FR2894510A1

FR2894510A1 - Double fiber lapping head has single compacter with interchangeable rollers for two lapping assemblies

Info

Publication number: FR2894510A1
Application number: FR0512556A
Authority: FR
Inventors: Pierre Andre Henri Tillement; Jean Luc Grimault
Original assignee: Forest Line Capdenac SAS
Current assignee: Forest Line Capdenac SAS
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-06-15
Anticipated expiration: 2025-12-12
Also published as: FR2894510B1

Abstract

The head, having two lapping assemblies (A, B) for band circuits lying on either side of a median plane (XX) and each having a cassette or bobbin (10) and a mechanism for delivering the band to a lapping post, has a single compacter (21) for the two lapping assemblies. The compacter is located in the median plane and has at least two interchangeable rollers (20A, 20B) on a rotary support block that turns about a horizontal axis (YY) so that one can be in the compacting position and the other(s) retracted. The compacter is located in a main support (21) that is moved vertically by a pair of power cylinders (23).

Description

Double tête de nappage de fibres à système de compactage uniqueDouble fiber topping head with unique compaction system

L'invention concerne une machine de nappage ou de drapage d'une nappe de fibres sur un moule. The invention relates to a machine for lapping or draping a fiber web on a mold.

Il est connu, par exemple par le document US 4842684, de déposer automatiquement sur un moule ou outillage de dépose, grâce à un robot muni d'une tête de drapage, un ruban ou une nappe de fibres pour la fabrication de pièces diverses telles que des ailes d'avion, à partir d'un ruban composite constitué d'éléments de fibres (carbone, verre, Kevlar , etc.) encollées, par imprégnation d'une résine thermodurcissable ou thermo-plastique, et supportées sur un ruban de support en papier ou en film plastique. Le ruban composite est dévidé d'une bobine pour passer sur la tête de drapage où le ruban de fibres préimprégnées est séparé du ruban de support, ce dernier étant renvoyé sur un mandrin d'enroulement, tandis que le préimprégné est appliqué sur le moule ou les couches précédentes déjà déposées, par un système de compactage constitué généralement d'un rouleau ou un sabot applicateur lié à la tête de drapage. Pour assurer au mieux le guidage du préimprégné, la séparation du préimprégné et de son support doit se faire le plus près possible du rouleau de dépose de la tête de drapage, disposé transversalement au ruban. De plus, la tête de drapage doit être mobile selon plusieurs axes de manière à s'adapter aux formes de plus en plus complexes des pièces à réaliser selon cette technique. Compte tenu des formes des pièces réalisées, et notamment de leurs bords, il convient non seulement de déposer des tronçons de ruban pleine largeur, à quatre cotés, mais également des tronçons de formes diverses, obtenus par découpe complexe du ruban. Pour les découpes traversantes de formes simples, on utilise un 2 2894510 processus de dépose monophase qui comprend la découpe in situ des bandes à déposer et leur dépose immédiate par la même machine. Un couteau mécanique ou à ultrasons coupe le ruban préimprégné directement sur son papier support sans couper ce dernier qui sera réenroulé sur le mandrin après 5 pelage. Pour les bandes à découper de forme complexe, on utilise un procédé biphase, selon lequel la découpe se fait en amont dans le procédé, avec une première machine spécialisée et où les tronçons successifs prédécoupés sont disposés sur un ruban de support ou entre deux protecteurs et enroulés sur 10 une cassette installée sur la tête de drapage. La Demanderesse a mis au point une machine de nappage à tête double, comme montré dans le document FR 05 07 159, dont chacun des deux ensembles de dépose peut être utilisé alternativement lors d'un cycle de dépose. Ces deux ensembles peuvent par exemple correspondre à des 15 processus de dépose différents ou à des largeurs de bandes différentes (usuellement de 50 à 300 mm). On peut ainsi avoir sur la double tête, en autres combinaisons possibles : - monophase 300 mm et biphase 150 mm biphase 150 mm et biphase 50 mm 20 - biphase 150 mm et monophase 150 mm. - monophase 150mm et monophase 300mm Une machine à tête double réduit les temps de fabrication. Bien que cette machine donne parfaitement satisfaction, la Demanderesse a résolu de l'améliorer encore. It is known, for example from the document US 4842684, to automatically deposit on a mold or removal tool, thanks to a robot equipped with a draping head, a ribbon or a sheet of fibers for the manufacture of various parts such as airplane wings, from a composite tape consisting of fiber elements (carbon, glass, Kevlar, etc.) glued, impregnated with a thermosetting or thermo-plastic resin, and supported on a support ribbon in paper or plastic film. The composite tape is unwound from a reel to pass over the draping head where the prepreg fiber ribbon is separated from the support tape, the latter being returned to a winding mandrel, while the prepreg is applied to the mold or the previous layers already deposited, by a compaction system generally consisting of a roller or an applicator shoe connected to the drape head. To ensure the best guidance of the prepreg, the separation of the prepreg and its support must be as close as possible to the laying roll of the layup head disposed transversely to the tape. In addition, the drape head must be movable along several axes so as to adapt to the increasingly complex shapes of the parts to be produced according to this technique. Given the shapes of the parts produced, and in particular their edges, it is not only necessary to deposit sections of full-width ribbon on four sides, but also sections of various shapes, obtained by complex cutting of the ribbon. For through cuts of simple shapes, a single-phase dispensing process is used which includes in situ cutting of the strips to be deposited and their immediate removal by the same machine. A mechanical or ultrasonic knife cuts the pre-impregnated tape directly onto its support paper without cutting the latter, which will be rewound onto the mandrel after peeling. For complex form cutting belts, a two-phase process is used, in which the cutting is done upstream in the process, with a first specialized machine and where the successive pre-cut sections are arranged on a support strip or between two protectors and wound on a cassette installed on the draping head. The Applicant has developed a double-head glazing machine, as shown in the document FR 05 07 159, each of which may be used alternately during a deposition cycle. These two sets may, for example, correspond to different depositing processes or to different bandwidths (usually 50 to 300 mm). It is thus possible to have on the double head, in other possible combinations: - monophase 300 mm and biphase 150 mm biphase 150 mm and biphase 50 mm 20 - biphase 150 mm and monophase 150 mm. - single phase 150mm and single phase 300mm A double head machine reduces manufacturing time. Although this machine is perfectly satisfactory, the Applicant has resolved to improve it further.

25 Selon la présente invention, alors que dans la machine précédente, chaque ensemble de dépose est associé avec son propre rouleau de compactage, il est proposé maintenant de doter la double tête d'un ensemble 3 2894510 de compactage commun aux deux ensembles de dépose et situé entre eux deux. Cet ensemble de compactage unique et commun est capable de compacter toutes les largeurs de bandes utilisées sur ces têtes, sans 5 démontage. Autrement dit, l'invention a pour objet une double tête de nappage comportant deux ensembles de dépose pour deux circuits de bandes disposés respectivement de part et d'autre d'un plan moyen de la double tête, chaque ensemble de dépose comportant une cassette ou une bobine pour la bande et 10 des moyens pour amener la bande vers un poste de dépose situé à proximité immédiate dudit plan moyen, des moyens de compactage de bande à l'aide d'un rouleau ou d'un sabot étant prévus au niveau du poste de dépose, caractérisée en ce que les moyens sont sous forme d'un dispositif de compactage unique commun aux deux ensembles de dépose et situé dans ledit 15 plan moyen. Dans une première version, plus particulièrement destinée aux cas où les bandes utilisées par les deux ensembles sont de même largeur, on a un seul rouleau de compactage. Dans une seconde version, plus particulièrement destinée aux cas où 20 les largeurs de bandes peuvent être différentes, on propose au moins deux rouleaux de compactage qui sont utilisables et échangeables par simple permutation, notamment par rotation autour d'un axe sensiblement parallèle à l'axe de dépose. L'un des rouleaux est en position de compactage tandis que l'autre ou les autres sont en position escamotée.According to the present invention, while in the preceding machine, each depositing assembly is associated with its own compacting roller, it is now proposed to provide the double head with a compacting assembly 2894510 common to both depositing assemblies and located between them. This unique and common compaction set is capable of compacting all the bandwidths used on these heads without disassembly. In other words, the subject of the invention is a double lapping head comprising two depositing assemblies for two strip circuits disposed respectively on either side of an average plane of the double head, each deposit assembly comprising a cassette or a reel for the web and means for bringing the web to a drop station located in the immediate vicinity of said mid-plane, band-pressing means using a roll or shoe being provided at the level of the web. dispensing station, characterized in that the means are in the form of a single compaction device common to both deposit sets and located in said middle plane. In a first version, more particularly intended for cases where the bands used by the two sets are of the same width, there is a single compaction roller. In a second version, more particularly intended for cases where the band widths may be different, at least two compaction rollers are proposed which can be used and exchanged by simple permutation, in particular by rotation about an axis substantially parallel to the removal axis. One of the rollers is in the compaction position while the other or the others are in the retracted position.

25 Il est à noter que ce principe de rouleaux permutables conforme â un aspect de l'invention s'applique aussi à une tête unique pour changer rapidement de largeur sans démonter le rouleau en place. L'invention permet par un dispositif unique, simple et 4 2894510 d'encombrement limité l'enchaînement rapide des opérations de dépose quel que soient le procédé et la largeur de bande nécessaire et en conséquence permet d'augmenter le taux de disponibilité et de dépose du moyen tout en procurant l'adaptabilité nécessaire (compliance) inhérente au processus de 5 dépose. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue de côté de la tête double de nappage conforme à 10 l'invention. - la figure 2 est une vue en perspective de la partie de dépose de la tête double de la figure 1. La tête double de nappage est montée sur un dispositif de support, mobile selon différents axes, en bas d'une poutre suspendue verticalement à 15 un portique mobile au-dessus de l'outillage de dépose (ceci est l'orientation la plus habituelle, mais il va de soi que l'invention s'applique à une double tête placée dans n'importe quelle orientation). La tête comporte deux ensembles distincts A et B de dépose de bandes, entièrement de part et d'autre d'un plan XX vertical (sur la figure 1) passant par le lieu de dépose 20 (non représenté) sur la pièce à napper, et sensiblement orthogonal à la direction d'avance de la tête sur la pièce. Chaque ensemble de dépose comprend une cassette ou une bobine 10 qu'on n'aperçoit que partiellement sur la figure 1, à partir de laquelle est déroulé le ruban composite 11, qui passe ensuite sur un dévidoir et arrive dans un dispositif 12 prolongé par un 25 plateau 13; dans ce dispositif 12, le film séparateur 14 est séparé et renvoyé sur la bobine 15. Le ou les films de support 16 et 14 sont, eux aussi, renvoyés au niveau de séparateurs vers l'arrière sur un ou deux mandrins d'enroulage, de sorte que seule la bande préimprégnée 17A, 17B s'avance 5 2894510 jusqu'au point de dépose défini par un rouleau 20A d'un dispositif de compactage unique 21 pour les deux ensemble de dépose A et B situés de part et d'autre du plan XX dans lequel se trouve le rouleau 20A (aux épaisseurs matérielles près) en position de compactage. On ne décrira pas 5 plus chaque circuit de bande qui est classique, avec notamment un poste de découpe et éventuellement un dispositif à chariot mobile tel que celui qui est décrit dans le document antérieur de la Demanderesse FR 05 07159. On a représenté sur la figure 2 une bande 17B de largeur inférieure à celle de la bande 17A. Le rouleau de compactage 20A représenté en position 10 basse de compactage correspond à la largeur de la bande large 17A. Un second rouleau de compactage 20B correspondant à la largeur de la bande étroite 17B est placé en position escamotée sur le même dispositif de compactage unique 21 qui porte le rouleau 20A. Le support 21 est un bloc portant sur deux côtés opposés les rouleaux 15 20A et 20B, et monté rotatif autour d'un axe sensiblement horizontal YY, comme symbolisé par la flèche F, dans un support principal 22 lui-même mobile verticalement grâce à deux vérins 23 avec guidage intégré dont le corps est solidaire de la double tête. Grâce à la rotation du bloc support 21, associée à système d'indexage 20 et/ou de fixation angulaire, on peut passer aisément d'un rouleau à l'autre pour présenter le rouleau de largeur adaptée à la largeur de bande qui va être utilisée. La mobilité verticale du rouleau assure l'effort de compactage normal à la surface de dépose et la compliance verticale nécessaire par rapport au 25 positionnement réel de la surface de la pièce. Enfin chaque rouleau 20A, 20B est monté dans le support 21 par un dispositif 24 permettant un mouvement angulaire élastique du rouleau, pour 6 2894510 fournir la compliance angulaire nécessaire par rapport au positionnement réel de la surface de la pièce. Autrement dit, le système de l'invention permet d'assurer les deux fonctions de compliance : 5 -piloter la compliance normale surface par rapport au positionnement réel de la surface de la pièces. -fournir grâce à un mouvement angulaire élastique l'information nécessaire au pilotage de la compliance angulaire par rapport au positionnement réel de la surface de la pièce dans l'espace de la machine de 10 dépose. 7It should be noted that this principle of permutable rollers in accordance with one aspect of the invention also applies to a single head to rapidly change width without disassembling the roll in place. The invention makes it possible, by means of a single, simple and limited space device, to rapidly sequence the removal operations irrespective of the method and the necessary bandwidth and consequently makes it possible to increase the rate of availability and removal. of the means while providing the necessary adaptability (compliance) inherent in the removal process. Other features and advantages of the invention will become apparent on reading the following description, with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a side view of the double lapping head according to the invention. - Figure 2 is a perspective view of the removal portion of the double head of Figure 1. The double lapping head is mounted on a support device, movable along different axes, at the bottom of a beam suspended vertically to A movable gantry above the removal tool (this is the most usual orientation, but it goes without saying that the invention applies to a double head placed in any orientation). The head comprises two distinct sets A and B of strip removal, entirely on either side of a vertical plane XX (in Figure 1) passing through the place of removal 20 (not shown) on the piece to be coated, and substantially orthogonal to the direction of advance of the head on the workpiece. Each depositing assembly comprises a cassette or a reel 10 which is only partially visible in FIG. 1, from which the composite tape 11 is unwound, which then passes on a reel and arrives in a device 12 extended by a Plateau 13; in this device 12, the separating film 14 is separated and returned to the reel 15. The support film or films 16 and 14 are also returned to the level of separators rearward on one or two winding mandrels, so that only the pre-impregnated strip 17A, 17B advances 2894510 to the point of deposition defined by a roller 20A of a single compaction device 21 for the two set of deposit A and B located on either side of the plane XX in which the roller 20A (with material thicknesses near) is in the compacting position. Each strip circuit which is conventional, in particular with a cutting station and possibly a movable carriage device such as that described in the Applicant's prior document FR 05 07159, will not be described in greater detail. 2 a band 17B of width less than that of the band 17A. The compacting roller 20A shown in the low compaction position corresponds to the width of the wide band 17A. A second compaction roll 20B corresponding to the width of the narrow band 17B is placed in the retracted position on the same single compaction device 21 which carries the roll 20A. The support 21 is a block bearing on two opposite sides the rollers 20A and 20B, and rotatably mounted about a substantially horizontal axis YY, as symbolized by the arrow F, in a main support 22 which is itself vertically movable by means of two cylinders 23 with integrated guide whose body is secured to the double head. Thanks to the rotation of the support block 21, associated with indexing system 20 and / or angular fixing, it is easy to switch from one roll to another to present the roll of width adapted to the bandwidth that is going to be used. The vertical mobility of the roller provides the normal compaction force to the dispensing surface and the necessary vertical compliance with respect to the actual positioning of the workpiece surface. Finally each roll 20A, 20B is mounted in the support 21 by a device 24 allowing an elastic angular movement of the roll, to provide the necessary angular compliance with respect to the actual positioning of the workpiece surface. In other words, the system of the invention makes it possible to ensure the two compliance functions: - to drive the normal surface compliance with respect to the actual positioning of the surface of the part. providing, by means of an elastic angular movement, the information necessary for controlling the angular compliance with respect to the actual positioning of the surface of the part in the space of the depositing machine. 7

Claims

1) Double lapping head having two sets of removal (A, B) for two strips of circuits disposed respectively on either side of an average plane (XX) of the double head, each set of removal (A, B) ) having a tape or reel (10) for the tape and means for moving the tape to a drop station located in the immediate vicinity of said middle plane, means for compacting (21) tape with a roll or a shoe being provided at the removal station, characterized in that the means are in the form of a single compacting device (21) common to both sets of deposit and located in said mean plane.

2) Double head according to claim 1, characterized in that the compaction device comprises at least two exchangeable rollers (20A, 20B), one in compacting position, the other or others in the retracted position.

3) Double head according to claim 2, characterized in that the rollers (20A, 20B) are mounted on a rotatable support block pivoting about a horizontal axis (YY).