CN111016214B - 一种回型支撑结构件自动涂覆成型装置及涂覆成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回型支撑结构件自动涂覆成型装置，包括成型辅架和移动支架，成型辅架上表面安装木模，成型辅架两侧安装导轨，移动支架跨设在导轨上运动，所述移动支架跨设导轨方向的两端分别安装第一安装板和第二安装板，第一安装板外侧安装驱动装置，第一安装板和第二安装板之间依次安装压辊装置、送料装置和铺放装置，保证原料铺放和压实依次进行，木模下方的成型辅架上安装夹紧装置，将铺放之前的丝带夹紧，液态材料和丝带铺放完成后，第一折弯装置和第二折弯装置依次启动，完成回型结构的成型；本发明可实现回型纤维结构件的完全自动成型，从根本上解决劳动力不足的问题；本发明采用单方向的涂覆工艺，有利于获得更为平整的结构件表面。

Description

一种回型支撑结构件自动涂覆成型装置及涂覆成型方法

技术领域

本发明涉及复合纤维材料设备自动成型技术领域，具体涉及一种回型支撑结构件自动涂覆成型装置及涂覆成型方法。

背景技术

回型纤维结构件100是建筑电气工程安装中常用的用于架设各种线路的装置，适用于供电、控制电缆、照明配线等的架设，回型纤维结构件100主要由玻璃纤维增强材料和无机黏合剂复合制成，由于成型材料自身的阻燃性使得该回型纤维结构件具备良好的防火性能，线缆铺设在构件内，发生火灾时，回型构件对内部的线缆等起到很好的保护作用，因此得到广泛的应用。

目前人工加工仍然是回型纤维结构件100的主要成型方式，受限于回型纤维结构件100成型的时操作繁琐，现有的自动化的成型设备目前还不具备完全取代人力的能力。人工加工时通常需要多个工人来完成一个结构的制作，造成人力资源的浪费。由于人工制作需要足够的操作空间，结构件制作过程中无法形成有效封闭区域，不仅造成材料浪费，也污染了厂区环境。随着人工成本的增加，加上工作环境的影响，一些回型纤维结构件的生厂商正面临着人力资源不足的问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种回型支撑结构件自动涂覆成型装置，解决了现有技术中的涂覆效率低、成本高以及人力资源需求大的问题，本发明还提供一种回型支撑结构件自动涂覆成型方法。

技术方案：本发明所述的回型支撑结构件自动涂覆成型装置，包括成型辅架和移动支架，成型辅架上表面安装木模，成型辅架两侧安装导轨，移动支架跨设在导轨上运动，所述移动支架跨设导轨方向的两端分别安装第一安装板和第二安装板，所述第一安装板外侧安装驱动所述移动支架运动的驱动装置，所述第一安装板和第二安装板之间依次安装压辊装置、送料装置和铺放装置，所述送料装置置于所述压辊装置和铺放装置之间，保证原料铺放和压实依次进行，所述木模下方的成型辅架上安装夹紧装置，将铺放之前的丝带夹紧，木模下方的成型辅架上依次安装一次折弯装置和二次折弯装置，液态材料和丝带铺放完成后，第一折弯装置和第二折弯装置依次启动，完成回型结构的最终成型。

作为优选，所述压辊装置包括第一横杆、第二横杆、压辊、第一升降气缸、升降支架和弹簧，第一横杆的两端安装在所述第一安装板和第二安装板之间的移动支架上，第二横杆位于第一横杆下方，第一升降气缸安装在第一横杆上，第一升降气缸的连接杆穿过所述第一横杆后与第二横杆相连，所述升降支架包括两个，分别安装在所述第二横杆的两端，升降支架的下端与压辊固连，弹簧套设在升降支架外，升降气缸驱动压辊上下运动。

作为优选，所述送料装置包括料斗、齿轮、齿条、阀门和阀门电机，阀门置于所述料斗下端，并与齿条固连，齿轮和齿条相互啮合，阀门电机启动，驱动齿轮和齿条运动，在齿轮的带动下阀门开启/关闭，料斗里的液态原料流/停止流在木模上。

作为优选，所述夹紧装置包括夹块、契合块、夹紧气缸和相机，夹块为L型，其一端与夹紧气缸的推杆固定安装，另一端与契合块配合夹紧/松开丝带，所述契合块置于夹紧气缸和木模之间，夹紧气缸固定在所述成型辅架上，相机安装在成型辅架上，用于识别丝带是否到达夹紧装置处；铺放丝带前，夹紧气缸通过推杆将丝带夹块拉回，夹块和契合块边缘配合夹紧丝带，同时夹块收缩后完全在木模下方，丝带是否到达夹紧位置则由相机进行识别；夹紧完成后，移动支架开始前进，丝带进入所述铺放装置。

作为优选，所述铺放装置包括第二升降气缸、托架、切断刀和滚轴，所述滚轴为一可拆卸钢制圆柱长轴，用于放置铺放的物料，切断刀通过托架与第二升降气缸固定安装，滚轴带动丝带铺放在木模上，移动支架走完全程后，第二升降气缸将切断刀托架、切断刀放下，利用惯性切断丝带完成一次丝带的铺放。

作为优选，所述一次折弯装置有两组，分别安装在成型辅架相对的两侧，所述一次折弯装置包括一次折弯气缸、曲杆、推板和销轴，一次折弯气缸安装在木模放置平台下方，其一端与曲杆连接，末端固定在成型辅架上，销轴固定安装在木模下表面，曲杆一端通过销轴与推板连接，推板另一端安装在木模下方，一次折弯气缸推出带动曲杆绕销轴转动，从而驱动推板转动完成第一次折弯。

作为优选，与木模连接的推板一端设有滚轮，其与木模下表面抵接。

作为优选，所述二次折弯装置有两组，分别安装在与一次折弯装置对应的成型辅架的另外两侧，所述二次折弯装置包括第三升降气缸、支撑杆、二次折弯气缸和基座，第三升降气缸安装在成型辅架上，基座通过支撑杆与第三升降气缸安装，二次折弯气缸安装在基座上，第一次折弯完成后，第三升降气缸将基座升到指定位置，二次折弯气缸推动木模完成丝带的第二次折弯。

作为优选，成型辅架内对应木模四角的四周安装淌胶槽。

一种上述回型支撑结构件自动涂覆成型装置实现的自动涂覆成型方法，方法包括：

丝带夹紧：启动自动涂覆成型装置，夹紧装置将丝带一端夹紧；

丝带铺放：移动支架前进，铺放装置对丝带进行铺放；

液态送料：送料装置开启，将液态原料流在木模上；

液态铺放：铺放装置对液态原料进行铺放，形成复合材料；

压实：压辊装置对复合材料进行压实；

切断：移动支架走完全程，铺放装置切断丝带，完成一次铺放，送料装置关闭；

初次折弯：移动支架回程，启动一次折弯装置，其对丝带进行初次折弯；

二次折弯：一次折弯装置工作完成第一次折弯，之后进行第二次折弯，完成回型纤维支撑结构件的成型，结束装置的运行。

有益效果：本发明在铺放丝带之前首先采用夹紧装置夹住丝带，使丝带处于平整状态，使得涂覆和成型更加高效和准确；本发明可实现回型纤维结构件的完全自动成型，从根本上解决劳动力不足的问题；本发明采用单方向的涂覆工艺，有利于获得更为平整的结构件表面。

附图说明

图1为本发明所述的涂覆成型装置总装示意图；

图2为本发明所述的涂覆成型装置的移动支架示意图；

图3为本发明回型支撑结构件自动涂覆成型装置行走料车正视图；

图4为本发明回型支撑结构件自动涂覆成型装置一次折弯装置正视图；

图5为本发明回型支撑结构件自动涂覆成型装置二次折弯装置正视图；

图6为图3中B-B方向的剖面图；

图7为本发明回型支撑结构件自动涂覆成型装置料斗机构工作原理图；

图8为本发明回型支撑结构件自动涂覆成型装置图2的背向视图；

图9为本发明回型支撑结构件自动涂覆成型装置中行走料车剖视图；

图10为本发明回型支撑结构件自动涂覆成型装置中丝带夹紧装置示意图；

图11为本发明回型支撑结构件自动涂覆成型装置中视觉相机安装示意图；

图12为本发明回型支撑结构件自动涂覆成型装置回型纤维支撑结构件成型示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

参阅图1-图12所示，本发明的一种回型支撑结构件自动涂覆成型装置，包括成型辅架2和移动支架1，成型辅架主体为用方钢组成的框架，其垫脚为活动垫脚，便于在安装时调整装置高度，成型辅架主体包括放置木模3的平台、一次折弯装置21、二次折弯装置22及移动支架的导轨，在本发明的具体实施例中，移动支架1可为行走料车，成型辅架2的平台上放置木模3，成型辅架2两侧安装导轨，移动支架1跨设在导轨上运动，导轨末端的成型辅架上安装防撞橡胶块，移动支架1跨设导轨方向的两端分别相对安装第一安装板11和第二安装板12，所述第一安装板11外侧安装驱动所述移动支架1运动的驱动装置4，所述第一安装板11和第二安装板12之间依次安装压辊装置7、送料装置6和铺放装置10，所述送料装置6置于所述压辊装置7和铺放装置10之间，保证原料按照先铺放后压实的顺序依次进行，所述木模3下方的成型辅架2上安装夹紧装置5，将铺放之前的丝带夹紧，木模3下方的成型辅架2上依次安装一次折弯装置21和二次折弯装置22，液态材料和丝带铺放完成后，第一折弯装置和第二折弯装置依次启动，完成回型结构的最终成型。

在本发明的具体实施例中，成型辅架2长度分为三段框架，每段框架内均安装两种折弯装置各两组，该框架可设置为立方体结构，一次折弯装置21包括两组，分别位于该框架结构的相对的两侧面，二次折弯装置22也包括两组，对应安装与一次折弯装置相对应的同一水平面的另外两侧。每段框架内可单独完成一次回型结构支撑件的成型，采用三段框架同时进行，便于提高成型效率和方便运输。

在本发明中，驱动装置4包括行走电机41、电机驱动器42及带传动装置43按行走料车框架上预留空间进行安装，组成料车行走装置，行走料车第一安装板和第二安装板的外侧均安装有滚轮及带传动装置，行走电机的扭矩通过长轴从一端传动至另一端。

在本发明中，所述压辊装置7安装与第一安装板11和第二安装板12之间，在移动支架为启动时，靠近移动支架所在的导轨的边缘，相对于夹紧装置和送料装置以及铺放装置，当行走料车启动后，依次进行夹紧、送料、铺放、压实，送料、铺放和压实是个持续的过程，当行走料车走完导轨的全程，完成一次整体送料、压实和铺放；压辊装置7包括第一横杆71、第二横杆72、压辊73、第一升降气缸74、升降支架75和弹簧76，第一横杆的两端安装在所述第一安装板和第二安装板之间的移动支架上，第二横杆位于第一横杆下方，第一升降气缸安装在第一横杆上，第一升降气缸74的连接杆穿过所述第一横杆后与第二横杆相连，所述升降支架包括两个，分别安装在所述第二横杆的两端，升降支架的下端与压辊73固连，弹簧套设在升降支架外，压辊73利用第一升降气缸74实现升降，升降支架75上的弹簧76使装置具备一定的柔性，使压辊处于弹性支承状态，有利于压辊作业。

在本发明中，所述送料装置6安装于第一安装板和第二安装板之间，相对行走料车的移动方向的位置为置于压辊装置和铺放装置之间，用于完成液态原料流入到木模上，其包括料斗61、齿轮62、齿条63、阀门64、阀门电机65和阀门支架66，阀门64置于所述料斗61下端，并与齿条63固连，齿轮62和齿条63相互啮合，阀门电机65启动驱动齿轮和齿条运动，在齿轮62的带动下阀门64开启/关闭，料斗61里的液态原料流/停止流在木模3上。阀门下开设有可确保阀门运动平稳的一对轨道67，阀门支架66安装在两轨道的一端，用于支撑轨道。因为阀门是单独运动的，齿轮转动带动齿条进而带动阀门，这一滑动运动需要导轨保证运动的平稳，不然可能导致阀门关合不足造成材料浪费。

在进一步的实施例中，料斗装置为两个，对称安装在第一安装板和第二安装板之间，避免一个料斗装置出现损坏而机器无法使用的情况，此时，阀门需要两侧的导轨一起支撑，因此，两个阀门共用一对轨道，轨道安装在行走料车两侧内壁。

在本发明中，所述夹紧装置5安装在成型辅架1上，具体安装在靠近未启动时的行走料车那一端的成型辅架上，位于木模3下方；其包括夹块51、契合块52、夹紧气缸53和相机54，夹块51为L型，其一端与夹紧气缸53的推杆固定安装，另一端与契合块52配合夹紧/松开丝带，所述契合块52置于夹紧气缸53和木模3之间，夹紧气缸53固定在所述成型辅架1上，相机1安装在成型辅架1上，具体的，可在夹块51的两侧的成型辅架1上分别对应安装一个高清视觉相机，用于识别丝带是否到达夹紧装置处；铺放丝带前，夹紧气缸通过推杆将丝带夹块拉回，夹块和契合块边缘配合夹紧丝带，同时夹块收缩后完全在木模下方，丝带是否到达夹紧位置则由相机进行识别；夹紧完成后，移动支架开始前进，丝带进入所述铺放装置。

在本发明中，所述铺放装置10安装于第一安装板和第二安装板之间的料斗装置6的另一侧，用于放置铺放的物料，其包括第二升降气缸101、托架102、切断刀103和滚轴104，所述滚轴104为一可拆卸钢制圆柱长轴，用于放置铺放的物料，切断刀103通过托架102与第二升降气缸101固定安装，滚轴104带动丝带铺放在木模上，移动支架走完全程后，第二升降气缸101将切断刀托架、切断刀放下，利用惯性切断丝带完成一次丝带的铺放。当一次铺带完成后，切断到升降气缸将切断刀释放，切断刀利用其惯性切断铺放的物料，完成一次铺放。

在本发明中，一次折弯装置21有两组，分别安装在成型辅架1相对的两侧，所述一次折弯装置21包括一次折弯气缸211、曲杆212、推板213和销轴214，一次折弯气缸211安装在木模3放置平台下方，其一端与曲杆212连接，末端固定在成型辅架1上，销轴214固定安装在木模3下表面，曲杆212一端通过销轴214与推板213连接，推板213另一端安装在木模3下方，一次折弯气缸推出带动曲杆绕销轴转动，从而驱动推板转动完成第一次折弯。

在本发明的具体实施例中，与木模连接的推板一端安装有滚轮215，其与木模3下表面抵接，推板上安装滚轮，减少推板与木模间的摩擦。

在本发明中，所述二次折弯装置22有两组，分别安装在与一次折弯装置21对应的成型辅架的另外两侧，所述二次折弯装置22包括第三升降气缸221、支撑杆222、二次折弯气缸223和基座224，第三升降气缸221安装在成型辅架1上，基座224通过支撑杆222与第三升降气缸221安装，二次折弯气缸223安装在基座224上，第一次折弯完成后，第三升降气缸221将基座224升到指定位置，二次折弯气缸223推动木模3完成丝带的第二次折弯。

支撑杆222有两个，分别对称安装在第三升降气缸221的推杆两侧，以保证装置的整体稳定。其一端与基座224固连，另一端安装在框架上，由于支撑杆222是直线运动，所以支撑杆222和框架之间采用的为直线轴承。

行走料车安装有限位开关，当料车到达工作区域时，限位开关触发，料斗阀门打开，压辊放下；料车到达末端时再次触发开关，阀门关闭，压辊抬起，料车回程，当成型材料铺放完毕后，一次折弯装置工作完成第一次折弯，之后进行第二次折弯，完成防火电缆桥架成型作业。

本发明中，在放置木模的成型辅架的平台下方，以木模尺寸为基准，四周安装淌胶槽23。

行走料车工作时，由行走电机提供动力前进，此时压辊抬起，当行走料车上的行程开关触碰到，成型辅架上的限位块时被触发，此时阀门电机启动通过传动装置带动齿轮齿条机构运动，齿条与阀门固连，在齿轮的带动下阀门开启，料斗里的原料流在木模上。同时，升降气缸将压辊支架和压辊放下，压辊在行走料车1行进方向上位于料斗后方，便于先送料后压实的操作。当行走料车前进到成型辅架末端时，移动支架上的行程开关再次触发。行走电机反转，行走料车返程，此时料斗阀门在阀门电机驱动下关闭，同时压辊被压辊升降装置抬升，避免返程时压辊与木模上已压实的原材料接触。作业时，木模上多余的原料在压辊的挤压下流至定型框上上安装的淌胶槽上，避免原料对作业场所的环境造成污染。具体的，本发明实施例中的涂覆成型流程包括：

丝带夹紧：启动自动涂覆成型装置，夹紧装置将丝带一端夹紧；

丝带铺放：移动支架前进，铺放装置对丝带进行铺放；

液态送料：送料装置开启，将液态原料流在木模上；

液态铺放：铺放装置对液态原料进行铺放，形成复合材料；

压实：压辊装置对复合材料进行压实；

切断：移动支架走完全程，铺放装置切断丝带，完成一次铺放，送料装置关闭；

初次折弯：移动支架回程，启动一次折弯装置，其对丝带进行初次折弯；

二次折弯：一次折弯装置工作完成第一次折弯，之后进行第二次折弯，完成回型纤维支撑结构件的成型，结束装置的运行。

同时本发明上述实施例仅为说明本发明技术方案之用，仅为本发明技术方案的列举，并不用于限制本发明的技术方案及其保护范围。采用等同技术手段、等同设备等对本发明权利要求书及说明书所公开的技术方案的改进应当认为是没有超出本发明权利要求书及说明书所公开的范围。

Claims (7)

1.一种回型支撑结构件自动涂覆成型装置，其特征在于，包括成型辅架和移动支架，成型辅架上表面安装木模，成型辅架两侧安装导轨，移动支架跨设在导轨上运动，所述移动支架跨设导轨方向的两端分别安装第一安装板和第二安装板，第一安装板处安装驱动所述移动支架运动的驱动装置，所述第一安装板和第二安装板之间依次安装压辊装置、送料装置和铺放装置，送料装置置于所述压辊装置和铺放装置之间，保证原料铺放和压实顺序进行，所述木模下方的成型辅架上安装夹紧装置，用于将铺放之前的丝带夹紧，木模下方的成型辅架上依次安装一次折弯装置和二次折弯装置，液态材料和丝带铺放完成后，第一折弯装置和第二折弯装置依次启动，完成回型结构的最终成型；

所述一次折弯装置有两组，分别安装在成型辅架相对的两侧，所述一次折弯装置包括一次折弯气缸、曲杆、推板和销轴，一次折弯气缸安装在木模放置平台下方，其一端与曲杆连接，末端固定在成型辅架上，销轴固定安装在木模下表面，曲杆一端通过销轴与推板连接，推板另一端安装在木模下方，一次折弯气缸推出带动曲杆绕销轴转动，从而驱动推板转动完成第一次折弯，与木模连接的推板一端设有滚轮，其与木模下表面抵接；

所述二次折弯装置有两组，分别安装在与一次折弯装置对应的成型辅架的另外两侧，所述二次折弯装置包括第三升降气缸、支撑杆、二次折弯气缸和基座，第三升降气缸安装在成型辅架上，基座通过支撑杆与第三升降气缸安装，二次折弯气缸安装在基座上，第一次折弯完成后，第三升降气缸将基座升到指定位置，二次折弯气缸推动木模完成丝带的第二次折弯。

2.根据权利要求1所述的回型支撑结构件自动涂覆成型装置，其特征在于，所述压辊装置包括第一横杆、第二横杆、压辊、第一升降气缸、升降支架和弹簧，第一横杆的两端安装在所述第一安装板和第二安装板之间的移动支架上，第二横杆位于第一横杆下方，第一升降气缸安装在第一横杆上，第一升降气缸的连接杆穿过所述第一横杆后与第二横杆相连，所述升降支架包括两个，分别安装在所述第二横杆的两端，升降支架的下端与压辊固连，弹簧套设在升降支架外，升降气缸驱动压辊上下运动。

3.根据权利要求1所述的回型支撑结构件自动涂覆成型装置，其特征在于，所述送料装置包括料斗、齿轮、齿条、阀门和阀门电机，阀门置于所述料斗下端，并与齿条固连，齿轮和齿条相互啮合，阀门电机启动，驱动齿轮和齿条运动，在齿轮的带动下阀门开启/关闭，料斗里的液态原料流/停止流在木模上。

4.根据权利要求1所述的回型支撑结构件自动涂覆成型装置，其特征在于，所述夹紧装置包括夹块、契合块、夹紧气缸和相机，夹块为L型，其一端与夹紧气缸的推杆固定安装，另一端与契合块配合夹紧/松开丝带，所述契合块置于夹紧气缸和木模之间，夹紧气缸固定在所述成型辅架上，相机安装在成型辅架上，用于识别丝带是否到达夹紧装置处；铺放丝带前，夹紧气缸通过推杆将丝带夹块拉回，夹块和契合块边缘配合夹紧丝带，同时夹块收缩后完全在木模下方，丝带是否到达夹紧位置则由相机进行识别；夹紧完成后，移动支架开始前进，丝带进入所述铺放装置。

5.根据权利要求1所述的回型支撑结构件自动涂覆成型装置，其特征在于，所述铺放装置包括第二升降气缸、托架、切断刀和滚轴，所述滚轴为一可拆卸钢制圆柱长轴，用于放置铺放的物料，切断刀通过托架与第二升降气缸固定安装，滚轴带动丝带铺放在木模上，移动支架走完全程后，第二升降气缸将切断刀托架、切断刀放下，利用惯性切断丝带完成一次丝带的铺放。

6.根据权利要求1所述的回型支撑结构件自动涂覆成型装置，其特征在于，成型辅架内对应木模四角的四周安装淌胶槽。

7.一种根据权利要求1-6任一项所述的回型支撑结构件自动涂覆成型装置实现的自动涂覆成型方法，其特征在于，所述方法包括：

丝带夹紧：启动自动涂覆成型装置，夹紧装置将丝带一端夹紧；

丝带铺放：移动支架前进，铺放装置对丝带进行铺放；

液态送料：送料装置开启，将液态原料流在木模上；

液态铺放：铺放装置对液态原料进行铺放，形成复合材料；

压实：压辊装置对复合材料进行压实；

切断：移动支架走完全程，铺放装置切断丝带，完成一次铺放，送料装置关闭；

初次折弯：移动支架回程，启动一次折弯装置，其对丝带进行初次折弯；

二次折弯：一次折弯装置工作完成第一次折弯，之后进行第二次折弯，完成回型纤维支撑结构件的成型，结束装置的运行。

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