CN211868688U - 一种纤维预成型生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种纤维预成型生产线，包括传送纤维布料的输送装置、按照待成型纤维布料传送方向依次设置在输送装置前端的自动上料机构、中部的加热装置以及后端的预成型压机；所述输送装置包括轨道组件以及沿着轨道组件滑动的夹持装置；所述夹持装置包括设置在自动上料机构与加热装置之间的前夹手输料装置以及设置在加热装置和预成型压机之间的后夹手输料装置，通过前夹手输料装置将纤维布料从自动上料机构传送至加热装置进行加热，通过后夹手输料装置将加热后的纤维布料从加热装置传送至预成型压机进行预压成型；所述前夹手输料装置与后夹手输料装置为由伺服电气系统控制的龙门夹手机构。

Description

一种纤维预成型生产线

技术领域

本实用新型属于纤维预成型设备领域，具体涉及一种纤维预成型生产线。

背景技术

纤维预成型技术是20世纪90年代初以来开发的一种新颖、实用的纤维预成型体制备技术。其原理是在增强纤维或织物表面涂敷少量的特殊增粘材料-增粘剂/定型剂,通过溶剂挥发、先升温软化或熔融(预固化)后冷却等手段使迭层织物或纤维束之间粘合在一起,同时借助压力和形状模具的作用来制备所需形状、尺寸和纤维体积含量的纤维预成型体。

公开号为CN 109454795A的中国专利公开了一种复合材料预成型自动化生产线及其生产工艺，具体公开了由上料组件、加热装置和预成型压机构成的自动化生产线，其中主要是利用上料机器人抓手在上料组件中抓取复合材料送至加热装置上，同时利用夹持传送机构夹取复合材料由加热装置传送到预成型压机处。现有技术中关于材料预成型自动化生产线，前端上料一般采用机器人上料，使用插针式夹手将材料从布料台放置到加热台上进行加热，加热完毕后，采用同步带带动机械夹手将加热台中已加热的材料传送至成型压机预压成型，但是，现有预成型生产线存在以下几个技术问题：其一，在前端采用机器人取料上料工艺速度慢，利用插针式夹手容易在放置布料的过程中出现脱料的问题；其二，现有的布料台无法实现流水线自动生产；其三，采用上料机器人速度慢生产率低。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种纤维预成型生产线，实现纤维预成型流水线自动化生产，提高纤维布料传送的定位精度，不仅能够减少纤维预成型的整体工艺生产实践，还能够使得整个预成型生产线更加稳定可靠。

本实用新型的技术方案如下：

一种纤维预成型生产线，包括传送纤维布料的输送装置、按照待成型纤维布料传送方向依次设置在输送装置前端的自动上料机构、中部的加热装置以及后端的预成型压机；所述输送装置包括轨道组件以及沿着轨道组件滑动的夹持装置；所述夹持装置包括设置在自动上料机构与加热装置之间的前夹手输料装置以及设置在加热装置和预成型压机之间的后夹手输料装置，通过前夹手输料装置将纤维布料从自动上料机构传送至加热装置进行加热，通过后夹手输料装置将加热后的纤维布料从加热装置传送至预成型压机进行预压成型；所述前夹手输料装置与后夹手输料装置为由伺服电气系统控制的龙门夹手机构。

进一步地，所述轨道组件包括支撑架以及固定在支撑架上的平行夹手轨道；所述支撑架由若干横向或纵向的连接杆构成。

进一步地，所述加热装置包括横跨平行夹手轨道后固定在连接杆上的加热压机以及设置在加热压机内部可上下移动托起纤维布料的钢丝提升装置；所述钢丝提升装置包括主体框架、若干平行固定在主体框架上的钢丝绳以及连接在主体框架下表面的至少一个升降气缸；所述升降气缸固定在支撑加热台面的不同竖杆侧壁；所述升降气缸的伸缩杆与主体框架固定连接。

进一步地，所述主体框架的下表面还固定连接有至少一个导向机构；所述导向机构固定在支撑加热台面的不同竖杆上，限定主体框架沿直线上下移动。

进一步地，每一钢丝绳的两端通过绳索张紧装置与所述主体框架连接。

进一步地，所述前夹手输料装置、后夹手输料装置均包括一对相互独立运动的夹持工装，每一夹持工装包括分别由沿着平行夹手轨道运动的位置调整装置以及连接两位置调整装置的夹手组件；所述位置调整装置同时具有水平方向和竖直方向的调整功能；所述夹手组件上固定多个可调整长度的夹持手指。

进一步地，所述夹手组件上固定设置有与所述夹持手指同样数量的电缸，电缸与每一夹持手指一一对应，每个电缸独立驱动每一夹持手指对纤维布料的不同夹持点施加不同压边力，所述电缸在预成型压机的压制过程中对纤维布料保持位置闭环或拉力闭环控制。

进一步地，所述伺服电气系统包括固定在夹持工装上的伺服电机和升降气缸；所述伺服电机输出轴上固定有齿轮，齿轮与所述支撑架上设置的平行齿条相互啮合，进而驱动夹持工装沿平行夹手导轨移动；所述升降气缸的伸缩杆与夹手组件固定连接，进而带驱动夹手组件在竖直方向上移动。

进一步地，所述自动上料机构包括上料框架、固定在上料框架上且平行设置的上料导轨、滑动连接在上料导轨上的上料台以及固定在上料框架上用于驱动上料台传送纤维布料的上料驱动装置。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型中在前端取料过程中采用自动上料机构，上料台在电机的驱动下沿着上料导轨移动进行纤维布料的传送，采用线性传动设计，实现了上料过程的流水式操作，可精准的实现纤维布料的定点传送，克服了现有技术中利用上料机器人来传料和布料速度慢、精度低等问题。

2、本实用新型中的前夹持输料装置与后夹持输料装置由伺服电机驱动以及齿轮齿条传动的方案实现前夹持输料装置与后夹持输料装置在夹手导轨上的直线移动，在大尺寸纤维布料传送的要求下，比利用上料机器人搬运速度快且成本低，可降低整体工艺时间，提高定位精度。

3、本实用新型中的后夹持输料装置的夹持手指与电缸固定连接，电缸能够独立驱动每一夹持手指对纤维布料的不同夹持点施加不同压边力，可实现预成型压制过程中，纤维布料的力闭环和位置闭环控制，能够较好的控制纤维布料的流动和起皱。

4、本实用新型中上料台可拆卸的连接在上料轨道上，能够适应不同的纤维布料尺寸，实现了多种布料台面的更换。

5、本实用新型中加热装置中设置有提升纤维布料脱离加热台面的钢丝提升装置，钢丝提升装置由气缸驱动可实现自由的上下运动，方便纤维布料进出加热装置。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型中加热装置的结构示意图；

图4为本实用新型中夹持装置的结构示意图；

图5为图4中A处的放大示意图；

图6为本实用新型中前夹手输料装置的结构示意图；

图7为本实用新型中后夹手输料装置的结构示意图；

图8为本实用新型中中加热装置的结构示意图。

附图中标记表示为：

1、输送装置；11、轨道组件；12、夹持装置；13、前夹手输料装置；14、后夹手输料装置；15、支撑架；151、平行齿条；16、平行夹手轨道；18、夹持工装；19、伺服电气系统；191、伺服电机；192、升降驱动装置；193、齿轮； 181、位置调整装置；182、夹手组件；183、夹持手指；184、电缸；2、自动上料机构；21、上料框架；22、上料轨道；23、上料台；24、上料驱动装置；3、加热装置；31、加热压机；32、钢丝托起机构；321、主体框架；322、钢丝绳；323、升降气缸；324、导向机构；325、绳索张紧装置；326、拉扣；327、铰接扣；328、连接管；329、铰接座；33、加热板；34、液压系统；35、加热台面； 351、竖杆；4、预成型压机；5、整线护栏。

具体实施方式

下面结合较佳实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。

参见图1-8，一种纤维预成型生产线，包括传送纤维布料的输送装置1、按照待成型纤维布料传送方向依次设置在输送装置1前端的自动上料机构2、中部的加热装置3以及后端的预成型压机4；所述输送装置1包括轨道组件11以及沿着轨道组件11滑动的夹持装置12，所述轨道组件11包括支撑架15以及固定在支撑架15上的平行夹手导轨16，支撑架15由若干横向或纵向的连接杆构成，支撑架 15为加热装置3、预压成型机4提供安装固定支撑位置，使得加热装置3和预压成型机4不会影响夹持装置12在轨道组件11上的顺利滑动；所述夹持装置12包括设置在自动上料机构2与加热装置3之间的前夹手输料装置13以及设置在加热装置 3和预成型压机4之间的后夹手输料装置14，通过前夹手输料装置13将纤维布料从自动上料机构2传送至加热装置3进行加热，通过后夹手输料装置14将加热后的纤维布料从加热装置3传送至预成型压机4进行预压成型；所述前夹手输料装置13与后夹手输料装置14为由伺服电气系统19控制的龙门夹手机构，利用前夹手输料装置13与后夹手输料装置14能够保证从自动上料机构2依次到加热装置 3，再到预压成型机4的生产连续化运行；所述预成型压机4用于压制成型，是由可编程序控制器操纵的，集机、电、液一体化的液压机，能自动完成压制过程中的快下、慢下、保压、开模、慢上、快上等工艺动作；所述输送装置1、加热装置3和预成型压机4外圈还设置有整线护栏5，用于隔离生产线，提高自动化生产的安全。

参见图5,所述加热装置3包括横跨平行夹手轨道16后固定在连接杆17上的加热压机31以及设置在加热压机31内部可上下移动托起纤维布料的钢丝提升装置32；所述加热压机31的上层架上固定有驱动上方加热板33的液压系统34、下层架上固定有加热台面35，加热台面35使用电加热，液压系统34通过相互连接液压泵站、液压缸驱动加热板33上下移动，与加热台面35进行合闭加热纤维布料；所述钢丝提升装置32位于加热台面35上方，包括主体框架321、若干平行固定在主体框架321上的钢丝绳322以及连接在主体框架321下表面的至少一个升降气缸323；所述升降气缸323固定在支撑加热台面35的不同竖杆351侧壁；所述升降气缸323的伸缩杆与主体框架321固定连接；所述主体框架321的下表面还固定连接有至少一个导向机构324；所述导向机构324固定在支撑加热台面35的不同竖杆351上，导向机构324采用滑块与滑槽配合的方式，滑槽固定在竖杆351侧壁，滑块固定在主体框架321上，在升降气缸323的驱动下，滑块能够在滑槽内滑动，限定了主体框架321沿直线上下移动，保证移动位置的精确；每一钢丝绳 322的两端通过绳索张紧装置325与所述主体框架321连接；通过调整绳索张紧装置325与主体框架321的连接长度来调整钢丝绳322的张紧程度。

参见图6-7，所述前夹手输料装置13、后夹手输料装置14均包括一对相互独立运动的夹持工装18，每一夹持工装18包括分别由沿着平行夹手轨道16运动的位置调整装置181以及连接两位置调整装置181的夹手组件182；所述位置调整装置181同时具有水平方向和竖直方向的调整功能，由所述伺服电气系统19驱动工作；每个夹持工装18均可独立运动，在水平方向上和竖直方向上均独立进行调整，在水平方向上，通过伺服电机191启动后，套接在伺服电机191输出轴上的齿轮193转动与设置在支撑架15上的平行齿条151啮合，进而实现位置调整装置 181以及夹手组件182的水平位置调整；在竖直方向上，固定在位置调整装置181 上的升降驱动装置192与夹手组件182固定连接，升降驱动装置192可为气缸，启动升降驱动装置192带动夹手组件182在竖直方向上的位置调整；所述夹手组件 182上固定多个可调整长度的夹持手指183，夹持手指183与夹手组件182可拆卸连接，夹手组件182上设置有若干安装孔，夹持手指183可通过螺栓与安装孔的配合固定在夹手组件182上，固定在不同的安装孔可调整夹持手指183的位置，进而根据纤维布料调整夹持的位置；夹持手指183与夹手组件182是可拆卸连接的，不同的夹持手指183对应不同的纤维布料尺寸，夹持手指183可采用气动手指方案，并在夹持手指183的夹紧部分设计齿形夹持板。

参见图6-7，所述夹手组件182上固定设置有与所述夹持手指183同样数量的电缸184，电缸184与每一夹持手指183一一对应，每个电缸184独立驱动每一夹持手指183对纤维布料的不同夹持点施加不同的压边力；所述电缸184在预成型压机的压制过程中对纤维布料保持位置闭环或拉力闭环控制；后夹手输料装置 14中的一列夹持工装18保持位置闭环，即夹持工装18以恒定的速度往预成型压机3中的压制模具方向送纤维布料，相对的另一列夹持工装18保持拉力闭环，同时保持拉力闭环的夹持工装18在升降驱动装置192的驱动下座下行位置闭环，保持与压制的模具的下行速度一致，左右两夹持工装18可依旧实际生产需求分别设置位置闭环或拉力闭环控制。

参见图1-2，所述自动上料机构2包括上料框架21、固定在上料框架21上且平行设置的上料导轨22、滑动连接在上料导轨22上的上料台23以及固定在上料框架21上用于驱动上料台23传送纤维布料的上料驱动装置24；所述上料框架21 按照待成型纤维的移动方向分为人工上料位和夹持取料位，人工上料位在整线护栏5外侧，方便初始阶段人工放置纤维布料，夹持取料位位于轨道组件11内部，方便夹持装置夹取纤维布料；所述上料驱动装置24可利用电机驱动传送带运动，进而带动上料台23从人工上料位移动到夹持取料位；所述上料台23上可拆卸连接置物板，置物板可由若干拼接的板块构成，方便根据不同的纤维布料尺寸改变置物板的大小。

利用本实用新型进行纤维预成型的方法步骤如下：

S1、工人根据纤维布料的尺寸选择合适的上料台23，将上料台23固定在上料轨道22上，启动上料驱动装置24，上料驱动装置24带动上料台23和纤维布料从人工上料位移动到夹持取料位；

S2、前夹手输料装置13按照纤维布料的传送方向从前后两端共同夹持纤维布料后，再朝同一方向在平行夹手导轨16上移动进行纤维布料的传送，沿直线移动到加热装置3的位置；

S3、钢丝提升装置32先上升，前夹手输料装置13夹持纤维布料将其放置在钢丝提升装置32的钢丝绳322上；

S4、纤维布料放置好后，钢丝提升装置32下降控制钢丝绳322回落，直至纤维布料到达热装置3中设定的加热位置；

S5、启动加热装置3对纤维布料进行加热，前夹手输料装置13复位到输送装置1靠近自动上料机构2的待夹取纤维布料处；

S6、加热完成后，钢丝提升装置32向上提升钢丝绳322进而托起加热后的纤维布料；

S7、后夹手输料装置14夹持纤维布料后沿直线移动将其传送至预成型压机4 模腔内，同时钢丝提升装置32回落，后夹手输料装置14始终保持夹持状态；

S8、预成型压机4进行压制，同时后夹手输料装置14中的一对夹手组件182 上的电缸184分别设定力闭环或位置闭环来控制纤维布料的张紧程度，完成纤维布料预成型生产过程；

S9、重复步骤S1-S8实现纤维预成型生产线的自动生产过程。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本实用新型的保护范围，因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种纤维预成型生产线，其特征在于：包括传送纤维布料的输送装置(1)、按照待成型纤维布料传送方向依次设置在输送装置(1)前端的自动上料机构(2)、中部的加热装置(3)以及后端的预成型压机(4)；所述输送装置(1)包括轨道组件(11)以及沿着轨道组件(11)滑动的夹持装置(12)；所述夹持装置(12)包括设置在自动上料机构(2)与加热装置(3)之间的前夹手输料装置(13)以及设置在加热装置(3)和预成型压机(4)之间的后夹手输料装置(14)，通过前夹手输料装置(13)将纤维布料从自动上料机构(2)传送至加热装置(3)进行加热，通过后夹手输料装置(14)将加热后的纤维布料从加热装置(3)传送至预成型压机(4)进行预压成型；所述前夹手输料装置(13)与后夹手输料装置(14)为由伺服电气系统(19)控制的龙门夹手机构。

2.根据权利要求1所述的一种纤维预成型生产线，其特征在于：所述轨道组件(11)包括支撑架(15)以及固定在支撑架(15)上的平行夹手轨道(16)；所述支撑架由若干横向或纵向的连接杆构成。

3.根据权利要求2所述的一种纤维预成型生产线，其特征在于：所述加热装置(3)包括横跨平行夹手轨道(16)后固定在连接杆(17)上的加热压机(31)以及设置在加热压机(31)内部可上下移动托起纤维布料的钢丝提升装置(32)；所述钢丝提升装置(32)包括主体框架(321)、若干平行固定在主体框架(321)上的钢丝绳(322)以及连接在主体框架(321)下表面的至少一个升降气缸(323)；所述升降气缸(323)固定在支撑加热台面(34)的不同竖杆(351)侧壁；所述升降气缸(323)的伸缩杆与主体框架(321)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种纤维预成型生产线，其特征在于：所述主体框架(321)的下表面还固定连接有至少一个导向机构(324)；所述导向机构(324)固定在支撑加热台面(34)的不同竖杆(351)上，限定主体框架(321) 沿直线上下移动。

5.根据权利要求3所述的一种纤维预成型生产线，其特征在于：每一钢丝绳(322)的两端通过绳索张紧装置(325)与所述主体框架(321)连接。

6.根据权利要求3所述的一种纤维预成型生产线，其特征在于：所述前夹手输料装置(13)、后夹手输料装置(14)均包括一对相互独立运动的夹持工装(18)，每一夹持工装(18)包括分别由沿着平行夹手轨道(16)运动的位置调整装置(181)以及连接两位置调整装置(181)的夹手组件(182)；所述位置调整装置(181)同时具有水平方向和竖直方向的调整功能，由所述伺服电气系统驱动运动；所述夹手组件(182)上固定多个可调整长度的夹持手指(183)。

7.根据权利要求6所述的一种纤维预成型生产线，其特征在于：所述夹手组件(182)上固定设置有与所述夹持手指(183)同样数量的电缸(184)，电缸(184)与每一夹持手指(183)一一对应，每个电缸(184)独立驱动每一夹持手指(183)对纤维布料的不同夹持点施加不同压边力，所述电缸(184)在预成型压机(4)的压制过程中对纤维布料保持位置闭环或拉力闭环控制。

8.根据权利要求7所述的一种纤维预成型生产线，其特征在于：所述伺服电气系统(19)包括固定在夹持工装(18)上的伺服电机(191)和升降驱动装置(192)；所述伺服电机(191)输出轴上固定有齿轮(193)，齿轮(193)与所述支撑架(15)上设置的平行齿条(151)相互啮合，进而驱动夹持工装(18)沿平行夹手轨道(16)移动；所述升降驱动装置(192)的伸缩杆与夹手组件(182)固定连接，进而驱动夹手组件(182)在竖直方向上移动。

9.根据权利要求1至8任一所述的一种纤维预成型生产线，其特征在于：所述自动上料机构(2)包括上料框架(21)、固定在上料框架(21)上且平行设置的上料导轨(22)、滑动连接在上料导轨(22)上的上料台(23)以及固定在上料框架(21)上用于驱动上料台(23)传送纤维布料的上料驱动装置(24)。

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