图

图17是本发明递纬路径示意图

图18是本发明递纬原理图

图19是本发明控制系统框图

图中：

1、张力调节器 2、底板

3、直线气缸座 4、旋转气缸座

5、第一销轴 6、第二销轴

7、线性模组 8、直线气缸

9、旋转气缸 10、递纬摆杆

11、引纬剑 12、瓷环

13、挡纬支架 14、控纬摆杆

15、直线气缸活塞杆接头 16、碳纤维

A、递纬起始点 B、递纬中点

C、递纬终点 D、控纬摆杆、递纬摆杆起始点

E、控纬摆杆工作点 F、递纬摆杆工作点

L₁、递纬摆杆向上摆动距离 L₂、控纬摆杆向右摆动距离

h₁、引纬剑正下方纱线距递纬平面高度 h₁、引纬剑最下端与递纬平面高度

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

如图1至图19所示，一种碳纤维三维织物自动编织机变动程递纬装置，包括碳纤维张力调节器1、递纬装置底板2、直线气缸座3、旋转气缸座4、线性模组7、直线气缸8、旋转气缸9、递纬摆杆10、挡纬支架13和控纬摆杆14，所述线性模组7安装在碳纤维三维织物自动编织机递纬装置平台上，由销钉定位，螺栓紧固；所述递纬装置底板2安装在线性模组7滑台上，由销钉定位，螺栓紧固；递纬装置底板2和滑台一起可在线性模组7上左右移动，该递纬装置底板2表面上中心两侧安装有若干个碳纤维张力调节器1，供调节纱线张力、固定纱线位置使用；递纬装置底板2前端下表面安装有旋转气缸座4，由螺栓紧固；所述旋转气缸座4上端安装有旋转气缸9，由中心U型孔定位，由螺栓紧固；所述递纬摆杆10安装在旋转气缸9转盘上，由中心孔定位，由螺栓紧固；该递纬摆杆10可与转盘一起绕旋转气缸轴旋转，以达到纱线所需的旋转角度；所述旋转气缸座4安装有挡纬支架13，由螺栓紧固；所述直线气缸座3安装在递纬装置底板2上，与旋转气缸座4相邻，所述直线气缸8安装在直线气缸座3上，由中心孔定位，由螺母紧固；所述直线气缸8活塞杆前端装有直线气缸活塞杆接头15，由接头后端螺母调节前后距离；所述控纬摆杆14一端与直线气缸8相连，其中心安装在挡纬支架13上，由第一销轴5定位，并绕第一销轴5旋转实现控纬工作。所述递纬装置底板2由线性模组7驱动，可精准实现递纬装置的往复运动。所述控纬摆杆14的过线孔上安装有瓷环12，材料为陶瓷，减少纱线从中穿过时的摩擦力，保证在控线时不对纱线造成损伤。所述直线气缸8通过直线气缸活塞杆接头15和第二销轴6与控纬摆杆14相连，第二销轴6安装在直线气缸8活塞杆接头孔内，控纬摆杆14可绕第二销轴6旋转，实现运动形式的转换。

如图2所示，纱线通过后端张力调节器1进入递纬摆杆10瓷环12中，第一纬编织时，固定纱线前端，引纬剑11穿过工装碳缝通道到达递纬机构预定位置时，直线气缸活塞杆向后移动，推动控纬摆杆14旋转，前端立柱控制纱线向前移动，控纬摆杆14前端立柱与挡纬支架13接触并形成封闭区域，阻止碳纤维划出。

如图4和图18所示，递纬摆杆向上移动，由D点向上移动距离L₁到F递纬摆杆工作点，此时碳纤维形成有一定角度的斜线，引纬剑最下端距递纬平面的距离为h₂，引纬剑正下方碳纤维距递纬平面的距离为h₁，如图5和图18所示，h₁＞h₂

此时，引纬剑下方的纱线进入引纬剑凹槽内，引纬剑向后移动，可将纱线带入碳缝通道内，完成递纬工作。

如图17所示，右侧正六边形为整列碳棒的外边界线，A-B-C为递纬轨迹线，A为起始点，递纬装置开始递纬工作时，线性模组7滑台带动底板2将递纬装置整体移动到A点，如图2所示，碳纤维16由筒子架通过助剂槽引出，通过张力控制器1，穿入瓷环12，准备递纬，控纬摆杆14和递纬摆杆10位于初始位置，碳纤维位于控纬摆杆14立柱的内侧，如图3和18，控纬摆杆14向右移动，由D点移动距离L2到E控纬摆杆工作点，控纬摆杆14立柱与挡纬支架13形成闭合区域，阻止碳纤维16外出，如图4和图18，接下来，递纬摆杆10向上移动，由D点向上移动距离L1到F递纬摆杆工作点，此时碳纤维形成有一定角度的斜线，引纬剑11最下端距递纬平面的距离为h2，引纬剑11正下方碳纤维16距递纬平面的距离为h1，如图5和图18所示，引纬剑11收回，可将碳纤维16引入三维织物碳缝中，递纬完成，引纬剑11移动到三维织物中间位置，光电传感器发出信号传送到直线气缸8，直线气缸8活塞杆伸出，控纬摆杆14由工作点E移动到D起始点，随后，光电传感器发出信号传送到旋转气缸9，递纬摆杆10由F工作点移动到D起始点，碳纤维16滑出，在引纬剑11的作用下，碳纤维16被固定在织物的边棒上，此时，完成一次递纬；工作台带动工装向前移动到下一个碳缝通道，线性模组7带动递纬底板2向后移动一定距离，引纬剑11从下一个碳缝通道中穿出移动到递纬处，重复上一个动作，再一次完成递纬；依次循环，完成A-B-C每一层的变行程递纬。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种碳纤维三维织物自动编织机变动程递纬装置，其特征在于：包括碳纤维张力调节器(1)、递纬装置底板(2)、直线气缸座(3)、旋转气缸座(4)、线性模组(7)、直线气缸(8)、旋转气缸(9)、递纬摆杆(10)、挡纬支架(13)和控纬摆杆(14)，所述线性模组(7)安装在碳纤维三维织物自动编织机递纬装置平台上；所述递纬装置底板(2)安装在线性模组(7)滑台上，该递纬装置底板(2)表面上安装有若干个碳纤维张力调节器(1)，递纬装置底板(2)前端安装有旋转气缸座(4)；所述旋转气缸座(4)上端安装有旋转气缸(9)，所述递纬摆杆(10)安装在旋转气缸(9)转盘上，所述旋转气缸座(4)安装有挡纬支架(13)，所述直线气缸座(3)安装在递纬装置底板(2)上，与旋转气缸座(4)相邻，所述直线气缸(8)安装在直线气缸座(3)上，所述直线气缸(8)活塞杆前端装有直线气缸活塞杆接头(15)，所述控纬摆杆(14)一端与直线气缸(8)相连，其中心安装在挡纬支架(13)上，由第一销轴(5)定位，并绕第一销轴(5)旋转实现控纬工作。

2.根据权利要求1所述的碳纤维三维织物自动编织机变动程递纬装置，其特征在于：所述递纬装置底板(2)由线性模组(7)驱动，可精准实现递纬装置的往复运动。

3.根据权利要求1所述的碳纤维三维织物自动编织机变动程递纬装置，其特征在于：所述控纬摆杆(14)的过线孔上安装有瓷环(12)，保证在控线时不对纱线造成损伤。

4.根据权利要求1所述的碳纤维三维织物自动编织机变动程递纬装置，其特征在于：所述直线气缸(8)通过直线气缸活塞杆接头(15)和第二销轴(6)与控纬摆杆(14)相连，实现运动形式的转换。