CN111452394A - 一种自动化料片铺贴装置和铺贴方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化料片铺贴装置和铺贴方法，复合材料制备技术领域，本发明包括系统支架；铺贴模具支架，四个侧面连接支座板，支座板上设置有螺旋升降机a，螺旋升降机a固定在支座板上，螺旋升降机a的输出端连接升降丝杠，升降丝杠顶部固定托料板，托料板能够随所述升降丝杠上下移动；以及铺贴模具，置于铺贴模具支架的顶端，四个铺贴压实装置和顶部压紧装置分别位于铺贴模具的左、右、前、后和顶部，能够将料片紧密铺贴在铺贴模具上。本发明能够实现复合材料干布、预浸料的自动化铺贴作业，节约了人力成本，提供了铺贴的质量一致性；提高了铺贴作业效率，大大提高了自动化料片铺贴装置的实用性，具有多品类料片铺贴的兼容性，适于推广使用。

Description

一种自动化料片铺贴装置和铺贴方法

技术领域

本发明属于复合材料铺贴技术领域，涉及复材行业的干布及预浸料的自动化铺贴技术，尤其是一种自动化料片铺贴装置和铺贴方法。

背景技术

在现有的料片铺贴作业生产中，都是采用人工来操作完成，人工拾取料片，人工将料片放置到模具上，人工铺贴成型，该过程全部由人工操作。严重依赖操作人员的手工技能及体力，不具备自动化特征，难以保证质量一致性，并且重复单一的体力操作容易造成操作人员疲惫与肌肉劳损，造成人力成本的增加，而市面上尚未发现有专门用于料片铺贴的自动化设备。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种自动化料片铺贴装置，具备干布、预浸料等多种材料兼容性，能够实现料片铺贴自动化。

一种自动化料片铺贴装置，包括：

系统支架，其上设有第一铺贴压实装置、第二铺贴压实装置、第三铺贴压实装置、第四铺贴压实装置和顶部压紧装置；

铺贴模具支架，所述铺贴模具支架四个侧面连接支座板，所述支座板上设置有螺旋升降机a，所述螺旋升降机a固定在所述支座板上，所述螺旋升降机a的输出端连接升降丝杠，所述升降丝杠顶部固定托料板，所述托料板能够随所述升降丝杠上下移动；

铺贴模具，置于所述铺贴模具支架的顶端，所述第一铺贴压实装置、第二铺贴压实装置、第三铺贴压实装置、第四铺贴压实装置和顶部压紧装置分别位于所述铺贴模具的左、右、前、后和顶部，能够将料片紧密铺贴在所述铺贴模具上。

可选地，还包括导向光轴，所述导向光轴的底端滑动连接在所述支座板上，顶端与托料板固定连接，所述导向光轴与所述升降丝杠平行以为托料板的上下移动提供导向。

可选地，所述第一铺贴压实装置、第二铺贴压实装置、第三铺贴压实装置、第四铺贴压实装置的结构相同，均包括：

料片压板，位于所述托料板上方，在靠近铺贴模具的一端设置有第一压块，所述料片压板上表面设有直线导轨a；

升降板，所述升降板底端滑动连接在所述直线导轨a上，侧面滑动连接在所述直线导轨b上，顶端连接在螺旋升降机b的输出端；所述螺旋升降机b和所述直线导轨b设在所述系统支架上；

压实气缸，所述压实气缸的缸筒固定在所述升降板上，输出活塞连接所述料片压板，所述压实气缸能够驱动所述料片压板相对于所述上升降板在所述直线导轨a上滑动，主要作用是给压料板提供一个横向的推力，使压料板压铺贴过程中紧料片；

可选地，所述托料板上靠近铺贴模具的一端设置有第二压块，与所述第一压块配合以夹持所述料片。

可选地，所述第一压块和所述第二压块均采用软硅橡胶材质；第二压块的截面为三角形截面。

可选地，所述顶部压紧装置包括：

压紧气缸，所述压紧气缸的缸筒与系统支架1固定连接，活塞杆与顶压板固定连接；所述活塞杆伸缩运动能够带动所述顶压板上下运动。

导柱，至少两个，一端与所述顶压板固定连接，另一端与所述系统支架滑动连接以导向所述顶压板的上下运动。

可选地，所述螺旋升降机a和所述螺旋升降机b在伺服电机驱动下同步运动。

可选地，还包括支撑弯板，所述支撑弯板呈L型，一侧连接在所述铺贴模具支架的侧面，另一个侧固定连接支座板。

一种自动化料片铺贴方法，采用本发明所述自动化料片铺贴装置，具体步骤如下：

S1，所述螺旋升降机a驱动所述托料板上升并使得所述第二压块与所述铺贴模具表面齐平；将待铺贴的料片置于所述铺贴模具表面；

S2，所述螺旋升降机b驱动所述料片压板下降使得所述第一压块和所述第二压块加紧所述料片；

S3，所述顶部压紧装置将所述料片在铺贴模具上表面压紧；

S4，第一铺贴压实装置、第二铺贴压实装置、第三铺贴压实装置和第四铺贴压实装置所述铺贴模具侧面进行铺贴作业。

可选地，第一铺贴压实装置和第二铺贴压实装置先铺贴左右两侧，然后第三铺贴压实装置和第四铺贴压实装置铺贴前后两侧；或者

第一铺贴压实装置、第三铺贴压实装置、第二铺贴压实装置和第四铺贴压实装置依次铺贴。

本发明的优点在于：

本发明的一种自动化料片铺贴装置，采用螺旋升降机a的驱动升降方式，所述第一铺贴压实装置、第二铺贴压实装置、第三铺贴压实装置、第四铺贴压实装置和顶部压紧装置分别位于所述铺贴模具的左、右、前、后和顶部，能够将料片紧密铺贴在所述铺贴模具上。本发明能够实现复合材料干布、预浸料的自动化铺贴作业，节约了人力成本，提供了铺贴的质量一致性。提高了铺贴作业效率，大大提高了自动化料片铺贴装置的实用性，具有多品类料片铺贴的兼容性，适于推广使用。

附图说明

图1是本发明一种自动化料片铺贴装置的主视图；

图2是本发明一种自动化料片铺贴装置的俯视图；

图3是第二铺贴压实装置的结构示意图；

图4是第一铺贴压实装置、第二铺贴压实装置和顶部压紧装置的结构示意图。

图中：

1.系统支架； 2.铺贴模具支架； 3.铺贴模具； 4.第一铺贴压实装置；

5.第二铺贴压实装置； 6.第三铺贴压实装置； 7.第四铺贴压实装置； 8.顶部压紧装置；

100.料片；

9.支座板； 10.螺旋升降机a； 11.升降丝杠； 12.托料板；

13.导向光轴； 1301.滑动轴承； 14.第二压块； 15.支撑弯板；

401.料片压板； 402.第一压块； 403.直线导轨a； 404.升降板；

405.直线导轨b； 406.螺旋升降机b； 407.压实气缸； 801.压紧气缸；

802.顶压板； 803.导柱； 804.滑动轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，本发明提供一种自动化料片铺贴装置，用于实现对料片100的自动化铺贴。本发明的自动化料片铺贴装置，包括：

系统支架1，其上设有第一铺贴压实装置4、第二铺贴压实装置5、第三铺贴压实装置6、第四铺贴压实装置7和顶部压紧装置8；

铺贴模具支架2，铺贴模具支架2四个侧面连接支座板9，支座板9上设置有螺旋升降机a10，螺旋升降机a10固定在支座板9上，螺旋升降机a10的输出端连接升降丝杠11，升降丝杠11顶部固定托料板12，托料板12能够随升降丝杠11上下移动；

铺贴模具3，置于铺贴模具支架2的顶端，第一铺贴压实装置4、第二铺贴压实装置5、第三铺贴压实装置6、第四铺贴压实装置7和顶部压紧装置8分别位于铺贴模具3的左、右、前、后和顶部，能够将料片100紧密铺贴在铺贴模具3上。

上述提供的自动化料片铺贴装置，通过螺旋升降机a10提供托料板12的自动升降，实现了铺贴位置的自动化，通过将铺贴模具3左、右、前、后和顶部分别设置第一铺贴压实装置4、第二铺贴压实装置5、第三铺贴压实装置6、第四铺贴压实装置7和顶部压紧装置8，分别对各个侧面进行铺贴，节省人力成本，并且螺旋升降机a10自动化控制，铺贴一致，成品率高；具备干布、预浸料等多种材料兼容性，能够实现料片铺贴自动化。

如图1和图3所示，本发明的自动化料片铺贴装置还包括导向光轴13，导向光轴13至少两个，导向光轴13的底端滑动连接在支座板9上，顶端与托料板12固定连接，导向光轴13与升降丝杠11平行以为托料板12的上下移动提供导向。在其他的实施例中，导向光轴13可以通过滑动轴承1301与所述支座板9滑动连接；反之，导向光轴13也可以一端与托料板滑动连接，另一端与支座板9固定连接，都可以起到很好的导向作用。

本发明中第一铺贴压实装置4、第二铺贴压实装置5、第三铺贴压实装置6、第四铺贴压实装置7的结构相同，以第一铺贴压实装置4为例，如图3和图4所示，均包括：

料片压板401，位于托料板12上方，在靠近铺贴模具3的一端设置有第一压块402，所述料片压板401上表面设有直线导轨a403；

升降板404，升降板404底端滑动连接在直线导轨a403上，侧面滑动连接在直线导轨b405上，顶端连接在螺旋升降机b406的输出端；螺旋升降机b406和直线导轨b405设在系统支架1上；

压实气缸407，压实气缸407的缸筒固定在升降板404上，输出活塞连接料片压板401，压实气缸407能够驱动料片压板401相对于升降板404在直线导轨a403上滑动；

上述第一铺贴压实装置4中采用螺旋升降机b406和压实气缸407进行相对位置的调整，可以自动化控制，因为位置调整精确一致，一铺贴压实装置4、第二铺贴压实装置5、第三铺贴压实装置6、第四铺贴压实装置7同步进行调整，可以实现对于料片100的均匀加压和铺贴，铺贴质量得到很到提高。需要解释说明的是，在进行铺贴作业过程中，螺旋升降机a10和螺旋升降机b406在初始状态分别在伺服电机驱动下使得料片压板401和托料板12接近，以便于加紧料片100的边缘，在进行侧面铺贴的时候，螺旋升降机a10和螺旋升降机b406需要同步下降以实现对料片100的稳定铺贴；并且的下降的过程中，由于铺贴模具3的侧面可能是斜面，因此需要压实气缸407的伸缩配合提供料片100的压实力，以实现对于料片100的同步下降和铺贴的自动化控制过程。

可选地，所述托料板12上靠近铺贴模具3的一端设置有第二压块14，与第一压块402配合以夹持料片100。如图4所示，第二压块14和第一压块402均位于铺贴模具3的侧面，二者在螺旋升降机a10和螺旋升降机b406的作用下可以压紧料片100，优选地，第一压块402和第二压块14均采用软硅橡胶材质，以避免对料片100的损伤。第二压块14的截面为三角形截面，如图4，第二压块14称楔形，一个侧面固定在托料板12的侧面，顶部用于夹紧料片100，靠近铺贴模具3的一侧为三角形的尖角端，在铺贴的过程中，在第一压块402和第二压块14一起夹持料片100铺贴到接近铺贴模具3底部的时候，第二压块14加速下行，从而将三角形截面的第二压块14，整体抽出料片100底部，在这个过程中，第一压块402缓慢跟随运动，完成最后一点料片100的铺贴。

进一步地，顶部压紧装置8固定在系统支架1上，并位于铺贴模具3的上方，用于压紧料片100在铺贴模具3的顶面。具体地，如图4，顶部压紧装置8包括：

压紧气缸801，压紧气缸801的缸筒与系统支架1固定连接，活塞杆与顶压板802固定连接；活塞杆伸缩运动能够带动顶压板802上下运动。

导柱803，至少两个，一端与顶压板802固定连接，另一端与系统支架1滑动连接以导向顶压板802的上下运动。其中，导柱803的连接方式也可以选择一端与定压板802滑动连接，另一端与系统支架1固定连接；对于滑动连接方式，也可以选择采用滑动轴承804或直接通孔滑接的方式，具体可以根据需要进行设计。

通过设计顶部压紧装置8，可以根据压紧气缸801调整料片100在铺贴模具3上的压紧力，同时，通过顶部压紧装置8对料片100的压紧，可以防止在铺贴模具3侧面铺贴过程中料片100发生错动，影响铺贴质量。

优选地，螺旋升降机a10和螺旋升降机b406在伺服电机驱动下同步运动。在铺贴作业过程中，螺旋升降机a10和螺旋升降机b406同时同步下降，这样可以保证第一压块14和第一压块402始终保持对料片100的夹紧力，同时由于在铺贴的过程中要不断释放料片100，因此需要压实气缸407不断调整第二压块14与铺贴模具3侧面之间的铺贴力，实现自动化控制铺贴。

如图3，本发明的自动化料片铺贴装置还包括支撑弯板15，支撑弯板15呈L型，一侧连接在铺贴模具支架2的侧面，另一个侧固定连接支座板9。通过支撑弯板15，可以保证支座板9的水平位置，并且为了稳定性，在支撑弯板15的内侧设置加强筋，形成三角支撑。

本发明还提供一种自动化料片铺贴方法，采用本发明的自动化料片铺贴装置，具体步骤如下：

S1，螺旋升降机a10驱动托料板12上升并使得第二压块14与铺贴模具3表面齐平；将待铺贴的料片100置于铺贴模具3表面；

S2，螺旋升降机b402驱动料片压板401下降使得第一压块402和第二压块14接触并夹紧料片100；

S3，顶部压紧装置8将料片100在铺贴模具3上表面压紧；

S4，第一铺贴压实装置4、第二铺贴压实装置5、第三铺贴压实装置6和第四铺贴压实装置7在铺贴模具3侧面进行铺贴作业。

自动化铺贴作业过程中，在顶部压紧装置8将料片100在铺贴模具3上表面压紧后，可以有两种作业方式：一种是第一铺贴压实装置4和第二铺贴压实装置5同步夹持住料片100进行铺贴作业，完毕后，第三铺贴压实装置6和第四铺贴压实装置7同步夹持住料片100进行铺贴作业，左右一起完成铺贴作业后，前后一起进行铺贴作业。另一种是，第一铺贴压实装置4夹持住料片100进行铺贴作业；第三铺贴压实装置6夹持住料片100进行铺贴作业；第二铺贴压实装置5夹持住料片100进行铺贴作业；第四铺贴压实装置7夹持住料片100进行铺贴作业，四个面依次进行铺贴作业。

本发明的自动化料片铺贴装置中，直线导轨b405与系统支架1用螺栓连接固定；升降板404与直线导轨b405滑动连接，水平方向的直线导轨a403与料片压板401用螺栓连接固定；升降板404的底部与直线导轨a403滑动连接；在以上滑动连接的地方，先将系统支架1、升降板404以及料片压板401上螺栓连接导轨滑块，在通过导轨滑块与所述直线导轨a403和直线导轨b405滑动连接。

作为可选方案，压实气缸407的缸筒与升降板404之间用螺栓连接固定，压实气缸407的活塞杆与料片压板401之间用螺栓连接固定，料片压板401与第一压块402之间用螺栓连接固定；在压实气缸407的作用下，料片压板401可以在水平方向进行移动，从而使得第一压块402与铺贴模具3侧壁软接触压实；直线导轨a403、料片压板401、压实气缸407、升降板404、直线导轨b405、第一压块402连接成为一个整体，螺旋升降机b4062在伺服电机作用下，这个整体实现竖直方向的上下移动。

托料板12与第二压块14之间用螺栓连接固定；支撑弯板15与铺贴模具支架2之间用螺栓连接固定；支座板9与支撑弯板15之间用螺栓连接固定；支座板9与线性轴承或滑动轴承1301之间用螺栓连接固定；导向光轴13与托料板12之间用螺栓连接固定；螺旋升降机a10与支座板9之间用螺栓连接固定；螺旋升降机a10在伺服电机作用下，驱动托料板12与第二压块14在竖直方向上可以上下移动。

自动化作业中，螺旋升降机a10和螺旋升降机b406在伺服电机驱动下同步运动，使得托料板12、第二压块14与料片压板401、第一压块402一起夹持着料片100，在竖直方向上同步上下移动，从而实现在铺贴模具3上的铺贴作业；在此过程中，通过压实气缸407的作用，使得第一压块402将料片100软接触压实在铺贴模具3侧壁。

Claims (10)

1.一种自动化料片铺贴装置，其特征在于，包括：

系统支架，其上设有第一铺贴压实装置、第二铺贴压实装置、第三铺贴压实装置、第四铺贴压实装置和顶部压紧装置；

铺贴模具支架，所述铺贴模具支架四个侧面连接支座板，所述支座板上设置有螺旋升降机a，所述螺旋升降机a固定在所述支座板上，所述螺旋升降机a的输出端连接升降丝杠，所述升降丝杠顶部固定托料板，所述托料板能够随所述升降丝杠上下移动；

铺贴模具，置于所述铺贴模具支架的顶端，所述第一铺贴压实装置、第二铺贴压实装置、第三铺贴压实装置、第四铺贴压实装置和顶部压紧装置分别位于所述铺贴模具的左、右、前、后和顶部，能够将料片紧密铺贴在所述铺贴模具上。

2.如权利要求1所述的自动化料片铺贴装置，其特征在于，还包括导向光轴，所述导向光轴的底端滑动连接在所述支座板上，顶端与托料板固定连接，所述导向光轴与所述升降丝杠平行以为托料板的上下移动提供导向。

3.如权利要求1所述的自动化料片铺贴装置，其特征在于，所述第一铺贴压实装置、第二铺贴压实装置、第三铺贴压实装置、第四铺贴压实装置的结构相同，均包括：

料片压板，位于所述托料板上方，在靠近铺贴模具的一端设置有第一压块，所述料片压板上表面设有直线导轨a；

升降板，所述升降板底端滑动连接在所述直线导轨a上，侧面滑动连接在所述直线导轨b上，顶端连接在螺旋升降机b的输出端；所述螺旋升降机b和所述直线导轨b设在所述系统支架上；

压实气缸，所述压实气缸的缸筒固定在所述升降板上，输出活塞连接所述料片压板，所述压实气缸能够驱动所述料片压板相对于所述上升降板在所述直线导轨a上滑动。

4.如权利要求1所述的自动化料片铺贴装置，其特征在于，所述托料板上靠近铺贴模具的一端设置有第二压块，与所述第一压块配合以夹持所述料片。

5.如权利要求1所述的自动化料片铺贴装置，其特征在于，所述第一压块和所述第二压块均采用软硅橡胶材质；第二压块的截面为三角形截面。

6.如权利要求1所述的自动化料片铺贴装置，其特征在于，所述顶部压紧装置包括：

压紧气缸，所述压紧气缸的缸筒与系统支架固定连接，活塞杆与顶压板固定连接；所述活塞杆伸缩运动能够带动所述顶压板上下运动。

导柱，至少两个，一端与所述顶压板固定连接，另一端与所述系统支架滑动连接以导向所述顶压板的上下运动。

7.如权利要求3所述的自动化料片铺贴装置，其特征在于，所述螺旋升降机a和所述螺旋升降机b在伺服电机驱动下同步运动。

8.如权利要求1所述的自动化料片铺贴装置，其特征在于，还包括支撑弯板，所述支撑弯板呈L型，一侧连接在所述铺贴模具支架的侧面，另一个侧固定连接支座板。

9.一种自动化料片铺贴方法，其特征在于，采用权利要求1-8中任意一项所述自动化料片铺贴装置，具体步骤如下：

S1，所述螺旋升降机a驱动所述托料板上升并使得所述第二压块与所述铺贴模具表面齐平；将待铺贴的料片置于所述铺贴模具表面；

S2，所述螺旋升降机b驱动所述料片压板下降使得所述第一压块和所述第二压块加紧所述料片；

S3，所述顶部压紧装置将所述料片在铺贴模具上表面压紧；

S4，第一铺贴压实装置、第二铺贴压实装置、第三铺贴压实装置和第四铺贴压实装置所述铺贴模具侧面进行铺贴作业。

10.如权利要求9所述的一种自动化料片铺贴方法，其特征在于，第一铺贴压实装置和第二铺贴压实装置先铺贴左右两侧，然后第三铺贴压实装置和第四铺贴压实装置铺贴前后两侧；或者，

第一铺贴压实装置、第三铺贴压实装置、第二铺贴压实装置和第四铺贴压实装置依次铺贴。

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