CN116081409A - 缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置及搭剪纱方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置及搭剪纱方法，包括夹具、夹剪具驱动机构、剪具及控制系统；所述夹具用于夹紧纤维束，所述剪具用于剪断纤维束；所述夹剪具驱动机构用于驱动所述夹具进入和离开纤维缠绕区域，驱动所述剪具进入和离开纤维缠绕区域，驱动夹具夹紧纤维束并牵引纤维束围绕主轴旋转将纤维束缠绕在芯模上，驱动夹具释放纤维束，驱动剪具剪断纤维束；控制系统控制各个工艺环节的动作。本发明能够实现缠绕纤维加工过程中的自动搭纱、剪纱工艺过程。

Description

缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置及搭剪纱方法

技术领域

本发明涉及纤维缠绕加工领域，特别涉及一种缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置及搭剪纱方法。

背景技术

缠绕纤维加工是纤维缠绕制品加工的重要环节，目前普遍采用缠绕机来实现纤维的缠绕。在一个缠绕制品开始时需要将纤维束平稳搭接在待缠绕工件上，当缠绕结束时，需要切断纤维束。在纤维缠绕加工领域，目前一般采用手工方式完成搭剪纱操作。手工搭剪纱效率低，无法实现相邻两个缠绕工件的自动化连续生产，上述问题对实现自动化搭剪纱提出了需求，但由于浸润树脂的纤维湿滑，同时还要克服纤维的张力，所以在制品批量缠绕纤维加工中，实现自动搭剪纱是需要解决的一个技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题的是提供一种缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置及搭剪纱方法，可实现制品纤维缠绕操作过程中的自动化搭剪纱，并显著提高生产效率。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一方面，本发明提供一种缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置：包括夹具、夹剪具驱动机构、剪具及控制系统；

所述夹具用于夹紧纤维束；

所述剪具用于剪断纤维束；

所述夹剪具驱动机构用于驱动所述夹具和/或剪具进入纤维缠绕区域，驱动所述夹具和/或剪具离开纤维缠绕区域，驱动夹具夹紧纤维束并牵引纤维束围绕主轴旋转将纤维束缠绕在芯模上，驱动夹具释放纤维束，驱动剪具剪断纤维束；

所述控制系统根据各传感器回传的信息及控制程序控制各个工艺环节的动作。

优选的，所述纤维束由纤维供给部输送，包括驱动组件和移动式纤维支架，纤维供给部可带动纤维束沿着主轴移动。

优选的，所述移动式纤维支架上设置通孔，用于控制纤维束相对于通孔偏转的出丝嘴设置在通孔靠近芯模的一侧，出丝嘴包括出丝嘴导向部和导向部支架，两端分别连接两根导向部支架的一端，导向部支架的另一端连接出丝嘴套筒，出丝嘴套筒容纳在通孔内，与移动式纤维支架转动连接。

优选的，所述驱动组件设置在机架的底座和/或横梁上。

优选的，所述驱动组件为电机驱动机构或多轴工业机器人。

优选的，所述夹具可以牵引纤维束沿着主轴移动。

优选的，所述夹具包括夹紧夹，夹紧夹的一端安装有夹紧部。

优选的，所述剪具为具有刀片的切割装置、振动切割装置或激光切割装置中的一种。

优选的，所述剪具安装于夹紧夹的外侧，并随动固定连接于所述夹紧夹。

优选的，所述夹具包括两支夹紧夹，所述两支夹紧夹的一端分别安装有夹口侧壁宽度方向的纵截面轮廓为弧形的夹紧部，中部分别铰接于夹紧夹支架的一端，所述两支夹紧夹以铰接点为旋转轴打开闭合。

优选的，所述夹剪具驱动机构包括夹紧夹支架、开合驱动气缸、夹具连接部、支臂和支臂连接部、夹剪具驱动部，夹紧夹与夹紧夹支架的一端活动连接，夹紧夹的一端被开合驱动气缸驱动，夹紧夹支架的另一端与夹具连接部连接，夹具连接部另一端与支臂的一端连接，支臂的另一端连接支臂连接部，支臂包括两根条板，所述条板上设置用于定位其平行摆动的支臂定位顶丝，支臂连接部为环状，所述支臂连接部设置在主轴上。

优选的，所述支臂具有调节长度的伸缩结构，所述支臂与穿过主轴的水平面角度可调节。

优选的，所述支臂连接部固定或转动安装在缠绕机的主轴上，侧下方设置有夹剪具驱动部，所述夹剪具驱动部为摆动气缸或电机。

优选的，所述驱动组件设置在机架的底座和/或横梁上。

优选的，所述夹紧夹和所述夹紧夹支架均为柱状体，两者平行设置，所述夹紧夹与紧夹支架的接触面上分别安装有夹紧部，所述夹紧夹的一端与开合气缸活塞杆垂直连接，开合气缸活塞杆垂直穿过夹紧夹支架，纵截面L形的开合气缸支架设置在夹紧夹支架相对于夹紧夹的一面上,所述夹紧夹与所述夹紧夹支架平行设置。

优选的，所述夹剪具驱动机构包括夹具驱动机构和剪具驱动机构，剪具及剪具驱动机构安装于芯模一侧的主轴上，所述夹具及夹具驱动机构安装于芯模另一侧的主轴上，在剪切和夹紧纤维束时，剪具位于所述夹具与所述芯模之间。

优选的，所述剪具驱动机构包括第二支臂，所述第二支臂的长度小于所述支臂的长度；所述剪具距芯模顶点距离大于夹具距芯模的顶点距离。

优选的，所述支臂连接部套设在主轴上且为自由转动连接，所述夹具驱动机构包括驱动组件，所述夹具驱动组件包括第一齿轮、第二齿轮、夹具驱动电机和电机固定部，第一齿轮固定连接所述支臂连接部，所述第二齿轮固定连接于驱动电机的转动轴，所述第二齿轮与第一齿轮相啮合，所述驱动电机固定于电机固定部上，电机固定部固定连接于机架上。

优选的，所述支臂连接部套设在主轴上并与其自由转动连接，支臂连接部的一侧固定连接筒状滑环，支臂连接部的另一侧固定连接致动盘，致动盘活动套设在主轴上，支臂连接部连接滑环连接架，主轴穿过滑环连接架的凹部，滑环连接架的端部连接推进气缸，推进气缸与缠绕机机架的立柱固定连接；

所述夹剪具驱动部包括一条与主轴平行的滑轨，滑轨安装在滑环连接架，滑轨的侧部安装有与主轴平行的无杆气缸，无杆气缸的两端与滑轨的两端固定连接，无杆气缸执行机构与移动块固定连接，移动块还与滑轨的滑块连接，移动块靠近夹具的一个面上还设置拨叉(41)，拨叉上设有滑槽，夹具连接部上设置拨销，拨销与滑槽相适配；

拨叉驱动气缸，拨叉驱动气缸通过L型支架安装在移动块的侧部，平行于拨叉驱动气缸的拨叉滑轨设置在L型支架的侧部，拨叉滑轨的一端与拨叉驱动气缸的活塞杆连接，另一端与拨叉的侧部连接；

支臂连接部锁止机构，所述支臂连接部锁止机构包括锁止销和定位销，锁止销为具有锁止机构支架的弹簧销，所述定位销设置在支臂连接部的外周面上，靠近滑环端面超出支臂连接部。

另一方面，本发明提供一种使用上述自动搭剪纱装置的搭剪纱方法，包括以下步骤：

步骤一：夹具和剪具进入缠绕区域；

步骤二：所述夹具夹紧纤维束；

步骤三：所述剪具将所述纤维束切断；

步骤四：第一芯模移出缠绕操作区域，第二芯模进入缠绕操作区域；

步骤五：所述夹具牵引纤维束端头按照所述第二芯模旋转方向围绕所述第二芯模旋转；

步骤六：纤维供给部或所述夹具带动所述纤维束远离，躲避尚未围绕所述第二芯模旋转的纤维束；

步骤七：所述夹具继续牵引纤维束端头按照第二芯模旋转方向围绕第二芯模旋转，将纤维束缠绕在第二芯模上；

步骤八：所述夹具释放夹紧的纤维束，移出缠绕操作区域。

另外，本发明还提供一种纤维缠绕机，包括如上述任一项所述缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置。

与现有技术相比，本发明产生以下有益效果：

采用上述技术方案，由于夹紧夹闭合后，将纤维束夹紧，纤维束被固定在夹具上。夹剪具驱动机构驱动夹具、剪具进入和离开纤维缠绕区域，驱动夹具夹紧纤维束并牵引纤维束围绕主轴旋转将纤维束缠绕在芯模上，驱动夹具释放纤维束，驱动剪具剪断纤维束。纤维供给部包括驱动组件和移动式纤维支架，驱动组件设置在机架上，移动式纤维支架连接于驱动组件，驱动组件能够驱动移动式纤维支架在平行于主轴的方向移动。在纤维缠绕加工中，穿过纤维支架的纤维束通过夹具夹紧和牵引缠绕于芯模，旋转的主轴和平行于主轴运动的移动式纤维支架互相配合，完成纤维束在芯模表面的缠绕加工。剪具在夹剪具驱动机构的驱动下可以切断纤维束，完成剪纱工艺。控制系统根据各传感器回传的位置信息及已编制好的程序控制各个工艺环节的动作，本发明能够实现缠绕纤维加工过程中的自动搭纱、缠绕、剪纱工艺过程。

附图说明

图1为多工位缠绕机一个角度的立体图；

图2为本发明实施例1的使用状态立体图；

图3为本发明实施例1中夹具、剪具的立体图；

图4为本发明实施例1中夹具、剪具的局部剖切图(为了更清楚的理解夹紧夹11与开合驱动气缸16的驱动连接结构，仅对夹紧夹支架12进行剖切，而保留其它部分不剖切)；

图5为本发明实施例1中移动式纤维支架的立体图；

图6为本发明实施例2中夹具、剪具的立体图；

图7为本发明实施例3的一个角度立体图；

图8为本发明实施例4的使用状态立体图；

图9为本发明实施例5中夹具、剪具及夹剪具驱动部的一个角度立体图；

图10为本发明实施例5中夹具、剪具及夹剪具驱动部的另一个角度立体图；

图11为本发明实施例5中驱动夹具、剪具围绕主轴旋转机构(滑环外环1521局部剖切)的立体图；

图12为本发明实施例5中包含支臂连接部锁止结构的局部放大立体图；

图13为本发明实施例6中第一芯模完成缠绕时自动搭剪纱装置的状态图；

图14为本发明实施例6中夹具、剪具进入缠绕区域时自动搭剪纱装置的状态图；

图15为本发明实施例6中夹具夹紧纤维束、剪具切断纤维束时自动搭剪纱装置的状态图；

图16为本发明实施例6中夹具牵引纤维束端头围绕第二芯模旋转时自动搭剪纱装置的状态图；

图17为本发明实施例6中出丝嘴带动纤维束远离夹具时自动搭剪纱装置的状态图；

图18为本发明实施例6中夹具牵引纤维束端头远离尚未围绕第二芯模旋转的纤维束时自动搭剪纱装置的状态图；

图19为本发明实施例6中夹具与剪具移出缠绕区域时自动搭剪纱装置的状态图。

图中：

1；1′-夹具，11、11′-夹紧夹，111、111′-夹紧部，12、12′-夹紧夹支架，121-夹柄，13-夹具连接部，131-拨销，14-支臂，141-支臂定位顶丝，15-支臂连接部，151-夹剪具驱动部，152-滑环，1521-滑环外环，1522-第一轴承，1523-第二轴承，1524-滑环内环，1525-卡簧，153-滑环连接架，154-推进气缸，155-致动盘，156-推进气缸支架，157-支臂连接部锁止机构,1571-锁止机构支架,1572-弹簧,1573-锁止销,1574-定位销,1575-致动部，16-开合驱动气缸，161-开合气缸活塞杆，17-开合气缸支架，18-连接片，19-气缸连接件；

2-剪具，24-第二支臂；

3-芯模，3′-第一芯模，3〞-第二芯模；

4-夹剪具驱动部，41-拨叉，411-滑槽，412-拨叉驱动气缸，413-拨叉滑轨，42-移动块，43-无杆气缸，44-无杆气缸执行机构，45-固定块，46-滑轨；

5-纤维供给部，51-移动式纤维支架，511-通孔，52-驱动组件，53-出丝嘴，531-出丝嘴导向部，532-导向部支架，533-出丝嘴套筒；

6-纤维束；

7-夹具驱动组件，71-第一齿轮，72-第二齿轮，73-夹具驱动电机，74-电机固定部；

8-多工位缠绕机，81-机架，811-立柱，812-横梁，813-底座，82-主轴驱动组件；

9-主轴、主轴驱动组件91。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

纤维束6缠绕加工一般由缠绕机来完成。其中纤维束6是指纤维或细丝组成的束状或带状物，纤维可以为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、聚酰亚胺纤维、塑料纤维等。在纤维束缠绕操作中，纤维束6可以在缠绕操作时浸润树脂，也可以使用树脂预浸渍纤维束进行缠绕操作，在更特殊的情况下，也可以使用不含树脂的纤维进行缠绕操作。树脂可以为热固性树脂，也可以为热塑性树脂。根据实际缠绕操作试验获得，树脂粘度越低，实现自动搭接纤维束6的难度就越大，因为树脂粘度低纤维束6更容易滑动。芯模3是纤维束6缠绕的对象，对于不同的缠绕制品，芯模3具有不同的形状，在一种情况下，芯模3在纤维束6缠绕操作结束后不取出，作为缠绕成品工件的一部分；另一种情况下，芯模3也可以在纤维束6缠绕操作结束后取出，用于下一个工件的缠绕操作。

一般而言，纤维束的实际缠绕操作由缠绕设备来完成，而本发明所公开的装置是缠绕设备的自动搭剪纱功能部件。图1所示为本发明使用状态参考图，用于多工位立式缠绕机8的缠绕纤维加工，多工位立式缠绕机8是缠绕设备的一种结构形式(缠绕设备的其它结构形式还有卧式缠绕机以及下文即将描述的多轴工业机器人缠绕形式，所以图1所示的多工位立式缠绕机并不构成对本发明的限定，而是方便理解本发明公开的技术方案)，多工位立式缠绕机8可实现多个芯模3的同时缠绕加工。多工位立式缠绕机8包括机架81，机架81包括两根立柱811、一根横梁812和底座813，竖直方向的两根立柱811的一端连接横梁812，另一端连接底座813，主轴驱动组件91设置在立柱811侧部，用于驱动主轴9旋转，主轴9穿过两根立柱811，芯模3被固定在主轴9的中段，主轴9将驱动力传递给芯模3，使得芯模3以主轴9为轴线旋转。用于输送纤维束6的纤维供给部5包括驱动组件52和移动式纤维支架51，驱动组件52设置在机架81的横梁812上，在另一种情况下，驱动组件52也可以既设置在横梁812，又设置在底座813上。驱动组件52的驱动装置一般为电机，优选的是伺服电机，其传动装置一般为齿轮齿条或滚轴丝杠，移动式纤维支架51连接于驱动组件52，驱动组件52能够驱动移动式纤维支架51在平行于主轴9的方向移动。然而在另一些实施例中，基于本领域普通技术人员的公知，纤维供给部5的驱动组件52并非是电机及其传动装置的电机驱动机构，而是多轴工业机器人，移动式纤维支架51设置在多轴工业机器人的手腕部位，多轴工业机器人驱动移动式纤维支架51在平行于主轴9的方向移动。

需要进一步说明的是纤维供给部5与芯模3之间具有足够的空间，以保证本发明搭剪纱装置能够安装于两者之间。在进行纤维束6缠绕操作时，纤维束6的缠绕输送方向自纤维供给部5指向芯模3。在纤维束6的缠绕输送方向上，剪具2最靠近芯模3设置，夹具1设置在剪具2的上游，纤维供给部5设置在夹具1的上游。

实施例1

如图1、图2、图3、图4所示，本发明提供的缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，具有夹剪具驱动机构。夹剪具驱动机构又包括夹具驱动机构和剪具驱动机构。如图3、图4所示，夹具1包括两支夹紧夹11，两支夹紧夹11的一端分别安装夹口侧壁夹口侧壁宽度方向的纵截面轮廓为弧形的夹紧部111，夹具驱动机构包括夹紧夹支架12、开合驱动气缸16、夹具连接部13、支臂14、支臂连接部15、夹剪具驱动部151，夹紧夹11与夹紧夹支架12的一端活动连接，具体的是两支夹紧夹11的中部分别铰接于夹紧夹支架12的一端，两支夹紧夹11以铰接点为旋转轴可实现打开闭合，夹紧夹11的一端被开合驱动气缸16驱动，夹紧夹支架12的另一端与夹具连接部13连接，夹具连接部13另一端与支臂14的一端连接，支臂14的另一端连接支臂连接部15，支臂连接部15固定设置在主轴9上。两支夹紧夹11的另一端分别通过两个连接片18两端的通孔与两个连接片18轴连接。两个连接片18的另一端分别通过通孔与气缸连接件19轴连接。

夹紧夹支架12一端设置有横截面为U形的连接头，连接头的两个侧壁设有通孔，两支夹紧夹11的中段通过连接头的通孔铰接于夹紧夹支架12。夹紧夹支架12设有柱状的夹柄121，夹柄121固定于连接头的U形底部，夹柄121的另一端连接开合驱动气缸16，开合驱动气缸16的开合气缸活塞杆161穿过夹柄121的中空部，与气缸连接件19固定连接。开合驱动气缸16也可以被液压缸、电机所替代，当开合驱动气缸16被电机替代时，开合气缸活塞杆161为螺杆，并且气缸连接件19设置贯穿的内螺纹，螺杆与内螺纹构成传动机构。气缸连接件19的纵截面为H形，H形的两个槽口容纳连接片18并与连接片18轴连接。开合驱动气缸16通过连接片18、气缸连接件19驱动钳形夹具1的开合，夹具1的受驱动端与旋转轴仅有一段力臂，使用较小的驱动力即可将纤维束6夹紧，开合驱动气缸16、液压缸可以简单可靠的驱动夹具1开合，电机和螺杆同样可以简单可靠的驱动夹具1开合。

气缸连接件19的中间部分与开合气缸活塞杆161连接。当开合驱动气缸16顶出，开合气缸活塞杆161推动气缸连接件19前出，气缸连接件19带动夹紧夹11相对于夹紧部111的一端打开，则夹紧夹11具有夹紧部111的一端闭合，进而夹紧夹11夹紧纤维束6。反之，开合气缸活塞杆161收回，夹紧夹11打开将纤维束6释放。

另外，夹紧部111夹紧纤维束(6)的表面也可以为平面，为了夹具1更牢固地夹紧纤维束6，夹紧部111夹紧纤维束(6)的表面还可以为不规则的曲面，夹紧部111的材质可以为具有弹性的材料，如橡胶或聚氨酯等。以上结构，可以使得夹具1将纤维束6夹紧并固定在夹具1上，简要的说，本实施例实质上就是开合驱动装置驱动钳形夹具打开闭合的技术方案，不过在本实施例中需要特别指出的是，夹紧夹11依托旋转轴呈一定的角度闭合。

剪具2固定安装于夹紧夹11的外侧，在此种情况下，剪具2与夹紧夹11为随动关系，所以开合驱动气缸16、夹剪具驱动部151又构成了剪具驱动机构。剪具2可以是具有刀片的切割装置、振动切割装置、激光切割装置三种结构其中的一种，剪具2可以切断纤维束6。

如图3所示，夹具连接部13包括具有圆形通孔的本体，夹柄121穿过通孔并被顶丝锁紧，在顶丝锁紧前，夹具1需要调整到合适的轴角度，以便夹紧夹11以适合的角度接近纤维束6并顺利的夹紧纤维束6，在此过程中不与纤维束6产生不利的干涉，柱状的夹柄121与夹具连接部13本体的圆形通孔可实现精确的轴角度调节，所以是优选的结构。另外，夹具连接部13还包括纵截面为U形的连接口，连接口与支臂14的一端轴连接，支臂14由两根可平行摆动的条板组成，每根条板的两个端头均设置通孔，夹具连接部13的连接口通过两根条板一端的通孔与条板实现轴连接，两根条板另一端的通孔与设置于支臂连接部15侧部纵截面为U形的连接块轴连接。条板上还设置用于定位其平行摆动的支臂定位顶丝141，支臂定位顶丝141为螺杆，通过一根条板上的贯通螺纹连接在条板上，螺杆靠近另一根条板的端面可以抵住另一根条板，通过调整螺杆的旋进与旋出便可控制摆动的幅度，这将在下文进行进一步的描述。当然支臂定位顶丝141可以设置在其中一根条板上，也可以分别设置在两根条板上。另外支臂连接部15为环状，固定在主轴9上与主轴9同步旋转。而与支臂连接部15连接的支臂14，与穿过主轴9的水平面具有一定的角度(这将在下文做进一步的描述)。

在支臂连接部15的侧下方设置有夹剪具驱动部151，夹剪具驱动部151为摆动气缸或伺服电机，支臂14与支臂连接部15的连接轴与夹剪具驱动部151的驱动轴固定连接，夹剪具驱动部151通过正反转驱动支臂14以驱动轴为轴心摆动，使夹具1和剪具2到达夹紧纤维束6的预定位置或回到初始位置，预定位置和初始位置是摆动过程需要设置的特定位置，设置在支臂14条板上的支臂定位顶丝141可以准确调节预定位置和初始位置，也就是说，夹剪具驱动部151驱动夹具1和剪具2沿着主轴9的方向进入或移出缠绕区域。而在本领域的其他实施方式中，夹具1和剪具2需要先进行平行于主轴9的运动，再进行垂直于主轴9方向的运动才能到达夹紧纤维束6的预定位置或回到初始位置。另外夹剪具驱动部151驱动夹具1和剪具2沿着主轴9的方向进入或移出缠绕区域，并且夹具1和剪具2移出缠绕区域后，停留在主轴9的靠近机架81的端部，避免了在不进行搭剪纱操作时对缠绕区域空间的占用，也避免了对芯模3进行缠绕或装卡的干涉。

本实施例中，夹紧夹11闭合后，将纤维束6夹紧，纤维束6被固定在夹具1上，支臂连接部15固定设置在主轴9的适当位置，当主轴9被驱动旋转时，扭矩通过支臂连接部15、支臂14、夹具连接部13、夹紧夹支架12传递至闭合的夹紧夹11，闭合的夹紧夹11则牵引纤维束6在纤维缠绕方向上产生位移，并围绕主轴9旋转。

如图5所示，纤维供给部5还包括出丝嘴53，移动式纤维支架51上设置通孔511，用于控制纤维束6相对于通孔511偏转的出丝嘴53设置在通孔511靠近芯模3的一侧，出丝嘴53包括出丝嘴导向部531、和导向部支架532。出丝嘴导向部531两端分别与两根导向部支架532的一端连接，导向部支架532的另一端连接出丝嘴套筒533，出丝嘴套筒533容纳在通孔511内，纤维束6穿过通孔511和出丝嘴套筒533的中空部。出丝嘴套筒533与移动式纤维支架51为自由转动连接。出丝嘴套筒533受驱动，可带动出丝嘴53扭转纤维束6，防止纤维束6从出丝嘴导向部531滑脱，从而移动式纤维支架51被驱动时，可以带动纤维束6在平行于主轴9的方向上移动，以便将纤维束6缠绕在芯模3表面的不同位置。在缠绕加工中，穿过通孔511和出丝嘴53的纤维束6与芯模3接触，旋转的主轴9和平行于主轴运动的移动式纤维支架51以及扭转的出丝嘴53互相配合，完成纤维束6在芯模3表面的缠绕加工。

需要进一步说明的是，在本领域内，出丝嘴导向部531一般与主轴9处于同一水平面内，这就导致出丝嘴导向部531和芯模3之间尚未进行缠绕的纤维束6具有一定的角度，也就是说出丝嘴导向部531和芯模3之间尚未进行缠绕的纤维束6是倾斜的，而对于水平运动进入缠绕区域准确夹剪纤维束6的夹具1和剪具2来说，需要充分考虑倾斜的纤维束6所带来的影响，解决的办法是支臂14也具有相应的角度，以便夹具1和剪具2进入缠绕区域后准确的获取到纤维束6。连接支臂14的支臂连接部15固定设置在主轴9的适当位置，主轴9带动支臂14转动可以调节支臂14与穿过主轴9水平面角度的大小。而支臂14也具有调节长度的伸缩结构，具体为支臂14可以设置为两段错接，在每段支臂的错接部位设置条形槽，螺栓穿过条形槽将两段支臂14夹紧，对于本领域的普通技术人员而言，多种支臂14的伸缩结构并不难得出。

本实施例还包括控制系统，控制系统包括控制器及位置传感器，各气缸、电机为动作执行器件，各执行器件由一个控制器来控制动作，控制器可以为单片机、PLC等工控机。推进气缸154、开合驱动气缸16的工作位置设置位置传感器，将推进气缸154、开合驱动气缸16、无杆气缸43活塞杆的位置信息传送给控制器，控制器根据各传感器回传的位置信息及已编制好的控制流程来控制各执行器件按照工作流程动作。

实施例2

如图6所示，本实施例中夹具1′的结构和闭合形式不同于实施例1，为平行闭合，其它部分与实施例1相同。夹紧夹11′为两段互为垂直的柱状体，夹紧夹支架12′为一段柱状体，夹紧夹11′的一段柱状体与夹紧夹支架12′平行设置，夹紧夹11′与夹紧夹支架12′的接触面上分别设有夹紧部111′，夹紧部111′优选的材质为金属。夹紧夹支架12′的一端通过顶丝安装于夹具连接部13。夹紧夹11′也与夹紧夹支架12′的一端活动连接，具体的是夹紧夹11′另一段柱状体垂直的滑动穿过夹紧夹支架12′，与开合气缸活塞杆161连接，L形的开合气缸支架17固定设置在夹紧夹支架12′相对于夹紧夹11′的一面，用来固定开合驱动气缸16。在本实施例中，开合气缸活塞杆161带动夹紧夹11′打开、闭合的关系与实施例1相反，开合气缸活塞杆161收回，带动夹紧夹11′平行靠近夹紧夹支架12′而闭合，进而夹紧纤维束6，开合气缸活塞杆161顶出，带动夹紧夹11′远离夹紧夹支架12′而打开。其实，本实施例中的夹紧夹支架12′夹紧纤维束6的一部分也可以理解为另一个夹紧夹11′，因为其与夹紧夹11′共同夹紧纤维束6，只不过夹紧夹支架12′并未被驱动，而夹紧夹支架12′的另一个作用是连接夹紧夹11′和夹具连接部13。

实施例3

如图7所示，本实施例为剪具的另一种安装方式，剪具2及其驱动机构安装于芯模3一侧的主轴9上，夹具1及其驱动机构安装于芯模3另一侧的主轴9上。本实施例中，剪具驱动机构同样包括开合驱动气缸16、夹剪具驱动部151。在剪切纤维束6时，剪具2位于夹具1与芯模3之间，本实施例剪具2的驱动结构及驱动方式与实施例1中完全相同。剪具2更靠近芯模3，可以通过剪具驱动机构中第二支臂24的长度小于夹具驱动机构中支臂14的长度或剪具2及其驱动机构距芯模3顶点距离大于夹具1及其驱动机构距芯模3的顶点距离来实现。从而保证在剪切和夹紧纤维束6时，剪具2剪断纤维束6后，夹具1能够夹住纤维束6，并将纤维束6缠绕在芯模3上。

实施例4

如图8所示，本实施例中驱动夹具1和剪具2围绕主轴9旋转的结构与实施例1不同，其它均与实施例1相同。本实施例夹具1和剪具2围绕主轴9旋转的驱动力矩来自于夹具驱动组件7，所以夹具驱动组件7也属于夹具驱动机构。夹具驱动组件7包括第一齿轮71、第二齿轮72、夹具驱动电机73和电机固定部74，夹具驱动电机73被固定在电机固定部74上，电机固定部74固定连接于机架81。

本实施例中，支臂连接部15套设在主轴9上且为自由转动连接，支臂连接部15固定连接第一齿轮71，第二齿轮72固定连接于夹具驱动电机73的转动轴，第二齿轮72与第一齿轮71相啮合。夹具驱动电机73转动时，通过第一齿轮71和第二齿轮72的啮合传动，将扭矩传递至夹具1和剪具2。夹具驱动电机73也可通过皮带、丝杠、齿轮齿条等传动结构将扭矩传递给夹支臂连接部15，从而驱动夹具1和剪具2围绕主轴9旋转。

另外，夹具驱动电机73驱动支臂连接部15转动，同样可以实现前文所描述的支臂14具有相应的角度并调节角度的大小，以便夹具和剪具进入缠绕区域后准确的获取到纤维束6。

实施例5

本实施例中夹具1、开合驱动气缸16、夹具连接部13、支臂14、支臂连接部15、剪具2、芯模3、主轴9均与实施例1相同，其余不同的结构提供了一种有别于实施例1的夹剪具驱动机构。如图9、10所示，本实施例中，支臂连接部15套设在主轴9上并与其自由转动连接，支臂连接部15的一侧固定连接筒状滑环152。如图11所示，滑环152包括圆筒状的滑环内环1524和滑环外环1521，滑环内环1524滑装在主轴9上，滑环外环1521与支臂连接部15固定连接。滑环内环1524和滑环外环1521之间装有至少一个轴承，本实施例为两个，第一轴承1522和第二轴承1523的内圈套设在滑环内环1524上，第一轴承1522和第二轴承1523外圈卡装于滑环外环1521上。滑环内环1524的外周面还设置两条卡槽，两个卡簧1525分别设置在两条卡槽内，两个卡簧1525分别用于卡住第一轴承1522和第二轴承1523。具体的是，一个卡簧1525抵靠第一轴承1522防止其从滑环内环1524滑落，另一个卡簧1525抵靠第二轴承1523防止其从滑环内环1524滑落。相对应的，滑环外环1521的内壁设置两条缺口状的轴承位，用于容纳第一轴承1522和第二轴承1523，第一轴承1522和第二轴承1523被两条缺口状的轴承位和滑环外环1521内壁的凸出部所限制。进而使得滑环外环1521和滑环内环1524可以同步在主轴9上滑动。

滑环外环1521对称连接滑环连接架153两条副支架的一端，两条副支架的另一端连接U形的主架，主轴9通过滑环连接架153的凹部。推进气缸154的缸体设置在滑环连接架153上，推进气缸154的活塞杆连接推进气缸支架156，推进气缸支架156的另一端固定在缠绕机机架81的立柱上；另一种方式，推进气缸154的缸体设置在推进气缸支架156上，推进气缸154的活塞杆连接滑环连接架153，推进气缸支架156的另一端仍固定在缠绕机机架81的立柱上。

推进气缸154活塞杆动作，推动套设在主轴9上的滑环152及支臂连接部15沿主轴9滑动，推进气缸154也可以为其它驱动及传动结构，比如液压缸、电机及齿轮齿条。支臂连接部15靠近芯模3的一侧固定连接圆盘状的致动盘155，致动盘155滑动套设在主轴9上，致动盘155与芯模3接触时，产生足够的作用力，使得芯模3带动致动盘155旋转，从而带动支臂连接部15以主轴9为轴心旋转。为使得致动盘155靠紧芯模3时产生足够大的作用力，致动盘155与芯模3接触的部分与芯模3的形状相匹配，且致动盘155的接触表面粗糙或具有足够多的凸起，致动盘155的材质优选为橡胶。另一种技术方案是致动盘155具有嵌入芯模3表面的结构，比如针状结构或齿状结构，当然嵌入结构嵌入芯模3的深度要得到合理的控制，以免破坏芯模3，此种情况下致动盘155的优选材料为金属。还有一种技术方案是致动盘155为吸盘，靠负压与芯模3的表面产生相互的作用力。对于以上描述的三种技术方案而言，当推进气缸154活塞杆顶出，则推动致动盘155靠紧芯模3，致动盘155与芯模3之间具有足够大的作用力，与主轴9同步旋转的芯模3便可以驱动支臂连接部15以主轴9为轴心旋转，同时借助支臂14带动夹具1围绕芯模3旋转。

如图9、图10所示，本实施例还包括驱动夹具1和剪具2沿着主轴9的方向进入或移出缠绕区域的另一实施方式。夹剪具驱动部4包括一条与主轴9平行的滑轨46，滑轨46安装在滑环连接架153的侧部。滑轨46的侧部安装有与主轴9平行的无杆气缸43，无杆气缸43的两端通过片状的固定块45与滑轨46的两端固定连接，无杆气缸执行机构44与条形移动块42固定连接，移动块42还与滑轨46的滑块连接，无杆气缸执行机构44驱动移动块42沿滑轨46往复移动。

移动块42靠近夹具1的一个面上还设置拨叉41，拨叉41水平方向上与移动块42平行，拨叉41为具有滑槽411的片状部件，滑槽411开口指向主轴9。与滑槽411相匹配的是设置在夹具连接部13上的柱状拨销131，柱状拨销131垂直于拨叉41，拨销131与滑槽411的滑动配合可以使得夹具1随无杆气缸执行机构44的动作而到达夹紧纤维束6的预定位置或回到初始位置。在本实施例中，精准的夹具1和剪具2的预定位置和初始位置仍然依靠支臂14条板的支臂定位顶丝141来调节。在上述过程中，拨叉41是平行于主轴9运动，然而，为了使得柱状拨销131进入或脱离拨叉41的滑槽411，拨叉41还可以在竖直方向上做垂直于主轴9的往复运动，这由拨叉驱动气缸412和拨叉滑轨413来实现。拨叉驱动气缸412通过L型支架竖直安装在移动块42的侧部，拨叉驱动气缸412的活塞杆可在竖直方向上动作，另外平行于拨叉驱动气缸412的拨叉滑轨413设置在L型支架的侧部，拨叉滑轨413的一端与拨叉驱动气缸412的活塞杆连接，另一端与拨叉41的侧部连接，当拨叉驱动气缸412动作，可以实现柱状拨销131进入或脱离拨叉41的滑槽411,从而使夹具1和剪具2随移动块42进入或移出缠绕区域，并且避免对下文即将描述的夹具、剪具执行搭剪纱操作以及制品缠绕操作的干扰。具体的是，当夹具、剪具需要进入缠绕区域进行搭剪纱操作时，拨叉驱动气缸412推动拨叉41升起，柱状拨销131进入拨叉41的滑槽411，此时，夹具1和剪具2可以被无杆气缸43送入缠绕区域，在夹具1和剪具2执行夹剪动作后而未执行其它动作前，拨叉驱动气缸412推动拨叉41下降，柱状拨销131脱离滑槽411，然后拨叉41、移动块42移出缠绕区域不对夹具1和剪具2的下一步动作产生干扰；当夹具1、剪具2完成搭剪纱操作需要移出缠绕区域时，拨叉41、移动块42进入缠绕区域，拨叉驱动气缸412推动拨叉41升起，柱状拨销131进入拨叉41的滑槽411，夹具1和剪具2被夹剪具驱动部4的无杆气缸43移出缠绕区域。

如图12，本实施例还包括支臂连接部锁止机构157，一方面可以实现前文所描述的支臂14具有相应的角度，以便夹具和剪具进入缠绕区域后准确的获取纤维束6；另一方面支臂14具有相应的角度，夹具1和剪具2以及夹具连接部13均处于稳定的特定位置，拨叉驱动气缸412带动拨叉41运动，在竖直方向上可以准确的捕捉拨销131，保证拨销131准确可靠的插入滑槽411。支臂连接部锁止机构157包括锁止机构支架1571，锁止机构支架1571固定安装在距离纤维供给部5较远的滑环连接架153的一根副支架上，锁止机构支架1571主体纵截面为U形，U形的两个侧壁具有通孔，柱状的锁止销1573穿过通孔，锁止销1573的一端为具有斜面状的致动部1575，锁止机构支架1571U形主体内的锁止销1573设置有环状凸缘体，弹簧1572套装在锁止销1573，弹簧1572被凸缘体和锁止机构支架1571U形主体所限制，实际上锁止销1573为可伸缩的弹簧销。支臂连接部锁止机构157还包括定位销1574，定位销1574设置在支臂连接部15的外周面的适当位置，定位销1574靠近滑环152的端面为圆柱，圆柱超出支臂连接部15。在缠绕纤维时，定位销1574随支臂连接部15转动，当定位销1574与致动部1575相接触时，由于锁止销1573为可伸缩的弹簧销，锁止销1573被碰触会回收，不会对定位销1574及支臂连接部15产生阻挡。当停止缠绕纤维时，定位销1574应转过锁止销1573，此时定位销1574位于锁止销1573的下方，所以锁止销1573抵住了定位销1574，这样就可以将同样连接在支臂连接部15的支臂14定位，使得支臂14具有前文所描述的相应的角度，以便夹具1和剪具2进入缠绕区域后准确的获取到纤维束6。而定位销1574设置在支臂连接部15的外周面的不同位置，可以调节支臂14与穿过主轴9水平面角度的大小。

实施例6

本发明还提供一种基于上述纤维缠绕自动搭剪纱装置的搭、剪纤维束方法，包括以下步骤：

步骤一：夹具(1；1′)和剪具2进入缠绕区域；

步骤二：夹具(1；1′)夹紧纤维束6；

步骤三：剪具2将纤维束6切断；

步骤四：第一芯模3′移出缠绕操作区域，第二芯模3〞进入缠绕操作区域；

步骤五：夹具(1；1′)牵引纤维束6按照第二芯模3〞旋转方向围绕第二芯模3〞旋转；

步骤六：纤维供给部5和/或夹具(1；1′)带动纤维束6远离，躲避尚未围绕第二芯模3〞旋转的纤维束6；

步骤七：夹具(1；1′)继续牵引纤维束6按照第二芯模3〞旋转方向围绕第二芯模3〞旋转，将纤维束6缠绕在第二芯模3〞上。

步骤八：夹具(1；1′)释放夹紧的纤维束6，移出缠绕操作区域。

初始状态，如图13，第一芯模3′已经完成了纤维束6缠绕操作，夹具1及剪具2未进入缠绕区域。之后，如图14，夹具1及剪具2受驱动进入缠绕区域到达夹剪纤维束6的预订位置(具体的两种驱动方式前文已经描述)。需要进一步说明的是，前文实施例中描述连接夹具(1；1′)和/或剪具2的支臂14与穿过主轴9的水平面具有一定的角度，以便夹具(1；1′)和/或剪具2准确获取倾斜的纤维束6，而纤维束6是否倾斜取决于纤维束6在第一芯模3′表面的具体缠绕结束位置，当缠绕结束在第一芯模3′远离主轴9的部位时，纤维束6呈倾斜状，所以支臂14应具有相应的角度；而当缠绕结束在穿过第一芯模3′轴线的水平面时，因为未进行缠绕的纤维束6是水平状态，所以支臂14也应处于该水平面，夹具(1；1′)和/或剪具2在该水平面内运动准确获取倾斜的纤维束6。例如：本发明公开的第一芯模3′为胶囊状，中部为一段圆柱，两个端部为半球，当缠绕结束在第一芯模3′的圆柱部位时，纤维束6呈倾斜状，支臂14应具有相应的角度；当缠绕结束在第一芯模3′半球端部的定点时，未进行缠绕的纤维束6是水平状态，支臂14处于该水平面。换而言之，支臂14与穿过主轴9的水平面的角度可调，可以满足纤维束6在芯模3的不同部位结束缠绕，避免了纤维缠绕结束部位的工艺限制。另外本发明中公开了支臂14长度可调节，又公开了支臂14与穿过主轴9的水平面角度可调节，可以实现对不同尺寸形状的芯模3进行搭剪纱操作。

进一步，如图15所示，夹具1的夹紧夹11闭合，将纤维束6夹紧并固定。一种情况下剪具2是刀片且设置在夹具1上，另外实施例1中描述的夹具1中的夹紧部111为具有弹性的橡胶或聚氨酯，夹紧部111为弹性材料的目的是为了夹具1刚闭合时先将纤维束6夹紧，然后夹紧部111被驱动继续压缩，此时剪具2才剪切纤维束6，夹紧在先剪切在后是为了避免纤维束6的滑落，对于本领域的普通技术人员而言，不难想象出如果剪具2先切断纤维束6而夹具1在后一步夹紧，则浸润树脂的纤维束6极容易从夹具1滑落，即便剪具2设置在夹具1上而二者之间存在比较短的距离，也难以保证可靠的夹紧纤维束6。而夹紧部111采用弹性材料，可以在两支夹紧部111刚好闭合状态时就可以将纤维束6夹紧，纤维束6不会滑落，接下来，在开合驱动气缸16的继续驱动下，夹紧部111被压缩，此时剪具2才能接触到纤维束6而切断纤维束6，也就是说剪具2(亦即刀片)的刃口需要平齐设置在夹紧部111被继续压缩的位置。然而另一种情况下，剪具2为振动切割装置或者激光切割装置，可以通过控制振动切割装置或者激光切割装置的启动而保证在夹紧夹闭合之后将纤维束6切断。

进一步，剪具2将纤维束6切断后，第一芯模3′被移出缠绕操作区域，第二芯模3〞进入缠绕操作区域。如图16，在纤维束6输送方向上，夹具1夹紧并牵引纤维束6向第二芯模3〞运动，并牵引纤维束6按照第二芯模3〞旋转方向围绕第二芯模3〞旋转，将纤维束6围绕在第二芯模3〞外表面，然而此时夹具1牵引纤维束6至多完成一圈围绕第二芯模3〞的旋转。在驱动夹具1围绕主轴9旋转的实施例1、实施例5中，当夹具1牵引纤维束6向第二芯模3〞运动并围绕第二芯模3〞完成至多一圈缠绕时，第二芯模3〞被主轴9驱动进行旋转，在这两个实施例中，以主轴9为旋转轴，优选的是夹具1牵引纤维束6围绕第二芯模3〞旋转的角速度和第二芯模3〞受驱动自转的角速度相同。而在驱动夹具围绕主轴9旋转的实施例4中，当夹具1牵引纤维束6向第二芯模3〞运动并围绕第二芯模3〞完成至多一圈缠绕时，第二芯模3〞在此期间可以被主轴9驱动进行旋转，也可以不被主轴9驱动进行旋转，因为在实施例4中，夹具1牵引纤维束6向第二芯模3〞运动并围绕第二芯模3〞旋转的驱动力不是来自主轴9，而是来自夹具驱动组件7。

进一步，如图17，为避免纤维输送方向上尚未围绕第二芯模3〞旋转的纤维束6与夹具1发生干涉，纤维供给部5带动尚未围绕第二芯模3〞旋转的纤维束6沿着主轴9移动，躲避夹具1并停止在适当位置(适当位置的确定应考虑已被缠绕在第二芯模3〞表面的纤维束6不被过度牵引而脱落，以保证接下来的缠绕操作可以顺利进行)。在此过程中，夹具1牵引纤维束6暂停围绕第二芯模3〞旋转。在另一种情况下，出丝嘴53带动尚未围绕第二芯模3〞旋转的纤维束6远离夹具1并停止在适当位置的过程中，夹具1同时牵引纤维束6围绕第二芯模3〞旋转，以获得更短的缠绕操作时间。

然而，如图18，为避免纤维输送方向上尚未围绕第二芯模3〞旋转的纤维束6与夹具1发生干涉，纤维供给部5并未带动尚未围绕第二芯模3〞旋转的纤维束6远离夹具1，出丝嘴53处于静止状态，而是夹具1牵引纤维束6沿着主轴9移动，躲避尚未围绕第二芯模3〞旋转的纤维束6并停止在适当位置(适当位置的确定应考虑已被缠绕在第二芯模3〞表面的纤维束6不被过度牵引而脱落，以保证接下来的缠绕操作可以顺利进行)，在缠绕操作中，为了获得更好缠绕品质的制品，优选的是纤维束6以互相紧靠状态缠绕在芯模3的表面，所以当纤维供给部5带动尚未围绕第二芯模3〞旋转的纤维束6沿着主轴9移动躲避夹具1之后，纤维供给部5还应带动尚未围绕第二芯模3〞旋转的纤维束6回位，以便纤维束6互相紧靠缠绕在芯模3的表面，对此而言，夹具1牵引纤维束6沿着主轴9移动躲避尚未围绕第二芯模3〞旋转的纤维束6之后，无需带动纤维束6回位，因为夹具1具体夹紧的是纤维束6的端头，从而进行操作缠绕的起头步骤，所以被夹具1带动的纤维束6端头可以不回位，而是被继续缠绕在芯模3表面的纤维束6直接覆盖，并不会对缠绕制品的品质产生影响，所以夹具1牵引纤维束6沿着主轴9移动躲避尚未围绕第二芯模3〞旋转的纤维束6具有更短的缠绕操作时间，是优选的方案。同样的，在此过程中，夹具1牵引纤维束6暂停围绕第二芯模3〞旋转。在另一种情况下，夹具1牵引纤维束6远离尚未围绕第二芯模3〞旋转的纤维束6并停止在适当位置的过程中，夹具1同时牵引纤维束6围绕第二芯模3〞旋转，以获得更短的缠绕操作时间。

另外，为避免纤维输送方向上尚未围绕第二芯模3〞旋转的纤维束6与夹具1发生干涉，纤维供给部5和夹具1也可同时带动纤维束6进行躲避，具体的是纤维供给部5带动尚未围绕第二芯模3〞旋转的纤维束6沿着主轴9移动躲避夹具1的同时，夹具1也牵引纤维束6沿着主轴9移动，躲避尚未围绕第二芯模3〞旋转的纤维束6。

需要特别指出的是，在多种实施例中，在成功避免纤维输送方向上尚未围绕第二芯模3〞旋转的纤维束6与夹具发生干涉后，发生位移的夹具1或者出丝嘴53可以复位到发生位移前的初始位置，然而优选的是发生位移的夹具或者出丝嘴53不复位到发生位移前的初始位置，以获得更短的操作时间。

进一步，在首次避免纤维输送方向上尚未围绕第二芯模3〞旋转的纤维束6与夹具1发生干涉后，夹具1继续牵引纤维束6按照第二芯模3〞旋转方向围绕第二芯模3〞旋转，将纤维束6缠绕在第二芯模3〞上。需要说明的是，在夹具继续牵引纤维束6按照第二芯模3〞旋转方向围绕第二芯模3〞旋转的过程中，须再次避免纤维输送方向上尚未围绕第二芯模3〞旋转的纤维束6与夹具发生干涉。同样优选的，在实施例1、实施例5中，以主轴9为旋转轴，在此期间夹具牵引纤维束6围绕第二芯模3〞旋转的角速度和第二芯模3〞受驱动自旋转的角速度相同。

进一步，如图19所示，夹具1继续牵引纤维束6按照第二芯模3〞旋转方向围绕第二芯模3〞旋转到某一特定位置，此时缠绕在第二芯模3〞外表面的纤维束6之间的作用力及纤维束6与第二芯模3〞外表面作用力的合力大于纤维束6的缠绕张力，即使夹具1释放夹紧的纤维束6，未进行缠绕的纤维束6仍然可以顺利的缠绕在第二芯模3〞的外表面，所以接下来，夹具1将夹紧的纤维束6释放，并且夹具1移出缠绕操作区域，第二芯模3〞受驱动继续旋转，同时移动式纤维支架51以及出丝嘴53受驱动运动并输送纤维束，继续将纤维束6缠绕在第二芯模3〞外表面，以获得符合要求的缠绕工件成品。

在优选的实施例中，芯模3的直径为350mm，主轴9转速为70r/min，忽略第一芯模3′移出缠绕区域和第二芯模3〞进入缠绕区域所占用时间，本发明公开的技术方案完成自动自动搭剪纱的时间为50～60s。在多工位缠绕机8的每个缠绕工位均使用本发明公开的技术方案，则可以在50～60s秒内同步完成多个缠绕工位的自动搭剪纱操作，不仅节省人力，也提高缠绕操作效率。并且在本发明公开的多个实施例中，夹具(1；1′)牵引纤维束6围绕芯模3旋转，确保纤维束6被牢固地压紧在芯模3上，消除低粘度树脂对自动搭剪纱的影响，在本领域的多种缠绕操作下均可实现可靠的自动搭剪纤维束6。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (20)

1.一种缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，其特征在于：包括夹具(1；1′)、夹剪具驱动机构、剪具(2；2′)及控制系统；

所述夹具(1；1′)用于夹紧纤维束(6)；

所述剪具(2；2′)用于剪断纤维束(6)；

所述夹剪具驱动机构用于驱动所述夹具(1；1′)和/或剪具(2；2′)进入纤维缠绕区域，驱动所述夹具(1；1′)和/或剪具(2；2′)离开纤维缠绕区域，驱动夹具(1；1′)夹紧纤维束(6)并牵引纤维束(6)围绕主轴(9)旋转将纤维束(6)缠绕在芯模(3)上，驱动夹具(1；1′)释放纤维束(6)，驱动剪具(2；2′)剪断纤维束(6)；

所述控制系统根据各传感器回传的信息及控制程序控制各个工艺环节的动作。

2.根据权利要求1所述的缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，其特征在于：所述纤维束(6)由纤维供给部(5)输送，包括驱动组件(52)和移动式纤维支架(51)，纤维供给部(5)可带动纤维束(6)沿着主轴(9)移动。

3.根据权利要求2所述的缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，其特征在于：所述移动式纤维支架(51)上设置通孔(511)，用于控制纤维束(6)相对于通孔(511)偏转的出丝嘴(53)设置在通孔(511)靠近芯模(3)的一侧，出丝嘴(53)包括出丝嘴导向部(531)和导向部支架(532)，两端分别连接两根导向部支架(532)的一端，导向部支架(532)的另一端连接出丝嘴套筒(533)，出丝嘴套筒(533)容纳在通孔(511)内，与移动式纤维支架(51)转动连接。

4.根据权利要求2所述的缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，其特征在于：所述驱动组件(52)设置在机架(81)的底座(813)和/或横梁(812)上。

5.根据权利要求2所述的缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，其特征在于：所述驱动组件(52)为电机驱动机构或多轴工业机器人。

6.根据权利要求1所述的缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，其特征在于：所述夹具(1；1′)可以牵引纤维束(6)沿着主轴(9)移动。

7.根据权利要求1所述的缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，其特征在于：所述夹具(1；1′)包括夹紧夹(11；11′)，夹紧夹(11；11′)的一端安装有夹紧部(111；111′)。

8.根据权利要求1所述的缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，其特征在于：所述剪具(2；2′)为具有刀片的切割装置、振动切割装置或激光切割装置中的一种。

9.根据权利要求8所述的缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，其特征在于：所述剪具(2；2′)安装于夹紧夹(11；11′)的外侧，并随动固定连接于所述夹紧夹(11；11′)。

10.根据权利要求1所述的缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，其特征在于：所述夹具(1)包括两支夹紧夹(11)，所述两支夹紧夹(11)的一端分别安装有夹口侧壁宽度方向的纵截面轮廓为弧形的夹紧部(111)，中部分别铰接于夹紧夹支架(12)的一端，所述两支夹紧夹(11)以铰接点为旋转轴打开闭合。

11.根据权利要求1所述的缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，其特征在于：所述夹剪具驱动机构包括夹紧夹支架(12；12′)、开合驱动气缸(16)、夹具连接部(13)、支臂(14)和支臂连接部(15)、夹剪具驱动部(151)，夹紧夹(11)与夹紧夹支架(12)的一端活动连接，夹紧夹(11)的一端被开合驱动气缸(16)驱动，夹紧夹支架(12)的另一端与夹具连接部(13)连接，夹具连接部(13)另一端与支臂(14)的一端连接，支臂(14)的另一端连接支臂连接部(15)，支臂(14)包括两根条板，所述条板上设置用于定位其平行摆动的支臂定位顶丝(141)，支臂连接部(15)为环状，所述支臂连接部(15)设置在主轴(9)上。

12.根据权利要求11所述的缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，其特征在于：所述支臂(14)具有调节长度的伸缩结构，所述支臂(14)与穿过主轴(9)的水平面角度可调节。

13.根据权利要求11所述的缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，其特征在于：所述支臂连接部(15)固定或转动安装在缠绕机(8)的主轴(9)上，侧下方设置有夹剪具驱动部(151)，所述夹剪具驱动部(151)为摆动气缸或电机。

14.根据权利要求11所述的缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，其特征在于：所述夹紧夹(11′)和所述夹紧夹支架(12′)均为柱状体，两者平行设置，所述夹紧夹(11′)与紧夹支架(12′)的接触面上分别安装有夹紧部(111′)，所述夹紧夹(11′)的一端与开合气缸活塞杆(161)垂直连接，开合气缸活塞杆(161)垂直穿过夹紧夹支架(12′)，纵截面L形的开合气缸支架(17)设置在夹紧夹支架(12′)相对于夹紧夹(11′)的一面上,所述夹紧夹(11′)与所述夹紧夹支架(12′)平行设置。

15.根据权利要求11所述的缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，其特征在于：所述夹剪具驱动机构包括夹具驱动机构和剪具驱动机构，剪具(2)及剪具驱动机构安装于芯模(3)一侧的主轴(9)上，所述夹具(1)及夹具驱动机构安装于芯模(3)另一侧的主轴(9)上，在剪切和夹紧纤维束(6)时，剪具(2)位于所述夹具(1)与所述芯模(3)之间。

16.根据权利要求15所述的缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，其特征在于：所述剪具驱动机构包括第二支臂(24)，所述第二支臂(24)的长度小于所述支臂(14)的长度；所述剪具(2)距芯模(3)顶点距离大于夹具(1)距芯模(3)的顶点距离。

17.根据权利要求11所述的缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，其特征在于：所述支臂连接部(15)套设在主轴(9)上且为自由转动连接，所述夹具驱动机构包括驱动组件(7)，所述夹具驱动组件(7)包括第一齿轮(71)、第二齿轮(72)、夹具驱动电机(73)和电机固定部(74)，第一齿轮(71)固定连接所述支臂连接部(15)，所述第二齿轮(72)固定连接于驱动电机(83)的转动轴，所述第二齿轮(72)与第一齿轮(71)相啮合，所述驱动电机(83)固定于电机固定部(74)上，电机固定部(74)固定连接于机架(81)上。

18.根据权利要求11所述的缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置，其特征在于：所述支臂连接部(15)套设在主轴(9)上并与其自由转动连接，支臂连接部(15)的一侧固定连接筒状滑环(152)，支臂连接部(15)的另一侧固定连接致动盘(155)，致动盘(155)活动套设在主轴(9)上，支臂连接部(15)连接滑环连接架(153)，主轴(9)穿过滑环连接架(153)的凹部，滑环连接架(153)的端部连接推进气缸(154)，推进气缸(154)与缠绕机机架(81)的立柱固定连接；

所述夹剪具驱动部(4)包括一条与主轴(9)平行的滑轨(46)，滑轨(46)安装在滑环连接架(153)，滑轨(46)的侧部安装有与主轴(9)平行的无杆气缸(43)，无杆气缸(43)的两端与滑轨(46)的两端固定连接，无杆气缸执行机构(44)与移动块(42)固定连接，移动块(42)还与滑轨(46)的滑块连接，移动块(42)靠近夹具(1；1′)的一个面上还设置拨叉(41)，拨叉(41)上设有滑槽(411)，夹具连接部(13)上设置拨销(131)，拨销(131)与滑槽(411)相适配；

拨叉驱动气缸(412)，拨叉驱动气缸(412)通过L型支架安装在移动块(42)的侧部，平行于拨叉驱动气缸(412)的拨叉滑轨(413)设置在L型支架的侧部，拨叉滑轨(413)的一端与拨叉驱动气缸(412)的活塞杆连接，另一端与拨叉(41)的侧部连接；

支臂连接部锁止机构(157)，所述支臂连接部锁止机构(157)包括锁止销(1573)和定位销(1574)，锁止销(1573)为具有锁止机构支架(1571)的弹簧销，所述定位销(1574)设置在支臂连接部(15)的外周面上，靠近滑环(152)端面超出支臂连接部(15)。

19.一种基于权利要求2～18任一项所述缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置的搭剪纱方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：夹具(1；1′)和剪具(2；2′)进入缠绕区域；

步骤二：所述夹具(1；1′)夹紧纤维束(6)；

步骤三：所述剪具(2；2′)将所述纤维束(6)切断；

步骤四：第一芯模(3′)移出缠绕操作区域，第二芯模(3〞)进入缠绕操作区域；

步骤五：所述夹具(1；1′)牵引纤维束端头(61)按照所述第二芯模(3〞)旋转方向围绕所述第二芯模(3〞)旋转；

步骤六：纤维供给部(5)和/或所述夹具(1；1′)带动所述纤维束(6)远离，躲避尚未围绕所述第二芯模(3〞)旋转的纤维束(6)；

步骤七：所述夹具(1；1′)继续牵引纤维束端头(61)按照第二芯模(3〞)旋转方向围绕第二芯模(3〞)旋转，将纤维束(6)缠绕在第二芯模(3〞)上；

步骤八：所述夹具(1；1′)释放夹紧的纤维束(6)，移出缠绕操作区域。

20.一种纤维缠绕机，其特征在于，包括如权利要求1～18任一项所述缠绕纤维加工用自动搭剪纱装置。

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