CN112606432B - 一种用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置，属于先进复合材料自动化制造技术领域。包括装置主体和设置在所述装置主体上且沿预浸带的输送路径依次设置的：放卷单元，用于放置预浸带卷；分切单元，沿预浸带的输送方向将预浸带分割成若干条窄带；送料导向单元，通过滚轮和压轮带动预浸带往前输送；裁剪单元，根据所铺放模具的形状要求，在不同位置和时刻分别将对应的窄带切断；背衬带支撑单元，通过压粘轮将预浸带压贴在背衬带上；辊压单元，支撑在背衬带的底端，施加压力将预浸带铺放到模具表面。整个装置体积小重量轻，可安装于机械臂末端，进行原位柔性化生产。

Description

一种用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置

技术领域

本发明涉及先进复合材料自动化制造技术领域，具体地说，涉及一种用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置。

背景技术

先进复合材料指的是可作为主承力结构件的、强度和刚度性能均高于铝合金的复合材料。其中以碳纤维作为增强基的复合材料，凭借着其比强度高、耐高温等一系列优点，在医疗器械、交通工具、航空航天领域中得到了应用与推广。故而对提高复合材料制造技术的要求，也随之同音共律。

自动铺放技术是一种面对先进复合材料的增材制造技术。使用自动铺放装置将一定宽度的预浸带或预浸丝铺压在模具上，通过叠层的方式完成复合材料成型件的制造。现有的铺放装置多安装在龙门结构或桥式结构上，铺放装置中多带有气缸，并由此需要空气压缩机等，使得整体设备复杂且繁重，不宜与轻量化的机械臂相匹配，较难实现原位增材制造。

现有的铺放装置中，成型件是平面等简单结构时，多采用的是铺放宽预浸带的设备，具有铺放速度快、效率高以及质量稳定性高等优点，但具有铺放自由度小，难以适应相对复杂外形表面铺放的问题；成型件是曲面等较为复杂结构时，多采用的是铺放窄预浸丝的设备，具有铺放自由度大、材料利用率高等特点，但是当为提高生产效率而增加丝束数量时，往往需要增设额外的纱箱及纱路布置，使得控制及成型过程变得更为复杂。

铺带机的核心装置是铺带头。铺带头集成了放卷部件、送料部件、剪切部件、加热部件、滚压部件、检测控制系统等。对于一种新型的无背衬纸支撑的热塑性预浸带，实现输送路径的动力提供和工艺动作顺序设计是一种较为新颖的工程问题。

铺放装置中，加热部件多采用的是热空气加热、石英灯红外加热、激光加热等方式。热空气加热存在着加热空间小、能量利用率低的问题；红外热源加热存在着加热时间较长、温度场难以精确控制等问题；激光加热方式具有能量集中、加热效率高等特点，但是根据激光所特有的点源加热的形式，为了适应宽预浸带沿着带宽方向上热辐射的均匀，需要额外一套与成型过程相协调的运动控制机构，尤其是该机构中所要求的至少两个自由度的运动，现有的铺放装置中很少具有激光加热的运动控制机构。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置，针对上述所存在的问题进行优化设计，并且针对平面构件、小曲率曲面构件、筒状构件等成型件，实现先进复合材料一体化制造。

为了实现上述目的，本发明提供的用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置包括装置主体和设置在所述装置主体上且沿预浸带的输送路径依次设置的：

放卷单元，用于放置预浸带卷；

分切单元，沿预浸带的输送方向将预浸带分割成若干条窄带；

送料导向单元，通过滚轮和压轮带动预浸带往前输送；

裁剪单元，根据所铺放模具的形状要求，在不同位置和时刻分别将对应的窄带切断；

背衬带支撑单元，通过压粘轮将预浸带压贴在背衬带上；

辊压单元，支撑在背衬带的底端，施加压力将预浸带铺放到模具表面；

所述装置主体上还设有加热单元，将预浸带中的树脂基加热至粘流状态，同时保证增强体连续纤维不断裂。

上述技术方案中，整个装置体积小重量轻，可安装于机械臂末端，进行原位柔性化生产。

可选地，在一个实施例中，还包括带动所述装置主体移动的运动单元，所述运动单元包括R轴运动组件和Z’轴运动组件；

所述R轴运动组件包括弧形槽，与弧形槽配合的弧形块，以及驱动所述弧形块在弧形槽内滑动的第一驱动机构；所述弧形块上固定有随弧形块滑动的转动板；

所述Z’轴运动组件包括设置在所述转动板上的直线滑轨，与所述直线滑轨配合的滑台，以及驱动所述滑台沿直线滑轨滑动的第二驱动机构。

自动铺带机通常具有X、Y、Z、C、R、Z'六个坐标轴，实现铺带轨迹在空间中的运动。以龙门结构铺带机为例，X轴是沿着底座导轨平行方向，Y轴是沿着横梁导轨平行方向，Z轴则可由右手定则得知是沿纵向导轨平行方向，X、Y、Z轴三个轴的定义，主要是描述铺带头在空间中三个方向的直线运动，以实现其坐标定位和铺放过程中的移动。C轴是与Z轴相平行的旋转坐标轴，R轴是经过待铺放预浸带与模具接合处中心点、与X轴相平行的旋转坐标轴，C轴和R轴的定义，主要是描述铺带头在空间内的转动，以实现铺带头在工作间隙的转向和曲面铺放时的姿态调整。Z’轴是垂直于铺放表面的局部移动坐标轴，初始与Z轴平行，以实现在铺带头绕R轴转动后，压辊可以下降至结合面处。

可选地，在一个实施例中，所述的分切单元包括布置在同一分切轴上的若干圆形分切刀片，以及通过直线驱动器驱动贴近所述分切刀片的砧板；预浸带从所述分切刀片与所述砧板之间通过。

可选地，在一个实施例中，所述的送料导向单元设有用于驱动所述滚轮转动的第三驱动机构，以及用于安装所述压轮的支撑压板，所述支撑压板通过调节螺栓安装在所述装置主体上，调节螺栓可调节所述压轮与所述滚轮之间的间隙。

可选地，在一个实施例中，所述的送料导向单元还设有一对具有缝隙的护板，以及根据预浸带的带宽设定的定位板。

可选地，在一个实施例中，所述的裁剪单元包括与所述窄带数量一致的若干裁剪机构，每个裁剪机构设有驱动元件、复位元件和裁剪刀具，分别对分切后的若干窄带进行各自独立裁剪。

可选地，在一个实施例中，所述的背衬带支撑单元包括支撑机构和自动压贴机构，所述支撑机构设有用于支撑背衬带的主动轮和用于带动所述主动轮转动的驱动器，所述自动压贴机构压粘轮、电动推杆以及将动力转化成压粘轮往复运动的连杆，电动推杆驱动压粘轮靠近所述主动轮，将放卷输送路径中的预浸带压粘在背衬带上。

可选地，在一个实施例中，所述的辊压单元包括辊轮和对所述辊轮施加向下压力的施压机构。

可选地，在一个实施例中，所述的装置主体上还设有加热单元，所述加热单元包括加热源、驱动所述加热源做直线往复运动的横向扫描机构和控制加热源角度的转角机构。

可选地，在一个实施例中，所述的加热源由激光器通过传输元件将激光传输到激光头上，再将激光头安装在加热部件上而成。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

通过本发明的一种用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置，整个铺带装置结构轻量化设计，与机械臂相结合，为实现快速铺放复合材料预浸带的原位成型制造工程技术做铺垫。同时，实现了两轴运动的控制，使铺带头可以更好地适应针对曲面模具的铺放，更具有灵活性；实现了针对复合材料预浸带的放卷闭环控制，在放卷过程中检测和控制放卷轴的转速；实现了对预浸带分切和裁剪，可以根据成型件的结构形状的需要，进行多样化制造；实现了输送路径过程中的张力控制，结合整个装置的运动速度和装置内部预浸带的输送速度以及背衬带部件中相关机构实现了完整的张紧力闭环控制。实现了激光加热的运动控制，依据所需铺放的预浸带带宽，进行扫描加热。

附图说明

图1为本发明实施例中用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置的主视图；

图2为本发明实施例中用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置的后视图；

图3为本发明实施例中运动单元的结构示意图；

图4为本发明实施例中运动单元的侧视图；

图5为本发明实施例中放卷单元的结构示意图；

图6为本发明实施例中分切单元的结构示意图；

图7为本发明实施例中裁剪单元的侧视图；

图8为本发明实施例中裁剪单元的俯视图；

图9为本发明实施例中预浸带的成型示意图；

图10为本发明实施例中送料导向单元的机构示意图；

图11为本发明实施例中送料导向单元的仰视图；

图12为本发明实施例中送料导向单元的俯视图；

图13为本发明实施例中背衬带支撑单元的前轴测图；

图14为本发明实施例中背衬带支撑单元的后视图；

图15为本发明实施例中背衬带支撑单元的后轴测图；

图16为本发明实施例中加热单元的机构示意图；

图17为本发明实施例中滚压单元的安装结构示意图；；

图18为本发明实施例中滚压单元的安装结构主视图；

图19为本发明实施例中滚压单元的安装结构俯视图；

图20为本发明实施例中滚压单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例

参见图1和图2，本实施例的用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置包括运动单元1、放卷单元2、分切单元10、裁剪单元3、送料导向单元4、背衬带支撑单元5、加热单元6和滚压单元7。分切单元10、送料导向单元4和背衬带支撑单元5的动力输入，由送料导向单元4中的伺服电机提供，经过正时带9将扭矩和转速提供给各个单元，使预浸带8放卷输送过程中具有一致的动力。

参见图3和图4，本实施例的运动单元1包括R轴运动组件和Z’轴运动组件。R轴运动组件包括可以绕R轴转动的转动板105，转动板105上方加工有圆弧分布的的轮齿，该轮齿与双面齿正时带115相啮合并将其张紧。根据双面齿正时带同步带115下半部分的前进或倒退，转动板105便可以实现绕R的顺时针或逆时针的转动。双面齿正时带115由两个带轮支撑与传动，其中的主动带轮107安装在主动轴106上，并通过联轴器108与伺服电机109相连。从动带轮113则通过从动轴114直接安装在支撑板110上，而从动轴114由带支座的轴承116支撑。转动板105的一侧通过安装垫块(图中未展示)安装在圆弧状V型块111上，圆弧状V型块111可以在圆弧状V型槽112中自由滑动，两者接合处都是以R轴为轴线的圆弧。当R轴伺服电机109转动时，双面齿正时带115便可以带动转动板105绕R轴作圆弧转动。转动板105下方开孔装检测轴120，一端与转角传感器121相连，并安装在带外盖轴承119上。检测齿轮118通过键与检测轴120的伸出端装配，并与粘贴在转动板105下方的柔性齿条122相啮合，当转动板105转动时，通过检测齿轮118和柔性齿条122的啮合位置便可以得到较为准确的转动角度。检测齿轮118外设有弹性挡圈117。

转动板105的另一侧安装Z’轴运动组件，Z’轴运动组件包括Z’轴伺服电机101，以及与Z’轴伺服电机直接相连的滚柱丝杠滑台104，丝杠和含有滚珠的滑台座直接配合。滑台座两侧开有槽，并安装直线导轨，在Z’轴上下移动时起到导向作用。滑台座上设有用于安装Z’轴伺服电机101的支座103，Z’轴伺服电机101的输出端设有联轴器102。滑台座上方安装支撑板(图中未展示)，用以连接其他部件，因此可以在铺放过程中，两个轴相互配合运动，使铺带头调整到合适的位姿。

参见图5，本实施例的放卷单元2包括安装机构、放卷张紧力控制机构和放卷速度检测机构。安装机构包括胀紧连接套207和放卷轴212。在更换新的预浸带时，预浸带卷材安放在胀紧连接套207外环上，紧接着调节螺母，在轴向力的作用下，内环缩小，外环胀大，使得胀紧连接套207可以与放卷轴212和预浸带卷材紧密贴合，产生足够大的摩擦力，以传递扭矩。放卷轴上通过键连接有放卷大齿轮208，和用于轴向定位的套筒209。放卷轴212由单个放卷轴轴承211支撑，放卷轴轴承211安装在前支撑板210内部，并在其外部安装轴承外盖213进行定位。

放卷张紧力控制机构包括制动轴219以及通过紧定螺钉217与轴连接的制动小齿轮218。制动轴218在一对制动轴轴承205支撑下，安装在前支撑板210和后支撑板206内部，制动轴轴承205外侧由弹性挡圈204定位。磁粉制动器214固定在前支座216上，并通过前联轴器215与制动轴219相连。在放卷输送预浸带时，改变磁粉制动器的输出扭矩大小，即可实时调整安装机构中放卷轴上的扭矩，从而改变预浸带卷材上的张紧力大小，结合反馈控制系统从而实现放卷输送过程中的张紧力控制。进一步的，放卷速递检测机构包括转速传感器201，转速传感器201安装在后支座203上，并通过后联轴器202与制动轴219相连。便可以直接检测出制动轴219的转速，再按比例计算出放卷轴212的转速，通过反馈控制系统即可实现对预浸带放卷输送过程中的速度进行控制调节。

参见图6，本实施例的分切单元10包括三把圆形切刀302、用以压紧预浸带8和具有导向作用的砧块307、以及电动推杆306。电动推杆306一端通过螺栓与砧块307连接，另一端则通过连接座305固定在前支撑板304上。三把圆形切刀302过盈装配在分切轴301上，分切轴301则通过两端带外盖轴承303安装在前支撑板304和后支撑板308上，在伸出端上，通过紧定螺钉连接着同步带带轮309，在送料导向部件4中输入的动力提供为分切轴301与预浸带8行进方向反向转动的动力源。同时砧块307圆弧面的轴线与支撑轴301的轴线相合，以使分切刀片和砧块无缝贴合，对预浸带8充分分切。当铺放平面模具时，分切单元3不进行动作，此时并不干涉预浸带8的前进路线。

参见图7和图8，本实施例的裁剪单元3包括四个裁剪机构，通过螺钉固定在上固定板311和下固定板313上，进而与前支撑板301和后支撑板308连接。与两个支撑板连接的还有间隔板321，用于支撑四个裁剪机构。间隔板321的的下方为砧板320，当进行裁剪时，为其提供支持。两者在定位销310连接下安装定位，在螺栓组312连接下固定。并且中间留有一段窄缝，供预浸带8通过。裁剪机构包括推式电磁铁314，推式电磁铁314下端连接着刀具座315，刀具座315通过连接销316和裁剪刀具317固定。通过电信号的激励，即可实现推出功能。同时，刀具座315下端置有复位弹簧318，复位弹簧318的另一端将垫片319压紧于间隔板321上，从而在推式电磁铁314断电时，迅速拉回裁剪刀具317，以实现预浸带8在行进过程中的快速裁剪及复位。裁剪刀具317在横向按照窄带宽的距离排列，每把裁剪刀具的宽度略大于窄带宽，确保每段窄带都得到充分的裁剪。

参见图9，已铺放预浸带的成型基底802作为下一层预浸带801铺放过程中的铺放表面。每次铺放过程中，可以根据成型件几何形状的需要，控制裁剪时间，得到如图所示的逼近斜直线的边缘轮廓。利用同样的方法，可以得到由众多小段直线边缘的窄带组成的曲线边缘，从而完成相对复杂边缘形状的拟合，在节省材料的同时，简化了后处理过程。

参见图10至图12，送料导向单元4包括送料伺服电机409，送料伺服电机409通过联轴器410与主动轴411相连，主动轴411由带外盖轴承413支撑，安装在后支撑板401上，并且在伸出端通过紧定螺钉安装有主动带轮412。主动带轮412通过传动正时带9将动力传至送料从动带轮414，进而将动力传至转轴403上。同样的，转轴403由一对带外盖轴承415支撑，带外盖轴承415分别安装在前支撑板408和后支撑板401上。转轴403上安装有主动送料轮402，并在键连接下实现同步转动。主动送料轮402的对侧是从动压轮404，在铺放过程中，从动压轮404一直处于压紧在主动送料轮402上的状态，进行输送放卷。而当更换新的预浸带料卷时，需要将从动压轮404与主动送料轮402分开，使预浸带8进入U轴。从动压轮404为聚氨酯轮粘结在轴承上，从而与压轴405连接。压轴405两端通过一对螺栓406分别安装在一对压臂板407上。一根销轴421在下方贯穿于两个压臂板407上，并安装在前支撑板408和后支撑板401上。因此便可以实现从动压轮404绕着销轴412作旋转运动。压臂板407上固定有压板420。在侧支撑板419上，通过螺母418安装有带旋钮调节螺栓417，带旋钮调整螺栓417的末端压在压板420上，因此通过旋拧带旋钮调整螺栓417便可以改变施加在压板420的力，从而实现调整从动压轮404与主动送料轮402的间隙与压紧力的大小。送料导向单元4还包括导向机构，包括带磁条上挡板422和带磁条下挡板423组成，并根据所输送预浸带的带宽，预先在护板上开设相对应的螺栓孔，以安装螺栓组416，作为定位件确保预浸带8可以在横向的螺栓组416中的两个螺栓之间预留的宽度下恰好通过，以减少预浸带8的摆动和扭曲，使其在预定的放卷输送路径中前进。带磁条下护板423与一对连接座424相接触，两者通过螺栓组416中的两个螺栓相连接支撑。

参见图13至图15，本实施例的背衬带支撑单元5设有背衬带主动轮514上，背衬带主动轮514固定在传动轴512上，并通过弹性挡圈513进行轴向定位。传动轴512外侧伸出端上安装有正时带轮509，提供动力输入。传动轴512两端通过前带外盖轴承510和后带外盖轴承528安装在前支撑板501和后支撑板508上。在放卷输送预浸带的过程中，对立侧的压粘轮504会在电动推杆516的作用下，及时将输进的预浸带压紧粘连在背衬带515上，并在背衬带主动轮514滚动摩擦力作用下向前输送背衬带515和预浸带。

压粘机构的压粘轮504安装在压轴502上，电动推杆516通过连接座517安装在前支撑板501上，电动推杆516的推出末端连接在连杆机构的下端。连杆结构是带有安装孔的压板518，通过销轴519固定在前支撑板501上。支撑轴502通过螺栓连接件503安装在压板518上，压板518可以在电动推杆516作用下，绕销轴519转动，从而使压板518上端连接着的压粘轮504往复运动。当电动推杆516充能时，推向压板518的下端，压板518绕着销轴519转动，将其另一端上安装的压粘轮504压向背衬带主动轮514；电动推杆516泄能，则压粘轮504远离背衬带主动轮514，此时两轮间的缝隙足够使下次待铺放的预浸带8输送进入，电动推杆516之后再次充能，依次循环往复。

自动张紧机构包括一组张紧轮511，安装在张紧轴527上，张紧轴527的两端各安装一个带支座轴承526。带支座轴承526通过螺栓组固定在摆动臂524上，摆动臂524上开有支撑孔，支撑轴520与支撑孔间隙配合，使摆动臂524可以绕着支撑轴520转动。摆动臂524上的销孔与定位销523配合，定位销523包络在扭矩弹簧522一边的伸出端弯圈中，扭矩弹簧522的另一端则通过固定挡针525，被隔挡在前支撑板501或后支撑板508上。支撑轴520两端通过固定螺母521进行定位连接。当滚压部件7压向背衬带515时，背衬带515便可压向摆动臂板524，进而将扭矩传递给扭矩弹簧522，使各个压辊下预浸带515的张紧力都在一定的范围内浮动。当铺放至凹面模具时，压辊下降，使得整个背衬带515部分的张紧力变大，同时施加在张紧轮511上的压力增大。张紧轮511及带支座轴承526所受的压力增大，会使摆动臂524克服一部分扭矩弹簧的阻力绕着支撑轴520转动，从而减小整个背衬带515的张紧力。当铺放至凸面模具时，压辊上升，张紧力的调整与之相反。

张紧力检测机构是在背衬带主动轮513与压辊之间增设一种张力传感器530，张力传感器530通过两侧固定螺母529安装在后支撑板508上。可以实时将背衬带515的张紧力变化数据测量并传送给控制系统，通过对背衬带515张紧力的检测，来实现对粘连的预浸带，在压辊铺放接合处的张紧力的检测。

在支撑机构的上支撑板506上安装有盛放盒505。当需要涂敷时，层间增强材料J-116F进入到盛放盒505中，并通过若干小孔和小孔中的毛刷流入到背衬带515外表面上，进而涂敷在预浸带上。上支撑板506的底部设有加热单元，加热单元是石英灯灯管507通过支座安装在上支撑板506上，石英灯灯管507先对背衬带515热辐射进行预加热，之后通过背衬带515和预浸带之间热传导的形式将热量传递给预浸带8。

参见图16，本实施例的加热单元6包括加热源、驱动加热源做直线往复运动的横向扫描机构和控制加热源角度的转角机构。激光源是二氧化碳激光器，通过光纤连接在激光头上，并将其安装在加热部件中。横向扫描机构由伺服电机601和同步带滑台602组成，伺服电机601和同步带滑台602直接相连，通过调节伺服电机601中的脉冲频率，即可实现同步带滑台602的高频往复运动。同步带滑台602滑台座上通过螺栓组连接安装有连接座603，连接座603上安装着带有销孔的曲边支座604，销轴605与销孔过渡配合，销轴605两端由弹性挡圈606定位。在销轴605的中间部分，与尾端带有螺纹的带螺纹安装座609间隙配合，使带螺纹安装座609可以绕着销轴605自由转动。带螺纹安装座609前端平面部分用以安装激光头，尾端螺纹与圆螺母607配合定位，并由锁紧螺母608进行防松锁紧。当激光照射角度固定时，圆螺母607一端压紧在曲边支座604的曲边上，使得带螺纹安装座609不能转动。当需要转动激光头时，可以将锁紧螺母608、圆螺母607依次松开，使带螺纹安装座609可以绕销轴605转动，转动至预定位置后，将圆螺母607、锁紧螺母608依次压紧即可实现整个角度调节的过程。

参见图17至图20，本实施例设有四个滚压单元7，每个压辊单元7包括外层耐高温衬套层714，粘接在轴承715外圈上，轴承715内圈与轴承座716过盈配合安装，轴承座716内部设有槽和螺纹孔，螺纹孔用以安装起导向作用的导向柱塞717。导向柱塞717为承力矩形弹簧719导向，防止矩形弹簧719发生弯曲，从而脱离中心轴线。矩形弹簧719下端放置垫片720，用以保护承受较大载荷的底座。四个压辊横向紧密排列，组成压辊组，压轴718将压力施加到各个矩形弹簧719上，并根据各个压辊相对模具的凸凹形状产生的相对浮动状况，施加小范围内波动的压力。压力供给单元中的动力源，包括伺服电机708、用以支撑伺服电机的后支撑板706、减速增扭箱707。减速增扭箱707直接与伺服电机708相连，并通过螺栓组安装在后支撑板706上。压力供给单元中的传导力机构是由，转轴712与减速增扭箱707相连传递动力，转轴712两端分别通过一对轴承709支撑，安装在前支撑板705和后支撑板706上，一面由曲套筒711和端盖713进行轴向定位；另一面与减速增扭箱相连，由曲套筒711和卡簧710进行轴向定位。转轴712上安装还安装有前扭矩压板703和后扭矩压板706，前扭矩压板703和后扭矩压板704的一端都与转轴712过盈配合，另一端与心轴718间隙配合。转矩通过减速增扭箱707传递到转轴712上，通过心轴718便把转矩转换为可以施加到铺放表面上的竖直压力。心轴718上两侧是由螺母701和套筒702进行轴向固定的。

两支撑板705、706上设有竖直方向的直线滑台组722，直线滑台组722上活动安装有用于连接压轴718的连接臂721。直线滑台组722与连接臂721之间设有用于平衡重力的拉簧723，拉簧723上端的弯曲段安装在支撑轴724上。

Claims (9)

1.一种用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置，其特征在于，包括装置主体和设置在所述装置主体上且沿预浸带的输送路径依次设置的：

放卷单元，用于放置预浸带卷；

分切单元，沿预浸带的输送方向将预浸带分割成若干条窄带；

送料导向单元，通过滚轮和压轮带动预浸带往前输送；

裁剪单元，根据所铺放模具的形状要求，在不同位置和时刻分别将对应的窄带切断；

背衬带支撑单元，通过压粘轮将预浸带压贴在背衬带上，所述的背衬带支撑单元包括支撑机构和自动压贴机构，所述支撑机构设有用于支撑背衬带的主动轮和用于带动所述主动轮转动的驱动器，所述自动压贴机构压粘轮、电动推杆以及将动力转化成压粘轮往复运动的连杆，电动推杆驱动压粘轮靠近所述主动轮，将放卷输送路径中的预浸带压粘在背衬带上；

辊压单元，支撑在背衬带的底端，施加压力将预浸带铺放到模具表面；

所述装置主体上还设有加热单元，将预浸带中的树脂基加热至粘流状态，同时保证增强体连续纤维不断裂。

2.根据权利要求1所述的用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置，其特征在于，还包括带动所述装置主体移动的运动单元，所述运动单元包括R轴运动组件和Z’轴运动组件；

所述R轴运动组件包括弧形槽，与弧形槽配合的弧形块，以及驱动所述弧形块在弧形槽内滑动的第一驱动机构；所述弧形块上固定有随弧形块滑动的转动板；

所述Z’轴运动组件包括设置在所述转动板上的直线滑轨，与所述直线滑轨配合的滑台，以及驱动所述滑台沿直线滑轨滑动的第二驱动机构。

3.根据权利要求1所述的用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置，其特征在于，所述的分切单元包括布置在同一分切轴上的若干圆形分切刀片，以及通过直线驱动器驱动贴近所述分切刀片的砧板；预浸带从所述分切刀片与所述砧板之间通过。

4.根据权利要求1所述的用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置，其特征在于，所述的送料导向单元设有用于驱动所述滚轮转动的第三驱动机构，以及用于安装所述压轮的支撑压板，所述支撑压板通过调节螺栓安装在所述装置主体上，调节螺栓可调节所述压轮与所述滚轮之间的间隙与压力。

5.根据权利要求4所述的用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置，其特征在于，所述的送料导向单元还设有一对具有缝隙的挡板，以及根据预浸带的带宽设定的定位件。

6.根据权利要求1所述的用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置，其特征在于，所述的裁剪单元包括与所述窄带数量一致的若干裁剪机构，每个裁剪机构设有驱动元件、复位元件和裁剪刀具，分别对分切后的若干窄带进行各自独立裁剪。

7.根据权利要求1所述的用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置，其特征在于，所述的辊压单元包括辊轮和对所述辊轮施加向下压力的施压机构。

8.根据权利要求1所述的用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置，其特征在于，所述的加热单元包括加热源、驱动所述加热源做直线往复运动的横向扫描机构和控制加热源角度的转角机构。

9.根据权利要求8所述的用于复合材料预浸带成型制造的铺带装置，其特征在于，所述的加热源由激光器通过传输元件将激光传输到激光头上，再将激光头安装在加热部件上而成。

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