CN116160588A - 一种低克重粉末播撒装置及其播撒控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低克重粉末播撒装置及其播撒控制方法，通过第一动力装置驱动针辊转动，并带动料仓中的粉末颗粒从其出料口导出；通过第一调节座调整压片位置使其与针辊辊面的针端相接触，使针辊转动过程中，能够通过压片将粉末压覆在针辊辊面；通过第二调节座调整刷针位置使其与针辊辊面相接触，在针辊转动过程中，通过第二动力装置驱动振动组件上的刷针将粉末从针辊表面刷落，实现粉末的定量播撒。通过取样架模拟纤维在生产过程中纤维承接播撒粉末，观察并计量取样粉末状态，调整针辊转动速度以及取样架移速，使取样架承接粉末满足生产要求，确定生产过程中的针辊转动速度以及纤维的输送速度，实现播撒装置的低克重撒粉量和均匀撒粉的生产要求。

Description

一种低克重粉末播撒装置及其播撒控制方法

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种低克重粉末播撒装置及其播撒控制方法。

背景技术

在复合材料的生产制造过程中，需要在纤维表面播撒一定量的树脂粉末用作粘接定型，目前采用自动播撒装置进行树脂粉末的播撒，在生产制造中对播撒装置的要求是低克重撒粉量和均匀撒粉。

在播撒装置中，采用计量针辊从料仓的出料口处粘取定量粉末，再配合振动刷针将计量针辊上的粉末刷下，最后落至输送中的纤维表面；在生产过程中，通过计量针辊转动带动料仓中粉末导出，能够通过控制计量针辊的转动速度调节播撒装置的撒粉量，同时还需要配合纤维输送速度的调节，使纤维表面能够均匀承载工艺需求的粉末量。

因此在实际生产前，需要根据工艺设定计量针辊的转速以及纤维的输送速度，但是目前相关参数的设定需要采用纤维试样配合播撒装置的多次调试运行获得，操作麻烦且费时费力。

发明内容

本发明提供了一种低克重粉末播撒装置及其播撒控制方法，可有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种低克重粉末播撒装置，包括：机架和设置其上的料仓、针辊、振动组件和取样组件，在所述料仓底部开设有出料口，所述针辊位于所述出料口处，所述振动组件设置在所述针辊的水平侧，所述取样组件位于所述针辊下方；

所述针辊通过第一动力装置驱动转动，所述振动组件包括振动梁和设置其上的刷针，所述振动梁设置在限位座上并与其滑动连接，所述振动梁与所述针辊平行设置并通过第二动力装置驱动沿其长度方向做往复运动；

在所述出料口靠近所述振动组件的一侧设置有压片，所述压片设置在第一调节座上，所述限位座设置在第二调节座上，所述第一调节座和所述第二调节座能够分别驱动所述压片和所述限位座朝向所述针辊靠近或者远离；

所述取样组件包括取样架和驱动组件，所述取样架与所述针辊平行设置并能通过所述驱动组件带动朝向所述振动组件靠近或者远离，所述取样架通过旋转气缸与所述驱动组件连接。

进一步的，所述第二动力装置包括第二电机和套设在其输出轴上的偏心轮，所述偏心轮通过连杆组件与所述振动梁连接；

所述连杆组件沿所述振动梁的长度方向设置，所述偏心轮的旋转轴心与所述振动梁的长度方向垂直设置。

进一步的，所述连杆组件包括沿所述振动梁长度方向依次设置的第一连杆、导向座和第二连杆，所述导向座设置在第一导轨上并与其滑动连接，所述第一导轨与所述振动梁平行设置；

所述第一连杆的两端分别与所述导向座和所述偏心轮转动连接，所述第二连杆的两端分别与所述导向座和所述振动梁的一端转动连接。

进一步的，所述限位座包括支撑梁和设置其上的连接块，所述支撑梁与所述振动梁平行设置，所述连接块在所述支撑梁长度方向设置有多个，在所述振动梁上对应所述连接块设置有多个第二导轨，所述第二导轨沿所述振动梁长度方向设置，所述连接块与所述第二导轨滑动连接；

沿所述支撑梁长度方向设置有多个滑台座，所述支撑梁设置在所述滑台座上并与滑动连接。

进一步的，所述第二调节座包括滑块，以及与所述支撑梁垂直设置的第一丝杆和导向杆，所述滑块与所述第一丝杆螺接并与所述导向杆滑动连接；

所述第二调节座设置有两个且分别与所述支撑梁两端连接，两所述第二调节座通过两所述滑块分别与所述支撑梁两端的支座固定连接。

进一步的，在所述振动梁上还设置有振动网，所述振动网沿所述振动梁长度方向设置在所述刷针下方；

所述振动网在竖直方向上设置有两层，位于上层所述振动网上的所述筛孔尺寸小于下层所述振动网上的所述筛孔尺寸。

进一步的，所述第一调节座包括安装梁、微调滑座和第一连板，所述微调滑座设置在所述安装梁上并通过所述第一连板与所述压片连接；

所述安装梁、所述第一连板和所述压片均与所述针辊平行设置，所述微调滑座沿所述安装梁长度方向均设有多个。

进一步的，所述取样架包括横梁、取样盘和第二连板，所述取样盘沿横梁长度方向设置有多个，所述横梁通过所述第二连板与两所述旋转气缸连接；

所述驱动组件包括第三电机、第二丝杆、连接座和第三导轨，所述第二丝杆和所述第三导轨均与所述针辊垂直设置，所述旋转气缸设置在所述连接座上，所述连接座与所述第三导轨滑动连接并与所述第二丝杆螺接，所述第二丝杆通过所述第三电机驱动转动。

一种低克重粉末播撒装置的播撒控制方法，采用上述低克重粉末播撒装置，包括以下步骤：

S1：通过第一调节座和第二调节座分别调整压片和限位座的工作位置；

S2：通过旋转气缸驱动取样架使其位于纤维输送位置；

S3：通过第一动力装置驱动针辊转动，同时通过第二动力装置驱动振动组件将针辊上黏附的粉末颗粒刷落振散；

S4：通过驱动组件驱动取样架沿纤维输送方向运动，并从刷针下方通过；

S5：观察并计量取样架上粉末播撒状态；

S6：若取样架上采集到的粉末状态未达到生产要求，通过第一动力装置调整针辊转速，并重复上述步骤S3~ S5；

S7：若取样架上采集到的粉末状态达到生产要求，确定针辊转速，通过旋转气缸驱动取样架远离纤维输送位置，完成播撒控制参数设定。

进一步的，在压片调整过程中，通过第一调节座驱动压片使其与针辊外圈的针端相接触；

在限位座的调整过程中，通过第二调节座驱动限位座使刷针针端与针辊辊面相接触。

本发明的有益效果为：

在本发明中，通过第一动力装置驱动针辊转动，并带动料仓中的粉末颗粒从其出料口导出；通过第一调节座调整压片位置使其与针辊辊面的针端相接触，使针辊转动过程中，能够通过压片将粉末压覆在针辊辊面；通过第二调节座调整刷针位置使其与针辊辊面相接触，在针辊转动过程中，通过第二动力装置驱动振动组件上的刷针将粉末从针辊表面刷落，实现粉末的定量播撒。

通过设置在针辊下方的取样组件，对刷针刷落的粉末取样，通过取样架模拟纤维在生产过程中承接播撒粉末，观察并计量取样组件的粉末状态，调整针辊的转动速度以及取样架的移速，使取样架上粉末状态满足生产要求，确定生产过程中的针辊转动速度以及纤维的输送速度，实现播撒装置的低克重撒粉量和均匀撒粉的生产要求。

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为本发明实施例中低克重粉末播撒装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中低克重粉末播撒装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中低克重粉末播撒装置的爆炸结构示意图；

图4为本发明实施例中第一调节座的结构示意图；

图5为图4中A处的局部结构放大图；

图6为本发明实施例中振动组件的结构示意图；

图7为图6中B处的局部结构放大图；

图8为本发明实施例中第二动力装置的结构示意图；

图9为本发明实施例中取样组件的正视图；

图10为本发明实施例中播撒装置中取样组件的操作示意图；

图11为本发明实施例中播撒过程中取样示意图。

附图标记：1、机架；2、料仓；21、出料口；22、压片；23、第一调节座；231、安装梁；232、微调滑座；233、第一连板；3、第一动力装置；4、振动组件；41、振动梁；411、第二导轨；412、刷针；413、振动网；42、限位座；421、支撑梁；422、连接块；423、支座；424、滑台座；43、第二调节座；431、滑块；432、驱动丝杆；433、导向杆；5、第二动力装置；51、第二电机；52、偏心轮；53、连杆组件；531、第一连杆；532、导向座；533、第二连杆；534、第一导轨；6、取样组件；61、取样架；611、横梁；612、取样盘；613、第二连板；62、驱动组件；621、第三电机；622、第二丝杆；623、连接座；624、第三导轨；63、旋转气缸；7、针辊。

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11所示的一种低克重粉末播撒装置，包括机架1和设置其上的料仓2、针辊7、振动组件4和取样组件6，在料仓2底部开设有出料口21，针辊7位于出料口21处，振动组件4设置在针辊7的水平侧，取样组件6位于针辊7下方；

针辊7通过第一动力装置3驱动转动，振动组件4包括振动梁41和设置其上的刷针412，振动梁41设置在限位座42上并与其滑动连接，振动梁41与针辊7平行设置并通过第二动力装置5驱动沿其长度方向做往复运动；

在出料口21靠近振动组件4的一侧设置有压片22，压片22设置在第一调节座23上，限位座42设置在第二调节座43上，第一调节座23和第二调节座43能够分别驱动压片22和限位座42朝向针辊靠近或者远离；

取样组件6包括取样架61和驱动组件62，取样架61与针辊7平行设置并能通过驱动组件62带动朝向振动组件4靠近或者远离，取样架61通过旋转气缸63与驱动组件62连接。

在本发明中，通过第一动力装置3驱动针辊7转动，并带动料仓2中的粉末颗粒从其出料口21导出；通过第一调节座23调整压片22位置使其与针辊7辊面的针端相接触，使针辊7转动过程中，能够通过压片22将粉末压覆在针辊7辊面；通过第二调节座43调整刷针412位置使其与针辊7辊面相接触，在针辊7转动过程中，通过第二动力装置5驱动振动组件4上的刷针412将粉末从针辊7表面刷落，实现粉末的定量播撒。

通过设置在针辊7下方的取样组件6，对刷针412刷落的粉末取样，通过取样架61模拟纤维在生产过程中承接播撒粉末，观察并计量取样组件6的粉末状态，调整针辊7的转动速度以及取样架61的移速，使取样架61上粉末状态满足生产要求，确定生产过程中的针辊7转动速度以及纤维的输送速度，实现播撒装置的低克重撒粉量和均匀撒粉的生产要求。

如图4和图5所示的置于料仓2出料口21处的压片22以及第一调节座23结构，具体的，第一调节座23包括安装梁231、微调滑座232和第一连板233，微调滑座232设置在安装梁231上并通过第一连板233与压片22连接；安装梁231、第一连板233和压片22均与针辊7平行设置，微调滑座232沿安装梁231长度方向均设有多个。

其中，通过在出料口21处设置压片22，保证料仓2中出粉均匀性，防止大颗粒粉堵塞出粉处；根据撒粉克重配置针辊7目数及其上针的高度，压片22采用双弹簧片结构，并调整压片22外侧边沿使其压在针辊7上针尖，保证针辊7上压覆粉末量，且能够根据实际撒粉克重偏差调节出粉处间隙。

如图8所示，第二动力装置5包括第二电机51和套设在其输出轴上的偏心轮52，偏心轮52通过连杆组件53与振动梁41连接；连杆组件53沿振动梁41的长度方向设置，偏心轮52的旋转轴心与振动梁41的长度方向垂直设置。

通过第二电机51驱动偏心轮52实现振动梁41往复运动，且偏心轮52通过连杆组件53使传递至振动梁41的动力更加平稳；具体的，连杆组件53包括沿振动梁41长度方向依次设置的第一连杆531、导向座532和第二连杆533，导向座532设置在第一导轨534上并与其滑动连接，第一导轨534与振动梁41平行设置；第一连杆531的两端分别与导向座532和偏心轮52转动连接，第二连杆533的两端分别与导向座532和振动梁41的一端转动连接。

振动梁41设置在限位座42上，对振动梁41起到支撑作用的同时，使振动梁41作用振动更平稳；具体的，限位座42包括支撑梁421和设置其上的连接块422，支撑梁421与振动梁41平行设置，连接块422在支撑梁421长度方向设置有多个，在振动梁41上对应连接块422设置有多个第二导轨411，第二导轨411沿振动梁41长度方向设置，连接块422与第二导轨411滑动连接；沿支撑梁421长度方向设置有多个滑台座424，支撑梁421设置在滑台座424上并与滑动连接。

通过第二调节座43驱动支撑梁421并带动振动梁41朝向针辊7靠近或者远离，在生产过程中，随着刷针412与针辊7的持续接触会造成刷针412的磨损，微调刷针412与针辊7辊面间的间隙，保证压覆在辊面上的粉末充分刷落。

进一步的，在振动梁41上还设置有振动网413，振动网413沿振动梁41长度方向设置在刷针412下方；振动网413在竖直方向上设置有两层，位于上层振动网413上的筛孔尺寸小于下层振动网413上的筛孔尺寸。

在刷针412下方设置两种不同数目尺寸的筛孔，并间隔一定距离组合在一起，对刷针412刷落的粉末进一步打散增加撒粉均匀性。

在本申请中，第二调节座43包括滑块431，以及与支撑梁421垂直设置的第一丝杆和导向杆433，滑块431与第一丝杆螺接并与导向杆433滑动连接；第二调节座43设置有两个且分别与支撑梁421两端连接，两第二调节座43通过两滑块431分别与支撑梁421两端的支座423固定连接。

如图9所示，取样架61包括横梁611、取样盘612和第二连板613，取样盘612沿横梁611长度方向设置有多个，横梁611通过第二连板613与两旋转气缸63连接；驱动组件62包括第三电机621、第二丝杆622、连接座623和第三导轨624，第二丝杆622和第三导轨624均与针辊7垂直设置，旋转气缸63设置在连接座623上，连接座623与第三导轨624滑动连接并与第二丝杆622螺接，第二丝杆622通过第三电机621驱动转动。

横梁611与纤维输送方向垂直设置，通过设置在横梁611上的取样盘612，不仅便于计量承接粉末的重量，还便于观察播撒粉末的均匀性。旋转气缸63通过第二连板613驱动取样架61摆动，将其置于取样工位后开始取样计量操作，当完成播撒装置操作参数测定后，通过旋转气缸63驱动取样架61逆时针摆动90°，让出纤维输送位置，避免取样机构与纤维输送工位相互干涉。

本发明还进一步公开了一种播撒控制方法，采用上述低克重粉末播撒装置，包括以下步骤：

S1：通过第一调节座23和第二调节座43分别调整压片22和限位座42的工作位置；

S2：通过旋转气缸63驱动取样架61使其位于纤维输送位置，根据纤维输送速度设定驱动组件62对取样架61的传动速度；

S3：通过第一动力装置3驱动针辊7转动，同时通过第二动力装置5驱动振动组件4将针辊7上黏附的粉末颗粒刷落振散；

S4：通过驱动组件62驱动取样架61沿纤维输送方向运动，并从刷针412下方通过；

S5：观察并计量取样架61上粉末播撒状态；

S6：若取样架61上采集到的粉末状态未达到生产要求，通过第一动力装置3调整针辊7转速，并重复上述步骤S3~ S5；

S7：若取样架61上采集到的粉末状态达到生产要求，确定针辊7转速，通过旋转气缸63驱动取样架61远离纤维输送位置，完成播撒控制参数设定。

在压片22调整过程中，通过第一调节座23驱动压片22使其与针辊7外圈的针端相接触；

在限位座42的调整过程中，通过第二调节座43驱动限位座42使刷针412针端与针辊7辊面相接触。

在本发明中，通过设置在播撒装置上的取样组件6，在生产前模拟纤维在生产过程中承接播撒粉末，通过计量取样组件6中采集的粉末量及其分布，调整针辊7转速以及纤维输送速度，实现生产过程中播撒装置对纤维进行低克重和均匀撒粉。

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 (10)

1.一种低克重粉末播撒装置，其特征在于，包括：机架和设置其上的料仓、针辊、振动组件和取样组件，在所述料仓底部开设有出料口，所述针辊位于所述出料口处，所述振动组件设置在所述针辊的水平侧，所述取样组件位于所述针辊下方；

所述针辊通过第一动力装置驱动转动，所述振动组件包括振动梁和设置其上的刷针，所述振动梁设置在限位座上并与其滑动连接，所述振动梁与所述针辊平行设置并通过第二动力装置驱动沿其长度方向做往复运动；

在所述出料口靠近所述振动组件的一侧设置有压片，所述压片设置在第一调节座上，所述限位座设置在第二调节座上，所述第一调节座和所述第二调节座能够分别驱动所述压片和所述限位座朝向所述针辊靠近或者远离；

所述取样组件包括取样架和驱动组件，所述取样架与所述针辊平行设置并能通过所述驱动组件带动朝向所述振动组件靠近或者远离，所述取样架通过旋转气缸与所述驱动组件连接。

2.根据权利要求1所述的低克重粉末播撒装置，其特征在于，所述第二动力装置包括第二电机和套设在其输出轴上的偏心轮，所述偏心轮通过连杆组件与所述振动梁连接；

所述连杆组件沿所述振动梁的长度方向设置，所述偏心轮的旋转轴心与所述振动梁的长度方向垂直设置。

3.根据权利要求2所述的低克重粉末播撒装置，其特征在于，所述连杆组件包括沿所述振动梁长度方向依次设置的第一连杆、导向座和第二连杆，所述导向座设置在第一导轨上并与其滑动连接，所述第一导轨与所述振动梁平行设置；

所述第一连杆的两端分别与所述导向座和所述偏心轮转动连接，所述第二连杆的两端分别与所述导向座和所述振动梁的一端转动连接。

4.根据权利要求1所述的低克重粉末播撒装置，其特征在于，所述限位座包括支撑梁和设置其上的连接块，所述支撑梁与所述振动梁平行设置，所述连接块在所述支撑梁长度方向设置有多个，在所述振动梁上对应所述连接块设置有多个第二导轨，所述第二导轨沿所述振动梁长度方向设置，所述连接块与所述第二导轨滑动连接；

沿所述支撑梁长度方向设置有多个滑台座，所述支撑梁设置在所述滑台座上并与滑动连接。

5.根据权利要求4所述的低克重粉末播撒装置，其特征在于，所述第二调节座包括滑块，以及与所述支撑梁垂直设置的第一丝杆和导向杆，所述滑块与所述第一丝杆螺接并与所述导向杆滑动连接；

所述第二调节座设置有两个且分别与所述支撑梁两端连接，两所述第二调节座通过两所述滑块分别与所述支撑梁两端的支座固定连接。

6.根据权利要求1所述的低克重粉末播撒装置，其特征在于，在所述振动梁上还设置有振动网，所述振动网沿所述振动梁长度方向设置在所述刷针下方；

所述振动网在竖直方向上设置有两层，位于上层所述振动网上的所述筛孔尺寸小于下层所述振动网上的所述筛孔尺寸。

7.根据权利要求1所述的低克重粉末播撒装置，其特征在于，所述第一调节座包括安装梁、微调滑座和第一连板，所述微调滑座设置在所述安装梁上并通过所述第一连板与所述压片连接；

所述安装梁、所述第一连板和所述压片均与所述针辊平行设置，所述微调滑座沿所述安装梁长度方向均设有多个。

8.根据权利要求1所述的低克重粉末播撒装置，其特征在于，所述取样架包括横梁、取样盘和第二连板，所述取样盘沿横梁长度方向设置有多个，所述横梁通过所述第二连板与两所述旋转气缸连接；

所述驱动组件包括第三电机、第二丝杆、连接座和第三导轨，所述第二丝杆和所述第三导轨均与所述针辊垂直设置，所述旋转气缸设置在所述连接座上，所述连接座与所述第三导轨滑动连接并与所述第二丝杆螺接，所述第二丝杆通过所述第三电机驱动转动。

9.一种低克重粉末播撒装置的播撒控制方法，采用上述权利要求1~8任一项所述的低克重粉末播撒装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过第一调节座和第二调节座分别调整压片和限位座的工作位置；

S2：通过旋转气缸驱动取样架使其位于纤维输送位置；

S3：通过第一动力装置驱动针辊转动，同时通过第二动力装置驱动振动组件将针辊上黏附的粉末颗粒刷落振散；

S4：通过驱动组件驱动取样架沿纤维输送方向运动，并从刷针下方通过；

S5：观察并计量取样架上粉末播撒状态；

S6：若取样架上采集到的粉末状态未达到生产要求，通过第一动力装置和驱动组件分别调整针辊转速以及取样架移速，并重复上述步骤S3~ S5；

S7：若取样架上采集到的粉末状态达到生产要求，确定针辊转速，通过旋转气缸驱动取样架远离纤维输送位置，完成播撒控制参数设定。

10.根据权利要求9所述的低克重粉末播撒装置的播撒控制方法，其特征在于，在压片调整过程中，通过第一调节座驱动压片使其与针辊外圈的针端相接触；

在限位座的调整过程中，通过第二调节座驱动限位座使刷针针端与针辊辊面相接触。

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