CN113846417B - 一种碳纤维复合材料预制体自动化成型分度装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碳纤维复合材料预制体自动化成型分度装置，属于碳纤维立体织物成型设备技术领域，包括分度工作台，分度工作台包括吸盘、分度转盘和槽型光电传感器遮挡板，吸盘和槽型光电传感器遮挡板分别沿圆周方向均匀安装于分度转盘下侧，分度转盘分别与转轴和分度大齿轮相连，该分度大齿轮与小齿轮啮合设置；分度工作台固定板上安装有限位环和电磁铁，限位环外延安装有槽型光电传感器，槽型光电传感器与槽型光电传感器遮挡板配合设置，为避免齿轮传动回程间隙，每次完成分度后分度工作台通过吸盘与电磁铁相吸，确保分度工作台固定不动。本发明结构简单，经济实用，能够满足预制体自动化成型分度的工作，提高预制体成型设备的自动化程度。

Description

一种碳纤维复合材料预制体自动化成型分度装置
技术领域
本发明属于碳纤维立体织物成型设备技术领域，具体涉及一种碳纤维复合材料预制体自动化成型分度装置。
背景技术
碳/碳复合材料是近二十年来发展起来的一种结构性材料，其三维织物经过后期的固化处理做成的构件结构性能优越，显著改善了复合材料多方面的力学性能，目前主要用于航空、航天、汽车、医疗等新技术领域。长期以来三维织物都采用人工编织方式进行，使得三维织物的成型效率低、人工劳动强度大、产品的一致性差，随着科学技术的进步，机械自动化已经得到普遍应用。三维整体编织预制体的纤维增强结构在空间上呈网状结构，具有良好的各向同性，抗剪切抗分层能力及抗烧蚀性能，具有优良的可设计性。但是三维整体编织预制体需要良好的各向同性，为了保证编织过程的连续性，需要在主体编织机构以外附加一些附属设备，协助整个编织过程的连续进行。
因此，急需发明一种碳纤维复合材料预制体自动化成型分度装置，主要用于避免分度装置的齿轮传动回程间隙，通过设计一套系统，避免人工干预，既提高整机工作流畅性，又减少了人力成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种碳纤维复合材料预制体自动化成型分度装置，其用于在进行碳纤维立体织物的编织工作中完成对编织工作进行精密分度的过程，从而使编织机在工作中避免分度装置的齿轮传动回程间隙，提高整机工作流畅性，提高整机自动化程度。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种碳纤维复合材料预制体自动化成型分度装置，包括分度工作台，所述分度工作台包括吸盘、分度转盘和槽型光电传感器遮挡板，所述吸盘和槽型光电传感器遮挡板分别沿圆周方向均匀安装于分度转盘下侧，所述分度转盘分别与转轴和分度大齿轮相连，保证分度工作台、转轴与分度大齿轮同时转动，所述分度大齿轮与转轴同心安装于分度转盘固定板底部，该分度大齿轮与小齿轮啮合设置，所述小齿轮通过伺服电机驱动旋转，所述转轴底部安装于分度工作台固定板中心处；所述分度工作台固定板上安装有限位环和电磁铁，该分度工作台通过吸盘与电磁铁相吸，控制分度工作台停止转动；所述限位环将小齿轮与分度大齿轮包围限位，该限位环外延安装有槽型光电传感器，所述槽型光电传感器与槽型光电传感器遮挡板配合设置。
优选地，所述吸盘设置有六个，相邻两个吸盘夹角为60°；所述槽型光电传感器遮挡板设置有三个，相邻两个槽型光电传感器遮挡板夹角为120°；所述电磁铁以转轴为圆心对称固定于分度工作台固定板上。
优选地，所述吸盘为铁吸盘。
优选地，所述转轴与分度工作台之间安装有轴承组件，所述轴承组件包括推力轴承和转轴轴承座，所述转轴通过推力轴承与分度工作台固定板上的转轴轴承座相连。
优选地，所述分度工作台通过定位销分别与转轴和分度大齿轮相连，保证分度工作台、转轴和分度大齿轮同时转动。
优选地，所述定位销为模具定位销。
由于采用上述技术方案，本发明结构简单，经济实用，用于在进行碳纤维立体织物的编织工作中完成对编织工作进行精密分度的过程，从而使编织机在工作中避免分度装置的齿轮传动回程间隙，提高整机工作流畅性，提高整机自动化程度，实用性强，便于推广使用。
附图说明
下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，在附图中：
图1是本发明的结构示意图
图2是本发明分度工作台的结构示意图
图3是本发明的立体结构示意图
图4是本发明的主视图
图5是本发明的俯视图
图6是本发明的侧视图
图中：
1、分度工作台                     2、分度大齿轮
3、转轴                           4、推力轴承
5、限位环                         6、槽型光电传感器
7、电磁铁                         8、小齿轮
9、分度工作台固定板               10、伺服电机
11、转轴轴承座                    101、铁吸盘
102、分度转盘                     103、定位销
104、槽型光电传感器遮挡板
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步描述本发明。
如图1至图6所示，本发明一种碳纤维复合材料预制体自动化成型分度装置，包括分度工作台1、分度大齿轮2、转轴3、推力轴承4、限位环5、槽型光电传感器6、电磁铁7、小齿轮8、分度工作台固定板9、伺服电机10和转轴轴承座11，分度工作台1包括铁吸盘101、分度转盘102、定位销103和槽型光电传感器遮挡板104，铁吸盘101与分度转盘102相连，六个铁吸盘101沿圆周方向均匀分布在分度转盘102下侧，相邻两个铁吸盘101夹角为60°，分度工作台1通过铁吸盘101与电磁铁7相吸，控制分度工作台1停止转动；
槽型光电传感器遮挡板104与分度转盘102相连，三个槽型光电传感器遮挡板104沿圆周方向均匀分布在分度转盘102下侧，相邻两个槽型光电传感器遮挡板104夹角为120°；中心位置的定位销103使分度转盘102与转轴3相连接，保证分度工作台1与转轴3同时转动；分度工作台1通过两边的定位销103与分度大齿轮2相连，保证分度工作台1与分度大齿轮2同时转动；
分度大齿轮2与转轴3同心设置，转轴3安装于推力轴承4中，与推力轴承4同心；推力轴承4安装于转轴轴承座11中，与转轴轴承座11同心；转轴轴承座11安装于分度工作台固定板9中心处；
限位环5位于分度工作台固定板9上，并将小齿轮8与分度大齿轮2包围限位；槽型光电传感器6与限位环5连接，安装于限位环5一侧；电磁铁7以转轴轴承座11为圆心对称固定于分度工作台固定板9上；小齿轮8与分度大齿轮2啮合；伺服电机10安装于小齿轮8下方，驱动小齿轮8运动。
本发明分度角度由该预制体成型的工艺确定，分别为0度，120度，240度。分度工作台1及转轴3上分别开有销钉孔，该销钉孔用于置入模具定位销，保证圆形预制体成型工装与分度工作台1的同轴精度；分度工作台1两边的销钉孔插入两个模具定位销，用于保证预制体工装中的碳棒阵列形成的窄缝通道与一侧引纬系统工装方向的平行度；本发明底部推力轴承4用于预制体层间密度控制时承受压板带来的压力。
作业时，伺服电机10转动，驱动小齿轮8转动，小齿轮8驱动分度大齿轮2转动，由于分度大齿轮2通过定位销103连接转轴3、分度转盘102为一体，分度转盘102上的铁吸盘101、槽型光电传感器遮挡板104随着分度转盘102转动，当槽型光电传感器遮挡板104经过槽型光电传感器6后，槽型光电传感器6控制电磁铁7通电，电磁铁7吸住固定在分度工作台1上的铁吸盘101，由于铁吸盘101与分度工作台1为一体，此时分度工作台1停止转动；当电磁铁7停止通电后，分度工作台1继续转动，由于相邻两个槽型光电传感器遮挡板104夹角为120°，因此分度转盘102每转过120度后，可停止转动一次。
本发明通过电磁铁与铁吸盘的配合，使编织机在工作中避免分度装置的齿轮传动回程间隙，提高整机工作流畅性，提高整机自动化程度，实用性强，便于推广使用。
以上对本发明的实例进行了详细说明，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，凡依本发明范围所作的变化与改进等，均仍属于本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种碳纤维复合材料预制体自动化成型分度装置，其特征在于：包括分度工作台，所述分度工作台包括吸盘、分度转盘和槽型光电传感器遮挡板，所述吸盘和槽型光电传感器遮挡板分别沿圆周方向均匀安装于分度转盘下侧，所述分度转盘分别与转轴和分度大齿轮相连，保证分度工作台、转轴与分度大齿轮同时转动，所述分度大齿轮与转轴同心安装于分度转盘固定板底部，该分度大齿轮与小齿轮啮合设置，所述小齿轮通过伺服电机驱动旋转，所述转轴底部安装于分度工作台固定板中心处；所述分度工作台固定板上安装有限位环和电磁铁，该分度工作台通过吸盘与电磁铁相吸，控制分度工作台停止转动；所述限位环将小齿轮与分度大齿轮包围限位，该限位环外延安装有槽型光电传感器，所述槽型光电传感器与槽型光电传感器遮挡板配合设置；所述转轴与分度工作台之间安装有轴承组件，所述轴承组件包括推力轴承和转轴轴承座，所述转轴通过推力轴承与分度工作台固定板上的转轴轴承座相连；所述分度工作台通过定位销分别与转轴和分度大齿轮相连，保证分度工作台、转轴和分度大齿轮同时转动。
2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料预制体自动化成型分度装置，其特征在于：所述吸盘设置有六个，相邻两个吸盘夹角为60°；所述槽型光电传感器遮挡板设置有三个，相邻两个槽型光电传感器遮挡板夹角为120°；所述电磁铁以转轴为圆心对称固定于分度工作台固定板上。
3.根据权利要求2所述的碳纤维复合材料预制体自动化成型分度装置，其特征在于：所述吸盘为铁吸盘。
4.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料预制体自动化成型分度装置，其特征在于：所述定位销为模具定位销。
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