CN113352646B - 一种预浸带自动铺放装置 - Google Patents

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Abstract

一种预浸带自动铺放装置，包括送料机构、铺放机构、切割机构、导引机构和换向机构，所述送料机构包括左带卷、右带卷、第一夹持对辊、第二夹持对辊、第一预浸带和第二预浸带，所述铺放机构包括第一加热对辊、第一压辊、第一铺放对辊、第二铺放对辊、第二压辊和第二加热对辊，所述导引机构包括第一导引机构、第三导引机构和第二导引机构，所述切割机构包括双头激光切割器和支撑架，所述换向机构包括第一换向机构和第二换向机构。该预浸带自动铺放装置不必单次逐层铺放，大大提高了生产效率，同时不必空程回程或掉头，节省了铺放时间。

Description

一种预浸带自动铺放装置
技术领域
本发明涉及自动铺放领域，具体涉及一种预浸带自动铺放装置。
背景技术
自动铺放技术具有高效、高质量、高可靠性、低成本的特点，特别适用于大尺寸构件的制造，减少了拼装零件的数目，节约了制造和装配成本，极大地降低了材料的废料率与制造工时，在航空航天高性能复合材料结构的制造中应用极为广泛。
自动铺放技术是以预浸带为原料，经加热后，在压辊的作用下直接铺贴到模具或上一层预浸带表面，实现复合材料铺叠自动化成型。
现有技术的缺点：
1.现有技术的自动铺放技术，是将预浸带一层一层地铺放在模具表面，经过若干层的铺放使复合材料构件达到一定厚度，因此对于需要铺放多层预浸带的模具，只能逐层叠铺，铺放效率低。
2.每条路径铺放结束时，铺放机构须往返或掉头，进行上次铺放路径的再次铺放，或进行下一条路径的铺放，因而在自动铺放过程中，铺放机构需要多次往返或掉头铺放，浪费了大量时间。
3.现有的切割方式为砧板和砧刀式的接触式切割，由于铺放过程中带料是运动的，接触式切割容易造成砧刀和带料表面的粘连和拉扯，对带料产生多余的张力，影响切割瞬间带料的铺放效果。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提出同时解决上述多种问题的方案。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种预浸带自动铺放装置，包括送料机构、铺放机构、切割机构、导引机构和换向机构，所述切割机构在水平方向上设置于所述送料机构和所述换向机构之间，所述换向机构位于所述送料机构正下方，其中：
所述送料机构，包括左带卷、右带卷、第一夹持对辊、第二夹持对辊、第一预浸带和第二预浸带，所述第一预浸带套设在所述左带卷上，所述第一夹持对辊为左右对称设置的两个夹辊，所述第一夹持对辊位于所述左带卷的下方，所述第二预浸带套设在所述右带卷上，所述第二夹持对辊为左右对称设置的两个夹辊，所述第二夹持对辊位于所述右带卷的下方；
所述铺放机构，包括第一加热对辊、第一压辊、第一铺放对辊、第二铺放对辊、第二压辊和第二加热对辊，所述第一加热对辊位于所述第一压辊的左侧，所述第一铺放对辊位于所述第一压辊的右侧，所述第二加热对辊位于所述第二压辊的左侧，所述第二铺放对辊位于所述第二压辊的右侧；
所述导引机构，包括第一导引机构、第三导引机构和第二导引机构，所述第一导引机构上设置有容纳所述第一加热对辊的凹槽，所述第三导引机构上设置有容纳所述第一铺放对辊和所述第二铺放对辊的凹槽，所述第二导引机构上设置有容纳所述第二加热对辊的凹槽，所述第三导引机构设置所述于第一导引机构和所述第二导引机构之间。
进一步地，所述切割机构包括双头激光切割器和支撑架，所述双头激光切割器沿水平方向发出两束方向相反的激光，分别用于切割所述第一预浸带和所述第二预浸带。
进一步地，所述换向机构包括第一换向机构和第二换向机构，所述第一换向机构包括第一换向板、第一滑动节点、第一导引基座和第一固定块，所述第一导引基座与所述第一导引机构之间构成所述第一预浸带正向铺放时的导引通道，所述第一导引基座与所述第三导引机构之间构成所述第一预浸带反向铺放时的导引通道，所述第一换向板通过所述第一滑动节点与所述第一导引基座以铰接的方式连接，所述第一压辊通过所述第一固定块固定在所述第一导引基座上。
进一步地，所述第二换向机构包括第二换向板、第二滑动节点、第二导引基座和第二固定块，所述第二导引基座与所述第三导引机构之间构成所述第二预浸带正向铺放时的导引通道，所述第二导引基座与所述第二导引机构之间构成所述第二预浸带反向铺放时的导引通道，所述第二换向板通过所述第二滑动节点与所述第二导引基座以铰接的方式连接，所述第二压辊通过所述第二固定块固定在所述第二导引基座上。
进一步地，所述第一换向板和所述第二换向板的左右两个侧面包括凸起。
进一步地，所述第一加热对辊和所述第二加热对辊分别包括上加热辊和下加热辊，在水平方向上，所述上加热辊的高度高于所述下加热辊的高度，所述第一导引机构和所述第二导引机构的凹槽内分别放置所述第一加热对辊和所述第二加热对辊的所述下加热辊。
本发明的有益效果是：
1.设置预浸带自动铺放装置，第一铺放机构压铺第一层，由于第一铺放机构设有加热辊，可使最内层(紧贴模具)预浸热熔而带有足够的粘度，提高其在模具表面的粘附力，在第一铺放机构后一段距离的第二铺放机构随后压铺第二层，此时由于第一层预浸带还处于带有粘度的热熔状态而使两层预浸带很好的粘合，同时，由于第二压辊的二次滚压，使两层预浸带压实固化，该预浸带自动铺放装置可同时铺放两层预浸带，不必单次逐层铺放，大大提高了生产效率。
2.设置双向导引机构，在当前路径铺放完毕时，双向导引机构换向，分别引导第一预浸带和第二预浸带沿与上次铺放过程相反的方向传送至第一压辊和第二压辊，进行下一次的铺放过程，此时第二加热辊开始工作，第二铺放机构在先铺放，第一铺放机构随后压实固化，不必空程回程或掉头，节省了铺放时间。
3.采用激光切割，切割过程不接触带料，不会对带料造成多余的损伤，保证了铺放效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明预浸带自动铺放装置正向铺放示意图
图2是本发明第一换向机构示意图
图3是本发明第二换向机构示意图
图4是本发明切割状态示意图
图5是本发明预浸带自动铺放装置反向铺放示意图
图6是本发明另一实施例的换向机构示意图
图中，附图标记如下：
1：左带卷，2：右带卷，3：第一夹持对辊，4：第二夹持对辊：5：第一导引机构，6：第一加热对辊，7：第一压辊，8：第一铺放对辊，9：第一换向机构，10：第三导引机构，11：第二铺放对辊，12：第二压辊，13：第二加热对辊，14：第二导引机构，15：第二换向机构，16：双头激光切割器，17：支撑架，18：第一预浸带，19：第二预浸带，20：第一换向板，21：第一滑动节点，22：第一导引基座，23：第一固定块，24：第二换向板，25：第二滑动节点，26：第二导引基座，27：第二固定块，28：凸起
具体实施方式
如图所示：一种预浸带自动铺放装置，包括送料机构、铺放机构、切割机构、导引机构和换向机构，所述切割机构在水平方向上设置于所述送料机构和所述换向机构之间，所述换向机构位于所述送料机构正下方，其中：
所述送料机构，包括左带卷1、右带卷2、第一夹持对辊3、第二夹持对辊4、第一预浸带18和第二预浸带19，所述第一预浸带18套设在所述左带卷1上，所述第一夹持对辊3为左右对称设置的两个夹辊，所述第一夹持对辊3位于所述左带卷1的下方，所述第二预浸带19套设在所述右带卷2上，所述第二夹持对辊4为左右对称设置的两个夹辊，所述第二夹持对辊4位于所述右带卷2的下方；
所述铺放机构，包括第一加热对辊6、第一压辊7、第一铺放对辊8、第二铺放对辊11、第二压辊12和第二加热对辊13，所述第一加热对辊6位于所述第一压辊7的左侧，所述第一铺放对辊8位于所述第一压辊7的右侧，所述第二加热对辊13位于所述第二压辊12的左侧，所述第二铺放对辊11位于所述第二压辊12的右侧；
所述导引机构，包括第一导引机构5、第三导引机构10和第二导引机构14，所述第一导引机构5上设置有容纳所述第一加热对辊6的凹槽，所述第三导引机构10上设置有容纳所述第一铺放对辊8和所述第二铺放对辊11的凹槽，所述第二导引机构14上设置有容纳所述第二加热对辊13的凹槽，所述第三导引机构10设置所述于第一导引机构5和所述第二导引机构14之间。
具体的，所述切割机构包括双头激光切割器16和支撑架17，所述双头激光切割器16沿水平方向发出两束方向相反的激光，分别用于切割所述第一预浸带18和所述第二预浸带19。
具体的，所述换向机构包括第一换向机构9和第二换向机构15，所述第一换向机构9包括第一换向板20、第一滑动节点21、第一导引基座22和第一固定块23，所述第一导引基座22与所述第一导引机构5之间构成所述第一预浸带18正向铺放时的导引通道，所述第一导引基座22与所述第三导引机构10之间构成所述第一预浸带18反向铺放时的导引通道，所述第一换向板20通过所述第一滑动节点21与所述第一导引基座22以铰接的方式连接，所述第一压辊7通过所述第一固定块23固定在所述第一导引基座22上。
具体的，所述第二换向机构15包括第二换向板24、第二滑动节点25、第二导引基座26和第二固定块27，所述第二导引基座26与所述第三导引机构10之间构成所述第二预浸带19正向铺放时的导引通道，所述第二导引基座26与所述第二导引机构14之间构成所述第二预浸带19反向铺放时的导引通道，所述第二换向板24通过所述第二滑动节点25与所述第二导引基座26以铰接的方式连接，所述第二压辊12通过所述第二固定块27固定在所述第二导引基座26上。
具体的，所述第一换向板20和所述第二换向板24的左右两个侧面包括凸起28，可起阻挡作用，防止由于惯性等因素引起的预浸带偏移，确保预浸带可以沿目标导引通道递送。
具体的，所述第一加热对辊6和所述第二加热对辊13分别包括上加热辊和下加热辊，在水平方向上，所述上加热辊的高度高于所述下加热辊的高度，所述第一导引机构5和所述第二导引机构14的凹槽内分别放置所述第一加热对辊6和所述第二加热对辊13的所述下加热辊。
使用时，将预浸带卷套于左带卷1上，引导带头从第一夹持对辊3的左右两个夹辊中间穿过，两个夹辊的互压压力将预浸带夹紧，然后再将另一卷预浸带套于右带卷2上，引导带头从第二夹持对辊4的左右两个夹辊中间穿过，两个夹辊将其夹紧，控制所述第一夹持对辊3和所述第二夹持对辊4持续转动，引导所述第一预浸带18的带头沿着导引通道递送至所述第一加热对辊6，所述第二预浸带19的带头沿着导引通道递送至所述第二铺放对辊11，随后所述预浸带自动铺放装置开始正向运动，并进行正向铺放，第一铺放机构压铺第一层，由于第一铺放机构设有加热辊，可使最内层(紧贴模具)预浸热熔而带有足够的粘度，提高其在模具表面的粘附力，在第一铺放机构后一段距离的第二铺放机构随后压铺第二层，此时由于第一层预浸带还处于带有粘度的热熔状态而使两层预浸带很好的粘合，同时，由于第二压辊12的二次滚压，使两层预浸带压实固化，该预浸带自动铺放装置可同时铺放两层预浸带，不必单次逐层铺放，大大提高了生产效率。
在当前路径铺放完毕时，双头激光切割器16对第一预浸带18和第二预浸带19进行激光切割，切割过程不接触带料，不会对带料造成多余的损伤，保证了铺放效果。换向机构进行换向，分别引导第一预浸带18和第二预浸带19沿与上次铺放过程相反的方向传送至第一压辊7和第二压辊12，进行下一次的铺放过程，此时第二加热对辊13开始工作，第二铺放机构在先铺放，第一铺放机构随后压实固化，不必空程回程或掉头，节省了铺放时间。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (6)

1.一种预浸带自动铺放装置，其特征在于：包括送料机构、铺放机构、切割机构、导引机构和换向机构，所述切割机构在水平方向上设置于所述送料机构和所述换向机构之间，所述换向机构位于所述送料机构正下方，其中：
所述送料机构，包括左带卷、右带卷、第一夹持对辊、第二夹持对辊、第一预浸带和第二预浸带，所述第一预浸带套设在所述左带卷上，所述第一夹持对辊为左右对称设置的两个夹辊，所述第一夹持对辊位于所述左带卷的下方，所述第二预浸带套设在所述右带卷上，所述第二夹持对辊为左右对称设置的两个夹辊，所述第二夹持对辊位于所述右带卷的下方；
所述铺放机构，包括第一加热对辊、第一压辊、第一铺放对辊、第二铺放对辊、第二压辊和第二加热对辊，所述第一加热对辊位于所述第一压辊的左侧，所述第一铺放对辊位于所述第一压辊的右侧，所述第二加热对辊位于所述第二压辊的左侧，所述第二铺放对辊位于所述第二压辊的右侧；
所述导引机构，包括第一导引机构、第三导引机构和第二导引机构，所述第一导引机构上设置有容纳所述第一加热对辊的凹槽，所述第三导引机构上设置有容纳所述第一铺放对辊和所述第二铺放对辊的凹槽，所述第二导引机构上设置有容纳所述第二加热对辊的凹槽，所述第三导引机构设置于所述第一导引机构和所述第二导引机构之间。
2.如权利要求1所述的预浸带自动铺放装置，其特征在于：所述切割机构包括双头激光切割器和支撑架，所述双头激光切割器沿水平方向发出两束方向相反的激光，分别用于切割所述第一预浸带和所述第二预浸带。
3.如权利要求2所述的预浸带自动铺放装置，其特征在于：所述换向机构包括第一换向机构和第二换向机构，所述第一换向机构包括第一换向板、第一滑动节点、第一导引基座和第一固定块，所述第一导引基座与所述第一导引机构之间构成所述第一预浸带正向铺放时的导引通道，所述第一导引基座与所述第三导引机构之间构成所述第一预浸带反向铺放时的导引通道，所述第一换向板通过所述第一滑动节点与所述第一导引基座以铰接的方式连接，所述第一压辊通过所述第一固定块固定在所述第一导引基座上。
4.如权利要求3所述的预浸带自动铺放装置，其特征在于：所述第二换向机构包括第二换向板、第二滑动节点、第二导引基座和第二固定块，所述第二导引基座与所述第三导引机构之间构成所述第二预浸带正向铺放时的导引通道，所述第二导引基座与所述第二导引机构之间构成所述第二预浸带反向铺放时的导引通道，所述第二换向板通过所述第二滑动节点与所述第二导引基座以铰接的方式连接，所述第二压辊通过所述第二固定块固定在所述第二导引基座上。
5.如权利要求4所述的预浸带自动铺放装置，其特征在于：所述第一换向板和所述第二换向板的左右两个侧面包括凸起。
6.如权利要求5所述的预浸带自动铺放装置，其特征在于：所述第一加热对辊和所述第二加热对辊分别包括上加热辊和下加热辊，在水平方向上，所述上加热辊的高度高于所述下加热辊的高度，所述第一导引机构和所述第二导引机构的凹槽内分别放置所述第一加热对辊和所述第二加热对辊的所述下加热辊。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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