CN113085223B - 一种平板自动铺带设备及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及碳纤维复合材料预成型设备技术领域,尤其涉及一种自动铺带装置,驱动单元设置在龙门架上并能够驱动铺放单元移动,铺放单元通过滑台座固定在龙门架上,在滑台座上设置有升降组件能够驱动铺放单元沿竖直方向移动,在滑台座上还设置有旋转组件能够驱动铺放单元360度转动,使铺放单元能够实现多个角度的料带铺放;在铺放单元中设置第一气涨轴用于固定支撑料盘,第二气涨轴和所述第三气涨轴分别用于收卷隔离膜和离型纸,且三个气涨轴均由电机提供动力驱动旋转,料盘在放卷过程中不仅通过第一气涨轴驱动放卷,第二气涨轴在对隔离膜收卷的过程中同时也对料盘的放卷起到一定的牵拉作用。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料预成型设备技术领域,尤其涉及一种平板自动铺带设备及其控制方法。
背景技术
20世纪60年代中期,美国Vought公司开发了世界上第一台自动铺带机。后来这一技术逐渐在各种类型飞机的部件制造上开始应用。铺带机属于技术含量比较高的专用设备,围绕龙门架床身结构、可旋转升降铺放头和铺贴区裁切实现预浸料带自动铺贴、制件自动裁切的工作。
在对碳纤维预浸料的放卷过程中,需要将料盘上的碳纤维预浸料带铺设到吸附平台上,通过龙门架驱动料盘在吸附平台的上方移动,再通过放卷机构驱动料盘上的料带放卷并导向至吸附平台上。料盘上的碳纤维预浸料带设置为三层夹心状结构,通过隔离膜和离型纸将碳纤维预浸料夹在中间,隔离膜用于分割料盘中相邻的两层料带,且隔离膜随料带的放卷在料带导出料盘的时候便被收卷,使碳纤维预浸料贴合一层离型纸导向吸附平台,最终使碳纤维预浸料平铺在吸附平台上。在实际生产中,预浸料带手工铺贴、裁切,生产效率低、质量一致性差、废品率高。
鉴于上述问题的存在,本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识,积极加以研究创新,以期创设一种平板自动铺带设备及其控制方法,使其更具有实用性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种平板自动铺带设备及其控制方法,实现预浸料带的自动铺贴与裁切。
为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案是:一种平板自动铺带设备,包括:驱动单元和铺放单元,所述驱动单元设置在龙门架上并能够驱动所述铺放单元移动,所述铺放单元位于吸附平台上方,所述龙门架与所述吸附平台滑动连接并能够沿其长度方向移动;
所述龙门架包括支撑横梁和设置在其两端的支撑竖梁,所述驱动单元包括滑台座和设置在所述滑台座上的升降组件和旋转组件,所述滑台座设置在所述支撑横梁上并能沿其长度方向做横向运动,所述升降组件能够驱动所述旋转组件沿竖直方向运动,所述旋转组件能够驱动所述铺放单元沿水平方向转动;
所述铺放单元包括支撑板和设置在其上的放卷组件、收卷组件和铺带组件,所述放卷组件用于料盘中料带的放卷,所述收卷组件用于收卷料带外层的隔离膜和离型纸,所述铺带组件用于将料带中碳纤维预浸料层平铺在所述吸附平台上。
进一步地,在所述支撑横梁上沿其长度方向设置有第一导轨和第一齿条,在所述滑台座上设置有第一电机和第一滑块,在所述第一电机的输出轴上设置有第一齿轮并与其同轴转动;
所述滑台座通过所述第一滑块与所述第一导轨滑动连接,所述第一齿轮与所述第一齿条相啮合。
进一步地,所述升降组件包括连接座和丝杆,在所述连接座的顶部固定设置有螺套,所述丝杆沿竖直方向设置并与所述螺套螺接,所述丝杆通过第二电机驱动转动;
在所述连接座的两侧设置有第二滑块,在所述滑台座上对应所述第二滑块沿竖直方向设置有第二导轨,所述连接座通过所述第二滑块与所述第二导轨滑动连接。
进一步地,所述旋转组件设置在所述连接座底部,包括旋转芯轴、传动齿组、轴承座和轴承组,所述传动齿组包括相互啮合的大齿轮和小齿轮,所述大齿轮固定在所述旋转芯轴靠近所述连接座的一端,所述小齿轮通过第三电机驱动转动;
所述旋转芯轴设置在所述轴承座中,所述轴承组设置在所述轴承座和所述旋转芯轴之间,所述旋转芯轴通过所述轴承组与所述轴承座转动连接,所述轴承座与所述连接座固定连接,所述旋转芯轴远离所述连接座的一端与所述支撑板固定连接。
进一步地,所述轴承座设置为两端贯通的柱体结构,所述第三电机沿竖直方向固定在所述连接座底部,所述大齿轮与所述旋转芯轴同轴设置;
所述轴承座固定在所述连接座的底部,所述轴承组设置在所述轴承座与所述旋转芯轴之间,所述旋转芯轴通过所述轴承组与所述轴承座转动连接,所述旋转芯轴远离所述连接座的一端与所述支撑板固定连接。
进一步地,所述放卷组件包括第一气涨轴、第一辊筒和第一压辊,所述第一气涨轴用于固定料盘并通过第四电机驱动转动,所述第一辊筒通过第五电机驱动转动,所述第一压辊通过第一气缸驱动朝向所述第一辊筒压紧,所述第一气缸通过第一支架固定在所述支撑板上。
进一步地,所述收卷组件包括第二气涨轴和第三气涨轴,所述第二气涨轴和所述第三气涨轴分别用于隔离膜和离型纸的收卷并分别由第六电机和第七电机驱动转动。
进一步地,所述铺带组件包括第二气缸和第二压辊,所述第二气缸沿竖直方向设置并能够驱动所述第二压辊朝向所述吸附平台的表面压紧;
在所述放卷组件和所述铺带组件之间还设置有裁切组件、导向组件和加热组件。
进一步地,所述裁切组件包括垂直于所述支撑板设置的无杆气缸和挡板,在所述无杆气缸上设置有裁刀,所述裁刀朝向所述挡板设置,所述无杆气缸能够驱动所述裁刀沿其长度方向移动;
所述导向组件包括第二辊筒和第三压辊,所述第三压辊通过第三气缸驱动朝向所述第二辊筒压紧,所述第三气缸通过第二支架固定在所述支撑板上。
一种平板自动铺带设备的控制方法,包括如下步骤:
步骤1:将料带从料盘中取出并依次通过第一辊筒和第一压辊的间隙,裁切组件,第二辊筒和第三压辊的间隙,加热组件,最后再由第二气缸驱动第二压辊压贴至吸附平台的上表面;
步骤2:在料带导出料盘处,将料带上的隔离膜从料带上剥离并固定在第二气涨轴上;
步骤3:在第二压辊的平铺侧,将料带上的离型纸剥离并固定在第三气涨轴上;
步骤4:调节裁刀与挡板之间的距离,使间距为离型纸的厚度;
步骤5:通过第三电机驱动旋转芯轴转动,进而带动支撑板转动,调节铺放角度;
步骤6:通过第二电机驱动丝杆转动,使连接座沿竖直方向移动,进而带动铺放单元朝向吸附平台的上表面靠近或者远离;
步骤7:驱动龙门架使铺放单元能够沿纵向移动,通过驱动第一电机使铺放单元能够沿横向移动,与此同时,驱动第四电机、第五电机、第六电机和第七电机,对第一气涨轴上的料盘进行放卷,对放卷出的料带进行牵拉,并对料带外层的隔离膜和离型纸进行收卷;
步骤8:停止龙门架的移动,同时关闭第一电机、第四电机、第五电机、第六电机和第七电机,驱动无杆气缸带动裁刀运动,对料带的碳纤维预浸料层进行裁切。
本发明的有益效果为:铺放单元通过滑台座固定在龙门架上,在滑台座上设置有升降组件能够驱动铺放单元沿竖直方向移动,在滑台座上还设置有旋转组件能够驱动铺放单元360度转动,使铺放单元能够实现多个角度的料带铺放;
在铺放单元中设置第一气涨轴用于固定支撑料盘,第二气涨轴和所述第三气涨轴分别用于收卷隔离膜和离型纸,且三个气涨轴均有电机提供动力驱动旋转,料盘在放卷过程中不仅通过固定支撑其自身的第一气涨轴驱动放卷,第二气涨轴在对隔离膜收卷的过程中同时也对料盘的放卷起到一定的牵拉作用;
第三电机沿竖直方向固定在连接座上,通过驱动小齿轮带动大齿轮进而带动轴承座旋转,装配空间合理,且通过齿与齿之间的啮合传动,能够实现多角度的料带铺放,更具实用性;
通过在铺带组件之前设置有加热组件,实现对料带加热便于碳纤维预浸料和离型纸的分离,同时也使碳纤维预浸料与吸附平台表面之间更容易粘黏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中铺带设备配合吸附平台的工作示意图;
图2为本发明实施例中龙门架的结构示意图;
图3为本发明实施例中自动铺带设备的结构示意图;
图4为本发明实施例中滑台座的结构示意图;
图5为本发明实施例中旋转组件的结构示意图;
图6为本发明实施例中旋转组件的结构爆炸图;
图7为本发明实施例中料带的放卷示意图;
图8为本发明实施例中铺放单元的正视图;
图9为本发明实施例中铺放单元的后视图;
图10为本发明实施例中牵拉结构的示意图;
图11为本发明实施例中裁切组件的结构示意图;
图12为本发明实施例中导向组件的结构示意图;
图13为本发明实施例中加热组件和铺带组件的结构示意图;
图14为本发明实施例中放卷卷径检测示意图;
图15为本发明实施例中预浸料0°铺层示意图;
图16为本发明实施例中预浸料45°铺层示意图;
图17为本发明实施例中预浸料90°铺层示意图。
附图标记:1、龙门架;11、支撑横梁;111、第一导轨;112、第一齿条;12、支撑竖梁;2、吸附平台;3、滑台座;31、第一电机;33、第二导轨;4、升降组件;41、连接座;411、第二滑块;412、螺套;42、丝杆;43、第二电机;5、旋转组件;51、旋转芯轴;52、传动齿组;521、大齿轮;522、小齿轮;53、轴承座;54、轴承组;55、第三电机;6、支撑板;61、放卷组件;611、第一气涨轴;612、第一辊筒;613、第一压辊;614、第四电机;615、第五电机;616、第一气缸;617、第一支架;62、收卷组件;621、第二气涨轴;622、第三气涨轴;623、第六电机;624、第七电机;63、铺带组件;631、第二气缸;632、第二压辊;64、裁切组件;641、无杆气缸;642、裁刀;643、挡板;65、导向组件;651、第二辊筒;652、第三气缸;653、第二支架;654、第三压辊;66、加热组件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一 个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元 件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用 的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目 的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术 领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术 语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的 术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1至图13所示的平板自动铺带设备,包括驱动单元和铺放单元,位驱动单元设置在龙门架1上并能够驱动铺放单元移动,铺放单元位于吸附平台2上方,龙门架1与吸附平台2滑动连接并能够沿其长度方向移动;龙门架1包括支撑横梁11和设置在其两端的支撑竖梁12,驱动单元包括滑台座3和设置在滑台座3上的升降组件4和旋转组件5,滑台座3设置在支撑横梁11上并能沿其长度方向做横向运动,升降组件4能够驱动旋转组件5沿竖直方向运动,旋转组件5能够驱动铺放单元沿水平方向转动;铺放单元包括支撑板6和设置在其上的放卷组件61、收卷组件62和铺带组件63,放卷组件61用于料盘中料带的放卷,收卷组件62用于收卷料带外层的隔离膜和离型纸,铺带组件63用于将料带中碳纤维预浸料层平铺在吸附平台2上。
本发明所公开的平板自动铺带设备,跨度大,载荷大,通过龙门架1支撑并带动沿吸附平台2的长度方向移动,在滑台座3上设置有升降组件4能够驱动铺放单元沿竖直方向移动,在滑台座3上还设置有旋转组件5能够驱动铺放单元沿水平面转动,实现铺放单元的多角度铺放。
在放卷操作中,如图7所示,料盘上的碳纤维预浸料带设置为三层夹心状结构,通过隔离膜和离型纸将碳纤维预浸料夹在中间,隔离膜用于分割料盘中相邻的两层料带,且隔离膜随料带的放卷在料带导出料盘的时候便被收卷,使碳纤维预浸料贴合一层离型纸导向吸附平台,最终使碳纤维预浸料平铺在吸附平台上并与离型纸分离。
作为上述实施例的优选,在支撑横梁11上沿其长度方向设置有第一导轨111和第一齿条112,在滑台座3上设置有第一电机31和第一滑块32,在第一电机31的输出轴上设置有第一齿轮并与其同轴转动;滑台座3通过第一滑块32与第一导轨111滑动连接,第一齿轮与第一齿条112相啮合。
如图1和图2所示,第一导轨111沿支撑横梁11的长度方向平行设置有两条,确保滑台座3在支撑横梁11上的移动更加稳固。滑台座3上的升降组件4能够驱动铺放单元沿竖直方向移动,具体的,如图3和图4所示,通过丝杆42带动连接座41沿竖直方向移动,在滑台座3与连接座41之间还设置有减重气缸,从丝杆42处分担一部分铺放单元的重量,使丝杆42作为传动装置在驱动铺放单元上下运动过程中控制更加精确。
如图4所示的升降组件4包括连接座41和丝杆42,在连接座41的顶部固定设置有螺套412,丝杆42沿竖直方向设置并与螺套412螺接,丝杆42通过第二电机43驱动转动;在连接座41的两侧设置有第二滑块411,在滑台座3上对应第二滑块411沿竖直方向设置有第二导轨33,连接座41通过第二滑块411与第二导轨33滑动连接。通过设置第二滑块411和第二导轨33辅助连接座41在上下运动过程中更加稳固。
进一步地,如图5和图6所示的旋转组件5设置在连接座41底部,包括旋转芯轴51、传动齿组52、轴承座53和轴承组54,传动齿组52包括相互啮合的大齿轮521和小齿轮522,大齿轮521固定在旋转芯轴51靠近连接座41的一端,小齿轮522通过第三电机55驱动转动;旋转芯轴51设置在轴承座53中,轴承组54设置在轴承座53和旋转芯轴51之间,旋转芯轴51通过轴承组54与轴承座53转动连接,轴承座53与连接座41固定连接,旋转芯轴51远离连接座41的一端与支撑板6固定连接。
具体的,轴承座53设置为两端贯通的柱体结构,第三电机55沿竖直方向固定在连接座41底部,大齿轮521与旋转芯轴51同轴设置;轴承座53固定在连接座41的底部,轴承组54设置在轴承座53与旋转芯轴51之间,旋转芯轴51通过轴承组54与轴承座53转动连接,旋转芯轴51远离连接座41的一端与支撑板6固定连接。
在具体实施过程中,旋转芯轴51沿其轴向设置有第一部分和第二部分,第一部分靠近连接座41设置,且第一部分的外径大于第二部分的外径;轴承座53的内壁沿其轴向突出设置有第一台阶和第二台阶,第一台阶靠近连接座41设置,且第一台阶的内径大于第二台阶的内径。轴承组54包括第一轴承和第二轴承,第一台阶和第二台阶分别用于安置第一轴承和第二轴承。且第一轴承设置为深沟球轴承,第二轴承设置为推力圆柱滚子轴承。第一轴承主要用于承载旋转芯轴51的径向载荷,第二轴承主要用于承载旋转芯轴51的轴向载荷。
在本发明中,如图10所示,放卷组件61包括第一气涨轴611、第一辊筒612和第一压辊613,第一气涨轴611用于固定料盘并通过第四电机614驱动转动,第一辊筒612通过第五电机615驱动转动,第一压辊613通过第一气缸616驱动朝向第一辊筒612压紧,第一气缸616通过第一支架617固定在支撑板6上。如图8和图9所示,收卷组件62包括第二气涨轴621和第三气涨轴622,第二气涨轴621和第三气涨轴622分别用于隔离膜和离型纸的收卷并分别由第六电机623和第七电机624驱动转动。铺带组件63包括第二气缸631和第二压辊632,第二气缸631沿竖直方向设置并能够驱动第二压辊632朝向吸附平台2的表面压紧;在放卷组件61和铺带组件63之间还设置有裁切组件64、导向组件65和加热组件66。
在铺带组件63之前设置有加热组件66,实现对料带加热便于碳纤维预浸料和离型纸的分离,同时也使碳纤维预浸料与吸附平台表面之间更容易粘黏。
进一步地,如图11和12所示,裁切组件64包括垂直于支撑板6设置的无杆气缸641和挡板643,在无杆气缸641上设置有裁刀642,裁刀642朝向挡板643设置,无杆气缸641能够驱动裁刀642沿其长度方向移动;导向组件65包括第二辊筒651和第三压辊654,第三压辊654通过第三气缸652驱动朝向第二辊筒651压紧,第三气缸652通过第二支架653固定在支撑板6上。
在本发明中,还公开了一种平板自动铺带设备的控制方法,包括如下步骤:步骤1:将料带从料盘中取出并依次通过第一辊筒612和第一压辊613的间隙,裁切组件64,第二辊筒651和第三压辊654的间隙,加热组件66,最后再由第二气缸631驱动第二压辊632压贴至吸附平台2的上表面;步骤2:在料带导出料盘处,将料带上的隔离膜从料带上剥离并固定在第二气涨轴621上;步骤3:在第二压辊632的平铺侧,将料带上的离型纸剥离并固定在第三气涨轴622上;步骤4:调节裁刀642与挡板643之间的距离,使间距为离型纸的厚度;步骤5:通过第三电机55驱动旋转芯轴51转动,进而带动支撑板6转动,调节铺放角度;步骤6:通过第二电机43驱动丝杆42转动,使连接座41沿竖直方向移动,进而带动铺放单元朝向吸附平台2的上表面靠近或者远离;步骤7:驱动龙门架1使铺放单元能够沿纵向移动,通过驱动第一电机31使铺放单元能够沿横向移动,与此同时,驱动第四电机614、第五电机615、第六电机623和第七电机624,对第一气涨轴611上的料盘进行放卷,对放卷出的料带进行牵拉,并对料带外层的隔离膜和离型纸进行收卷;步骤8:停止龙门架1的移动,同时关闭第一电机31、第四电机614、第五电机615、第六电机623和第七电机624,驱动无杆气缸641带动裁刀642运动,对料带的碳纤维预浸料层进行裁切。
在本实施例的放卷过程中,第四电机614采用伺服电机速度控制模式,通过设定第一辊筒612线速度和实时计算的放卷卷径,直接控制第四电机614输出的转速来实现线速度同步的功能。放卷卷径计算原理:如图14所示,在第一气涨轴611外装有激光测距仪,测距仪红外检测光对准第一气涨轴611中心,放卷轴每旋转一圈,料卷的厚度会减少一层,激光测距仪给出一个实测距离,根据实测距离算出料卷的卷径可得放卷轴实时卷径。进一步地,由于线速度不变,放卷线速度V1=牵拉线速度V2,V1= N*n*2л*r。其中,V1:设定放卷线速度,N:减速比,n:电机转速,r:放卷实时半径。
如图15、图16和图17所示,分别为预浸料0°、±45°、90°铺层示意图。
本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种平板自动铺带设备,其特征在于,包括:驱动单元和铺放单元,所述驱动单元设置在龙门架(1)上并能够驱动所述铺放单元移动,所述铺放单元位于吸附平台(2)上方,所述龙门架(1)与所述吸附平台(2)滑动连接并能够沿其长度方向移动;
所述龙门架(1)包括支撑横梁(11)和设置在其两端的支撑竖梁(12),所述驱动单元包括滑台座(3)和设置在所述滑台座(3)上的升降组件(4)和旋转组件(5),所述滑台座(3)设置在所述支撑横梁(11)上并能沿其长度方向做横向运动,所述升降组件(4)能够驱动所述旋转组件(5)沿竖直方向运动,所述旋转组件(5)能够驱动所述铺放单元沿水平方向转动;
所述铺放单元包括支撑板(6)和设置在其上的放卷组件(61)、收卷组件(62)和铺带组件(63),所述放卷组件(61)用于料盘中料带的放卷,所述收卷组件(62)用于收卷料带外层的隔离膜和离型纸,所述铺带组件(63)用于将料带中碳纤维预浸料层平铺在所述吸附平台(2)上;
升降组件(4)包括连接座(41)和丝杆(42),通过丝杆(42)带动连接座(41)沿竖直方向移动,所述旋转组件(5)设置在所述连接座(41)底部,包括旋转芯轴(51)、传动齿组(52)、轴承座(53)和轴承组(54),所述传动齿组(52)包括相互啮合的大齿轮(521)和小齿轮(522),所述大齿轮(521)固定在所述旋转芯轴(51)靠近所述连接座(41)的一端,所述小齿轮(522)通过第三电机(55)驱动转动;
所述旋转芯轴(51)设置在所述轴承座(53)中,所述轴承组(54)设置在所述轴承座(53)和所述旋转芯轴(51)之间,所述旋转芯轴(51)通过所述轴承组(54)与所述轴承座(53)转动连接,所述轴承座(53)与所述连接座(41)固定连接,所述旋转芯轴(51)远离所述连接座(41)的一端与所述支撑板(6)固定连接;
所述轴承座(53)设置为两端贯通的柱体结构,所述第三电机(55)沿竖直方向固定在所述连接座(41)底部,所述大齿轮(521)与所述旋转芯轴(51)同轴设置;
所述轴承座(53)固定在所述连接座(41)的底部,所述轴承组(54)设置在所述轴承座(53)与所述旋转芯轴(51)之间,所述旋转芯轴(51)通过所述轴承组(54)与所述轴承座(53)转动连接,所述旋转芯轴(51)远离所述连接座(41)的一端与所述支撑板(6)固定连接;
旋转芯轴(51)沿其轴向设置有第一部分和第二部分,第一部分靠近连接座(41)设置,且第一部分的外径大于第二部分的外径;轴承座(53)的内壁沿其轴向突出设置有第一台阶和第二台阶,第一台阶靠近连接座(41)设置,且第一台阶的内径大于第二台阶的内径,轴承组(54)包括第一轴承和第二轴承,第一台阶和第二台阶分别用于安置第一轴承和第二轴承,且第一轴承设置为深沟球轴承,第二轴承设置为推力圆柱滚子轴承。
2.根据权利要求1所述的平板自动铺带设备,其特征在于,在所述支撑横梁(11)上沿其长度方向设置有第一导轨(111)和第一齿条(112),在所述滑台座(3)上设置有第一电机(31)和第一滑块,在所述第一电机(31)的输出轴上设置有第一齿轮并与其同轴转动;
所述滑台座(3)通过所述第一滑块与所述第一导轨(111)滑动连接,所述第一齿轮与所述第一齿条(112)相啮合。
3.根据权利要求2所述的平板自动铺带设备,其特征在于,在所述连接座(41)的顶部固定设置有螺套(412),所述丝杆(42)沿竖直方向设置并与所述螺套(412)螺接,所述丝杆(42)通过第二电机(43)驱动转动;
在所述连接座(41)的两侧设置有第二滑块(411),在所述滑台座(3)上对应所述第二滑块(411)沿竖直方向设置有第二导轨(33),所述连接座(41)通过所述第二滑块(411)与所述第二导轨(33)滑动连接。
4.根据权利要求3所述的平板自动铺带设备,其特征在于,所述放卷组件(61)包括第一气涨轴(611)、第一辊筒(612)和第一压辊(613),所述第一气涨轴(611)用于固定料盘并通过第四电机(614)驱动转动,所述第一辊筒(612)通过第五电机(615)驱动转动,所述第一压辊(613)通过第一气缸(616)驱动朝向所述第一辊筒(612)压紧,所述第一气缸(616)通过第一支架(617)固定在所述支撑板(6)上。
5.根据权利要求4所述的平板自动铺带设备,其特征在于,所述收卷组件(62)包括第二气涨轴(621)和第三气涨轴(622),所述第二气涨轴(621)和所述第三气涨轴(622)分别用于隔离膜和离型纸的收卷并分别由第六电机(623)和第七电机(624)驱动转动。
6.根据权利要求5所述的平板自动铺带设备,其特征在于,所述铺带组件(63)包括第二气缸(631)和第二压辊(632),所述第二气缸(631)沿竖直方向设置并能够驱动所述第二压辊(632)朝向所述吸附平台(2)的表面压紧;
在所述放卷组件(61)和所述铺带组件(63)之间还设置有裁切组件(64)、导向组件(65)和加热组件(66)。
7.根据权利要求6所述的平板自动铺带设备,其特征在于,所述裁切组件(64)包括垂直于所述支撑板(6)设置的无杆气缸(641)和挡板(643),在所述无杆气缸(641)上设置有裁刀(642),所述裁刀(642)朝向所述挡板(643)设置,所述无杆气缸(641)能够驱动所述裁刀(642)沿其长度方向移动;
所述导向组件(65)包括第二辊筒(651)和第三压辊(654),所述第三压辊(654)通过第三气缸(652)驱动朝向所述第二辊筒(651)压紧,所述第三气缸(652)通过第二支架(653)固定在所述支撑板(6)上。
8.一种平板自动铺带设备的控制方法,采用上述权利要求7所述的平板自动铺带设备,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:将料带从料盘中取出并依次通过第一辊筒(612)和第一压辊(613)的间隙,裁切组件(64),第二辊筒(651)和第三压辊(654)的间隙,加热组件(66),最后再由第二气缸(631)驱动第二压辊(632)压贴至吸附平台(2)的上表面;
步骤2:在料带导出料盘处,将料带上的隔离膜从料带上剥离并固定在第二气涨轴(621)上;
步骤3:在第二压辊(632)的平铺侧,将料带上的离型纸剥离并固定在第三气涨轴(622)上;
步骤4:调节裁刀(642)与挡板(643)之间的距离,使间距为离型纸的厚度;
步骤5:通过第三电机(55)驱动旋转芯轴(51)转动,进而带动支撑板(6)转动,调节铺放角度;
步骤6:通过第二电机(43)驱动丝杆(42)转动,使连接座(41)沿竖直方向移动,进而带动铺放单元朝向吸附平台(2)的上表面靠近或者远离;
步骤7:驱动龙门架(1)使铺放单元能够沿纵向移动,通过驱动第一电机(31)使铺放单元能够沿横向移动,与此同时,驱动第四电机(614)、第五电机(615)、第六电机(623)和第七电机(624),对第一气涨轴(611)上的料盘进行放卷,对放卷出的料带进行牵拉,并对料带外层的隔离膜和离型纸进行收卷;
步骤8:停止龙门架(1)的移动,同时关闭第一电机(31)、第四电机(614)、第五电机(615)、第六电机(623)和第七电机(624),驱动无杆气缸(641)带动裁刀(642)运动,对料带的碳纤维预浸料层进行裁切。
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
CN204585872U (zh) * | 2015-03-20 | 2015-08-26 | 西安工程大学 | 龙门式纤维带铺放机 |
CN105773975A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-07-20 | 浙江大学 | 一种基于三维打印的嵌入预张紧碳纤维的方法和装置 |
CN111115333A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 武汉大学 | 一种复合材料预浸带衬纸预剥离自动铺放装置 |
CN111136936A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-12 | 南京航空航天大学 | 一种多角度铺层设计帽形长桁预浸料拉挤成型装置 |
Family Cites Families (1)
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---|---|---|---|---|
JP6681803B2 (ja) * | 2016-08-04 | 2020-04-15 | 津田駒工業株式会社 | 強化繊維材料の供給装置、及びその供給装置における強化繊維材料の切断方法 |
-
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Patent Citations (4)
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---|---|---|---|---|
CN204585872U (zh) * | 2015-03-20 | 2015-08-26 | 西安工程大学 | 龙门式纤维带铺放机 |
CN105773975A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-07-20 | 浙江大学 | 一种基于三维打印的嵌入预张紧碳纤维的方法和装置 |
CN111115333A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 武汉大学 | 一种复合材料预浸带衬纸预剥离自动铺放装置 |
CN111136936A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-12 | 南京航空航天大学 | 一种多角度铺层设计帽形长桁预浸料拉挤成型装置 |
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