RU2788509C1 - Модульная головка для укладки волокон - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к машинам для укладки волокон, и в частности к модульным головкам для укладки волокон для укладки множества сегментов композиционной ленты на форму. Головка содержит: один или более узлов дорожек, каждый из которых содержит один или более каналов для прохода текучей среды, которые принимают сжатый воздух, поршневой узел, который выборочно перемещается относительно узла дорожки в ответ на поступление сжатого воздуха, посадочное место для крепления, выполненное с возможностью освобождаемого соединения узла дорожки с частью головки для укладки волокон, отверстие в узле дорожки, выполненное с возможностью приема крепежного элемента, который соединяет с возможностью освобождения подузел с узлом дорожки, причем поршень из поршневого узла входит в зацепление с подузлом, и подузел соединен с возможностью освобождения с каждым узлом дорожки крепежным элементом, принятым в отверстии. Головка содержит: один или более узлов резки, зажимания и перезапуска (РЗП), каждый из которых содержит по меньшей мере один режущий узел дорожки, имеющий съемный режущий подузел, по меньшей мере один зажимающий узел дорожки, имеющий направляющее колесо, по меньшей мере один перезапускающий узел дорожки, имеющий колесо с приводом. Причем каждый из режущего узла дорожки, зажимающего узла дорожки и перезапускающего узла дорожки содержит: один или более каналов для прохода текучей среды, которые принимают сжатый воздух, поршневой узел, который выборочно перемещается в ответ на поступление сжатого воздуха, посадочное место для крепления, выполненное с возможностью освобождаемого соединения с частью головки для укладки волокон, отверстие, выполненное с возможностью приема крепежного элемента, который соединяется с возможностью освобождения с подузлом, и режущий подузел, соединенный с возможностью освобождения с режущим узлом дорожки. Техническим результатом предложенной группы изобретений является разработка головок для укладки, которые остаются в рабочем состоянии и просты в техническом обслуживании. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил.

Description

Область техники

Изобретение относится к машинам для укладки волокон и, в частности, к модульной головке для укладки волокон.

Предшествующий уровень техники

Машины для укладки волокон используются для создания композиционных заготовок. Композиционный материал в виде волокнистого материала, пропитанного смолой, укладывается машинами в форму или на оправку в точно заданные места с точными длинами для совместного формирования композиционной заготовки. Машины для укладки волокон перемещают головку для укладки волокон поверх формы для точного укладывания композиционной ленты и получения окончательного профиля композиционной заготовки. Когда головка для укладки волокон перемещается, она оставляет сзади на форме множество сегментов композиционной ленты, также называемых рядом или жгутами. Количество сегментов композиционных лент может находиться в диапазоне от двух до тридцати двух. Несмотря на то, что одновременно может укладываться множество нитей композиционных лент, как часть ряда, головка для укладки волокон может по отдельности управлять каждым из жгутов как часть укладываемого ряда. Автоматическая укладка этих сегментов композиционных лент в форму предусматривает взаимодействие различных механизмов, которые удерживают, перемещают и, в конечном счете, разрезают композиционную ленту. Например, головка для укладки волокон, укладывающая в форму ряд композиционной ленты, состоящий из шестнадцати жгутов, может содержать отдельные дорожки для каждого жгута и механизмы, которые удерживают и разрезают ленту. Но, когда головка для укладки волокон многократно укладывает ряды в форму, механизмы в головке могут изнашиваться и, в конечном счете, могут выйти из строя или потребовать технического обслуживания. Головки для укладки волокон, содержащие множество дорожек для подачи множества отдельных нитей композиционной ленты, могут иметь только одну или две дорожки, которые требуют обслуживания. Однако головка для укладки волокон, способная использовать множество дорожек для композиционной ленты, использует цельную конструкцию, которая совместно использует все механические элементы для укладывания композиционной ленты в форму. Обслуживание головки для укладки волокон предусматривает удаление головки для укладки волокон из робота-манипулятора, что связано с простоем машины для укладывания волокон. Могут быть предусмотрены дополнительные или запасные головки для укладки волокон с целью замены существующих головок для укладки волокон. Но приобретение и хранение дополнительных головок для укладки волокон, которые могут находиться в длительном простое, может быть экономически неэффективным.

Раскрытие изобретения

Согласно первому аспекту изобретения предложена головка для укладки волокон для укладки множества сегментов композиционной ленты на форму, содержащая: один или более узлов дорожек, каждый из которых содержит: один или более каналов для прохода текучей среды, которые принимают сжатый воздух; поршневой узел, который выборочно перемещается относительно узла дорожки в ответ на поступление сжатого воздуха; посадочное место для крепления, выполненное с возможностью освобождаемого соединения узла дорожки с частью головки для укладки волокон; отверстие в узле дорожки, выполненное с возможностью приема крепежного элемента, который соединяет с возможностью освобождения подузел с узлом дорожки, причем поршень из поршневого узла входит в зацепление с подузлом; и подузел соединен с возможностью освобождения с каждым узлом дорожки крепежным элементом, принятым в отверстии.

Согласно предпочтительным вариантам осуществления по первому аспекту:

– узел дорожки содержит режущий узел дорожки, имеющий режущий подузел с ножом и основание, причем нож неподвижно прикреплен к поршневому узлу;

– головка для укладки волокон также содержит перезапускающий подузел дорожки, имеющий колесо с приводом;

– головка для укладки волокон также содержит зажимающий подузел дорожки, имеющий направляющее колесо;

– головка для укладки волокон также содержит электромеханический клапан для каждого узла дорожки, управляющий подачей сжатого воздуха в поршневой узел;

– крепежный элемент является продолговатым пальцем, расположенным в отверстии;

– головка для укладки волокон также содержит верхнюю часть подачи, которая поддерживает множество узлов дорожек, и нижнюю часть подачи, которая поддерживает множество узлов дорожек, причем верхняя часть подачи и нижняя часть подачи ориентированы относительно друг друга под углом;

– головка для укладки волокон также содержит коллектор и основание, которое поддерживает множество узлов дорожек и соединено с коллектором с возможностью освобождения;

Согласно второму аспекту изобретения предложена головка для укладки волокон для укладки множества сегментов композиционной ленты на форму, содержащая:

один или более узлов резки, зажимания и перезапуска, каждый из которых содержит:

по меньшей мере один режущий узел дорожки, имеющий съемный режущий подузел;

по меньшей мере один зажимающий узел дорожки, имеющий направляющее колесо;

по меньшей мере один перезапускающий узел дорожки, имеющий колесо с приводом, причем каждый из режущего узла дорожки, зажимающего узла дорожки и перезапускающего узла дорожки содержит:

один или более каналов для прохода текучей среды, которые принимают сжатый воздух;

поршневой узел, который выборочно перемещается в ответ на поступление сжатого воздуха;

посадочное место для крепления, выполненное с возможностью освобождаемого соединения с частью головки для укладки волокон;

отверстие, выполненное с возможностью приема крепежного элемента, который соединяется с возможностью освобождения с подузлом; и

режущий подузел, соединенный с возможностью освобождения с режущим узлом дорожки.

Согласно предпочтительным вариантам осуществления по второму аспекту:

– режущий подузел содержит нож и основание, причем нож неподвижно прикреплен к поршневому узлу;

– головка для укладки волокон также содержит электромеханический клапан, который относится к режущему узлу дорожки, зажимающему узлу дорожки или перезапускающему узлу дорожки и управляет подачей сжатого воздуха в поршневой узел;

– крепежный элемент является продолговатым пальцем, принятым в отверстии;

– головка для укладки волокон также содержит верхнюю часть подачи, которая поддерживает множество узлов дорожек, и нижнюю часть подачи, которая поддерживает множество узлов дорожек, причем верхняя часть подачи и нижняя часть подачи ориентированы относительно друг друга под углом;

– головка для укладки волокон также содержит коллектор и основание, которое поддерживает множество узлов дорожек и соединено с коллектором с возможностью освобождения;

– головка для укладки волокон также содержит шпулярник, который имеет один или более шпинделей, выполненных с возможностью поддерживания шпули с композиционной лентой.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показана машина для укладки волокон согласно варианту осуществления, вид в перспективе;

фиг. 2 – головка для укладки волокон согласно варианту осуществления, другой вид в перспективе;

фиг. 3 – часть головки для укладки волокон согласно варианту осуществления, вид в перспективе;

фиг. 4 – часть головки для укладки волокон согласно варианту осуществления, другой вид в перспективе;

фиг. 5 – часть головки для укладки волокон согласно варианту осуществления, другой вид в перспективе;

фиг. 6 – часть головки для укладки волокон согласно варианту осуществления, другой вид в перспективе;

фиг. 7A – часть головки для укладки волокон согласно варианту осуществления, другой вид в перспективе;

фиг. 7B – часть головки для укладки волокон согласно варианту осуществления, другой вид в перспективе;

фиг. 8 – часть головки для укладки волокон согласно варианту осуществления, вид в разрезе;

фиг. 9 – часть головки для укладки волокон согласно варианту осуществления, вид в разрезе;

фиг. 10 – часть головки для укладки волокон согласно варианту осуществления, другой вид в перспективе;

фиг. 11 – часть головки для укладки волокон согласно варианту осуществления, другой вид в перспективе; и

фиг. 12 – часть головки для укладки волокон согласно варианту осуществления, другой перспективный вид.

Варианты осуществления изобретения

Машина для укладки волокон может использовать робот-манипулятор, поддерживающий головку для укладки волокон, содержащую один или более узлов резки, зажимания и перезапуска (РЗП-узел). РЗП-узел содержит множество режущих узлов дорожек, зажимающих узлов дорожек и перезапускающих узлов дорожек, каждый из которых соединен с возможностью отсоединения с головкой для укладки волокон. Каждый из узлов дорожек может быть спроектирован с возможностью обработки одной или более нитей композиционной ленты, которая проходит через него. Любой один из узлов дорожек или более одного узла дорожек могут быть удалены из головки для укладки волокон без влияния на эксплуатационные характеристики других узлов дорожек, которые всё еще прикреплены к головке. Другими словами, головка для укладки волокон, которая применяет шестнадцать дорожек волоконной ленты, могла бы содержать узлы дорожек, которые по отдельности управляют двумя дорожками волоконной ленты. В таком варианте выполнения РЗП-узел может содержать двадцать четыре узла дорожек (восемь режущих узлов дорожек, восемь зажимающих узлов дорожек и восемь перезапускающих узлов дорожек, каждый из которых управляет двумя дорожками волокон). Удаление одного режущего узла дорожки, одного зажимающего узла дорожки и одного перезапускающего узла дорожки из РЗП-узла, которые совместно обрабатывают две дорожки обычной композиционной ленты, позволяет головке для укладки волокон укладывать четырнадцать волоконных жгутов). Удаленные узлы дорожек могут быть направлены на обслуживание или чистку, в то время как головка для укладки волокон остается в рабочем состоянии. Или же узлы дорожек могут быть заменены запасными узлами дорожек, находящимися на хранении. Приобретение и хранение узлов дорожек, а не всей головки для укладки волокон снижает расходы и требует меньше места для хранения.

Узлы дорожек также могут быть составлены из модулей посредством включения в их состав съемных подузлов. Например, режущий узел дорожки может содержать режущий подузел, который прикреплен к узлу с возможностью отсоединения. Композиционная лента, которая используется для создания композиционных заготовок, часто состоит из волокнистого материала, который был пропитан смолой, что в дальнейшем обеспечивает прочность композиционной заготовки после активации смолы посредством нагрева. Примером композита является углеродное волокно. Оно часто называется «препрег»-композитом. Смола, входящая в состав композиционной ленты, может быть весьма липкой и может прилипать к оборудованию, с которым соприкасается лента. Когда композиционная лента продолжает двигаться через режущий узел дорожки, смола, находящаяся на ленте, может в возрастающем количестве оставаться сзади и может препятствовать работе режущего механизма в подузле. Удаление и замена режущего подузла в режущем узле дорожки может увеличить скорость и частоту обслуживания режущего механизма. Режущий подузел содержит режущий нож и один или более путей дорожек, по которым проходит композиционная лента, и которые могут быть образованы в опоре ножа и/или основании, где режущий нож может совершать возвратно-поступательное движение для выборочной резки композиционной ленты. Соединительный элемент может обеспечивать зацепление режущего подузла или его выход из зацепления с режущим узлом дорожки для удаления и повторного прикрепления после обслуживания.

На фиг. 1 показан вариант выполнения машины 10 для укладки волокон. Машина 10 для укладки волокон содержит робот-манипулятор 12, который соединен с возможностью отсоединения с головкой 14 для укладки волокон. Робот-манипулятор может поддерживаться основанием 16, на котором он линейно перемещается вокруг оси (x). Наружу от основания 16 могут проходить множество подвижных сегментов 18, которые могут перемещаться посредством поворота, вращения или выдвижения. Робот-манипулятор 12 может перемещаться относительно основания 16 вокруг множества осей. Например, первый сегмент 18a может быть соединен на одном конце с возможностью вращения с основанием 16 так, что робот-манипулятор 12 может вращаться вокруг основания 16. Второй сегмент 18b может быть соединен с возможностью поворота с первым сегментом 18a, а третий сегмент 18c может быть соединен с возможностью поворота со вторым сегментом. Четвертый сегмент 18d может быть соединен с третьим сегментом 18c и телескопически перемещаться от третьего сегмента и к нему. Сегменты 18 могут перемещаться относительно друг друга с помощью гидравлических цилиндров, электродвигателей или какой-либо комбинации этих или других приводных элементов с целью перемещения дальнего конца робота-манипулятора 12 относительно формы 20 или оправки, используемых для создания заготовки. Для управления перемещением гидравлических цилиндров, электродвигателей или другого приводного элемента, тем самым обеспечивая управление движением и положением подвижных сегментов 18 робота-манипулятора 12, совместно с машиночитаемым носителем данных может использоваться микропроцессор (не показан), получающий выполняемые команды. Микропроцессор может быть устройством любого типа, способным обрабатывать электронные команды, включая сюда микроконтроллеры, главные процессоры, контроллеры и специализированные интегральные микросхемы (ASIC). Он может быть специализированным процессором, используемым только для выполнения управления роботом-манипулятором 12, или может разделять функции других машин. Микропроцессор выполняет хранимые в цифровом виде команды, такие как программа пакета программного обеспечения или микропрограмма, хранящиеся в запоминающем устройстве. Связи между механизмом, который перемещает робот-манипулятор, например, гидравлическими цилиндрами или электродвигателями, и микропроцессором, могут выполняться с помощью коммуникационной шины. Робот-манипулятор 12 может перемещать головку 14 для укладки волокон по трем осям для позиционирования головки 14 с целью обслуживания или укладки композиционной ленты в форму 20. Помимо того, что это является одним вариантом выполнения робота-манипулятора 12, который может использоваться с головкой для укладки волокон, также может использоваться другой вариант выполнения роботов-манипуляторов или механических устройств, которые укладывают композиционную ленту.

Дальний конец робота-манипулятора 12 от основания 16 может содержать зажимной патрон 22, который входит в зацепление с возможностью освобождения с головкой 14 для укладки волокон. Зажимной патрон 22 и часть головки 14 для укладки волокон могут иметь соответствующие элементы такие, чтобы зажимной патрон 22 мог захватывать с возможностью освобождения головку 14 для укладки волокон. Согласно варианту выполнения головка 14 для укладки волокон содержит цилиндрический хвостовик, проходящий перпендикулярно поверхности головки 14. Робот-манипулятор 12 может позиционировать зажимной патрон 22 так, чтобы он входил в зацепление с хвостовиком, и головка 14 для укладки волокон упруго соединялась с роботом-манипулятором 12.

Как показано на фиг. 2 – 4, головка 14 для укладки волокон может содержать шпулярник 24, множество шпуль 26, которые поддерживают композиционную ленту в качестве источника этой ленты для головки 14, и узел 32 резки, зажимания и повторного пуска (РЗП-узел), детально показанный на фиг. 5 – 8. РЗП-узел 32 может содержать уплотнительный ролик 34 (или уплотнительный ролик), который может принимать композиционную ленту со шпуль 26 и укладывать ее в форму 20 для создания композиционной детали. Шпулярник 24 имеет множество наружных поверхностей 36 и шпинделей 38, установленных перпендикулярно относительно наружных поверхностей 36. Шпиндели 38 могут перемещаться для создания натяжения ленты, используя натяжные элементы, которые имеют пневматическое, механическое или гидравлическое управление и способствуют поддерживанию натяжения композиционной ленты, когда ленту укладывают в форму 20. Композиционная лента может разматываться со шпуль 26 и подаваться в уплотнительный ролик 34 для окончательной укладки в форму 20.

Головка 14 для укладки волокон может содержать РЗП-раму 40 для поддерживания компонентов головки 14 для укладки волокон, РЗП-узел 32 и уплотнительный ролик 34, который, в конечном счете, прижимает ряд композиционных лент к форме 20. Перед достижением уплотнительного ролика 34 часть композиционных лент может проходить через верхнюю часть 42 подачи, а другая часть композиционных лент может проходить через нижнюю часть 44 подачи. Верхняя часть 42 подачи может обрабатывать четные композиционные ленты, а нижняя часть 44 подачи может обрабатывать нечетные композиционные ленты, которые встречаются у уплотнительного ролика 34. Например, для головки 14 для укладки волокон, имеющей восемь путей или дорожек, верхняя часть 42 подачи может обрабатывать композиционную ленту, идентифицированную номерами 2, 4, 6 и 8, в то время как нижняя часть 44 подачи может обрабатывать композиционную ленту, идентифицированную номерами 1, 3, 5 и 7. Верхняя часть 42 подачи и нижняя часть 44 подачи могут быть отделены углом (α). Верхний подающий ролик 46 и нижний подающий ролик 48 могут передавать композиционную ленту со шпуль 26 к верхней части 42 подачи и нижней части 44 подачи, соответственно. С верхней частью 42 подачи и нижней частью 44 подачи может быть связано множество узлов 54 дорожек. Каждая из верхней части 42 подачи и нижней части 44 подачи может содержать коллектор 64 для приема множества опорных оснований 52, в которых может быть принято с возможностью освобождения множество узлов 54 дорожек. Опорное основание 52 может содержать элементы 68 крепления клапанов, которые определяют положение основания 52 относительно коллектора 64 и соединены с возможностью освобождения с множеством узлов 54 дорожек относительно головки 14 для укладки волокон. Элемент 68 крепления клапана, такой как шариковый фиксатор, определяет положение каналов 66 для прохода текучей среды от опорного основания 52 к коллектору 64 и способствует образованию герметичного уплотнения по текучей среде между задним воздушным блоком 53 и основанием 52. Основание 52 имеет множество посадочных мест 58 для крепления (фиг. 7B), где узлы 54 дорожек в конечном счете соединены с основанием 52. Основание 52 может быть отдельным элементом, который соединен с коллектором 64, в котором множество электромагнитных клапанов 62 и узлов 54 дорожек могут быть удалены или установлены одновременно. Согласно варианту выполнения посадочное место 58 для крепления может быть охватывающим элементом соединения «ласточкин хвост», в котором размещен соответствующий охватываемый элемент соединения «ласточкин хвост», относящийся к узлу 54 дорожки или заднему воздушному блоку 53. Узлы 54 дорожек могут перемещаться со скольжением относительно опорного основания 52 с помощью соединения «ласточкин хвост» во время установки или удаления узлов 54 относительно головки 14 для укладки волокон. Однако множество узлов 54 дорожек могут быть прикреплены к основанию 52 с помощью поперечного штифта 60, который проходит поперек направления, в котором узел 54 дорожки перемещается со скольжением относительно ласточкина хвоста, и входит в зацепление с частью основания 52 для препятствования перемещению узлов 54 дорожек относительно основания 52.

Электромагнитные клапаны 62 упираются в узлы 54 дорожек и могут быть соединены с опорным основанием 52 с помощью заднего воздушного блока 53. Каждый узел 54 дорожки может упираться в электромагнитный клапан 62 так, что клапан 62 выборочно подает сжатый воздух к узлу 54 дорожки для приведения в действие. Опорное основание 52 может соединяться с коллектором 64, а каналы 66 для прохода текучей среды подают сжатый воздух от источника (не показан) через задний воздушный блок 53, и электромагнитные клапаны в конечном счете достигают узлов 54 дорожек, связанных с основанием 52. Узел заднего воздушного блока 53, электромагнитный клапан 62 и узел 54 дорожки могут быть прикреплены с возможностью отсоединения к основанию 52 с помощью поперечного штифта 60. Сжатый воздух может выборочно подаваться в узел 54 дорожки с помощью электромагнитного клапана 62, что обеспечивает сообщение воздуха из коллектора 64 и заднего воздушного блока 53. Согласно варианту выполнения электромагнитный клапан 62 содержит соленоид, принимающий напряжение, регулируемое с помощью переключателя микропроцессора, который включается и выключается для управления приведением в действие узла 54 дорожки.

Как показано на фиг. 9 – 12, каждый из узлов 54 дорожек может содержать подузел 70, выполняющий функцию головки 14 для укладки волокон, и один или более путей 72 дорожек, по которым проходит композиционная лента. Пневматический цилиндр 74 каждого подузла 70 может управлять функцией головки 14 для укладки волокон. Элемент подузла 70 может быть соединен с пневматическим цилиндром 74, и течение сжатого воздуха в пневматический цилиндр 74 из коллектора 64 может оказывать влияние на прохождение композиционной ленты по путям дорожек. В варианте осуществления каналы 66 для прохода текучей среды могут передавать сжатый воздух от электромеханического клапана 62 к пневматическому поршневому узлу 80, содержащему поршень. Пневматический поршневой узел 80 может перемещаться со скольжением относительно цилиндра, оказывая тем самым действие на композиционную ленту в зависимости от подузла 70, прикрепленного к узлу 54 дорожки.

Режущие узлы 54a дорожек могут содержать режущие подузлы 70a. Режущий подузел 70a может быть прикреплен с возможностью отсоединения к режущему узлу 54a дорожки и содержать режущий нож 82, контрнож 84, подпружиненную опору 86 ножа и основание 88. Режущий подузел 70a может содержать часть пути 72 дорожки, по которому проходит композиционная лента. Например, режущий нож 82 может поджиматься к контрножу 84 подпружиненной опорой 86 для выполнения резки, когда пневматический поршневой узел 80 перемещается относительно пневматического цилиндра 74, и режет композиционную ленту, когда композиционная лента проходит по пути 72 дорожки режущего подузла 70a. Режущий нож 82 и контрнож 84, когда они расположены относительно друг друга в первом положении, позволяют композиционной ленте проходить по пути 72 дорожки, и когда режущий нож 82 перемещается относительно контрножа 84, лента может быть разрезана. В первом положении проемы в режущем ноже 82 и проемы в контрноже 84 и основании 88 могут по меньшей мере частично определять пути 72 дорожки. Через отверстие 90 в режущем узле 54a дорожки может проходить крепежный элемент 92, например, продолговатый элемент, палец, стержень или винт с резьбой, который может входить в зацепление с режущим подузлом 70a для его прикрепления к режущему узлу 54a дорожки. Крепежный элемент 92 может быть удален из режущего узла 54a дорожки и режущего подузла 70a с целью извлечения режущего подузла 70a из режущего узла 54a дорожки для обслуживания или замены. В этом варианте выполнения головка 14 для укладки волокон содержит восемь режущих узлов 54a дорожек – четыре режущих узла 54a дорожек на верхней части 42 подачи и четыре режущих узла 54a дорожек на нижнем участке 44 подачи. Однако возможны другие варианты выполнения с бóльшим или меньшим количеством режущих узлов 54a дорожек.

Другие узлы 54 дорожек содержат зажимающие узлы 54b дорожек и перезапускающие узлы 54c дорожек. Зажимающие узлы 54b дорожек и перезапускающие узлы 54c дорожек могут содержать множество путей 72 дорожек и содержат пневматический поршень 80 для каждого пути 72 дорожек, который может выборочно приводиться в действие так, чтобы он перемещался со скольжением для удерживания композиционной ленты на месте. Зажимающий узел 54b и перезапускающий узел 54c могут содержать направляющее колесо 94 для удерживания композиционной ленты, когда она укладывается на форму 20. Колеса 96 с приводом могут быть расположены на противоположной стороне композиционной ленты так, чтобы колеса 96 с приводом были расположены напротив направляющих колес 94. Колеса 96 с приводом могут приводиться в движение электродвигателем 98, имеющим выходной вал, соединенный с колесами 96. Колеса 96 с приводом могут вращаться электродвигателем 98 для перемещения композиционной ленты или колеса 96 с приводом могут удерживаться в неподвижном состоянии с целью надежного удерживания композиционной ленты. Существует возможность удерживать композиционную ленту в неподвижном состоянии на подшипнике свободного хода (одностороннем), зажатом валу или неподвижной пластине.

Направляющее колесо 94 находится в контакте со стороной композиционной ленты, которая является противоположной по отношению к стороне, которая находится в контакте с колесами 96 с приводом, что ведет к зажиманию ленты между колесами. Направляющее колесо 94 может действовать совместно с колесами 96 с приводом или для перемещения композиционной ленты по путям 72 дорожек или для удерживания композиционной ленты на месте. Колеса 96 с приводом могут приводиться в движение электродвигателем 98, в то время как направляющие колеса 94 могут свободно вращаться, позволяя композиционной ленте перемещаться. Или же электродвигатель 98 может удерживать колеса 96 с приводом в неподвижном состоянии, и пневматический поршень 80 может приводиться в действие во избежание вращения направляющих колес 94 для удерживания ленты на месте. Пневматический поршень 80 может перемещаться в результате подачи в него сжатого воздуха для выборочного удерживания направляющего колеса 94 в неподвижном состоянии, тем самым удерживая композиционную ленту на месте. В этом варианте выполнения головка 14 для укладывания волокна содержит восемь зажимающих узлов 54b дорожек и восемь перезапускающих узлов 54c дорожек – четыре зажимающих узла дорожек и четыре перезапускающих узла дорожек на верхней части 42 подачи и четыре зажимающих узла 54b дорожек и четыре перезапускающих узла 54c дорожек на нижней части 44 подачи. В этом варианте осуществления головка 14 для укладки волокон может содержать двадцать четыре узла 54 дорожек, включая сюда режущие узлы 54a дорожек. Однако возможны другие варианты выполнения с бóльшим или меньшим количеством узлов 54 дорожек.

Робот-манипулятор 12 может перемещать головку 14 для укладки волокон относительно формы 20 для формирования композиционной детали. Робот-манипулятор 12, колеса 96 с приводом, режущие узлы 54a дорожек, зажимающие узлы 54b дорожек и перезапускающие узлы 54c дорожек действуют совместно для укладывания композиционной ленты в форму 20. Перезапускающие узлы 54c дорожек могут перемещать композиционную ленту по путям 72 дорожек до тех пор, пока она не достигнет уплотнительного ролика 34. Далее зажимающие узлы 54b дорожек могут приводиться в действие для удерживания композиционной ленты, препятствуя ее перемещению внутри путей 72 дорожек. Далее уплотнительный ролик 34 может приводиться в контакт с формой 20 и укладывать конец композиционной ленты в форму 20. Зажимающие узлы 54b дорожек могут освобождать композиционную ленту, после чего робот-манипулятор 12 перемещает головку 14 для укладки волокон поверх формы 20, и уплотнительный ролик 34 может укладывать композиционную ленту в форму 20. После укладки заданного количества композиционной ленты в форму 20 зажимающие узлы 54b дорожек могут быть приведены в действие для удерживания композиционной ленты со шпуль 26 на месте, и режущие узлы 54a дорожек могут быть приведены в действие для отрезания требуемой длины композиционной ленты, укладываемой в форму 20. Перезапускающие узлы 54c дорожек могут быть приведены в действие, а зажимающие узлы 54b дорожек могут быть выключены для обеспечения подачи дополнительного количества композиционной ленты к уплотнительному валику 34 так, чтобы в форму 20 мог быть уложен новый ряд композиционной ленты.

Следует принять во внимание, что вышеприведенное описание относится к одному или более вариантам осуществления изобретения. Изобретение не ограничивается до конкретного раскрытого варианта (конкретных вариантов) и определяется исключительно формулой изобретения. Кроме того, утверждения, содержащиеся в вышеприведенном описании, относятся к конкретным вариантам осуществления и не должны толковаться как ограничения объема изобретения или определения понятий, используемых в формуле изобретения, за исключением случаев, когда понятие или выражение в явной форме определено выше. Ряд других вариантов осуществления и ряд изменений и модификаций раскрытого варианта (вариантов) осуществления будут понятными специалистам в этой области. Предусмотрено, что все иные подобные варианты осуществления, изменения и модификации соответствуют объему формулы изобретения.

Используемые понятия «напр.», «например», «такой как» и «подобный» и глаголы «содержать», «иметь», «включать» и другие формы глагола при использовании совместно с перечислением одного или более компонентов или других элементов должны толковаться как неограниченные, означая, что перечень не должен рассматриваться как исключающий другие дополнительные компоненты и элементы. Другие понятия должны рассматриваться, используя их самое широкое приемлемое значение, если они не используются в контексте, который требует иного толкования.

Claims (30)

1. Головка для укладки волокон для укладки множества сегментов композиционной ленты на форму, содержащая:

один или более узлов дорожек, каждый из которых содержит:

один или более каналов для прохода текучей среды, которые принимают сжатый воздух;

поршневой узел, который выборочно перемещается относительно узла дорожки в ответ на поступление сжатого воздуха;

посадочное место для крепления, выполненное с возможностью освобождаемого соединения узла дорожки с частью головки для укладки волокон;

отверстие в узле дорожки, выполненное с возможностью приема крепежного элемента, который соединяет с возможностью освобождения подузел с узлом дорожки, причем поршень из поршневого узла входит в зацепление с подузлом; и

подузел соединен с возможностью освобождения с каждым узлом дорожки крепежным элементом, принятым в отверстии.

2. Головка для укладки волокон по п. 1, в которой узел дорожки содержит режущий узел дорожки, имеющий режущий подузел с ножом и основание, причем нож неподвижно прикреплен к поршневому узлу.

3. Головка для укладки волокон по п. 1, также содержащая перезапускающий подузел дорожки, имеющий колесо с приводом.

4. Головка для укладки волокон по п. 1, также содержащая зажимающий подузел дорожки, имеющий направляющее колесо.

5. Головка для укладки волокон по п. 1, также содержащая электромеханический клапан для каждого узла дорожки, управляющий подачей сжатого воздуха в поршневой узел.

6. Головка для укладки волокон по п. 1, в которой крепежный элемент является продолговатым пальцем, расположенным в отверстии.

7. Головка для укладки волокон по п. 1, также содержащая верхнюю часть подачи, которая поддерживает множество узлов дорожек, и нижнюю часть подачи, которая поддерживает множество узлов дорожек, причем верхняя часть подачи и нижняя часть подачи ориентированы относительно друг друга под углом.

8. Головка для укладки волокон по п. 1, также содержащая коллектор и основание, которое поддерживает множество узлов дорожек и соединено с коллектором с возможностью освобождения.

9. Головка для укладки волокон для укладки множества сегментов композиционной ленты на форму, содержащая:

один или более узлов резки, зажимания и перезапуска (РЗП), каждый из которых содержит:

по меньшей мере один режущий узел дорожки, имеющий съемный режущий подузел;

по меньшей мере один зажимающий узел дорожки, имеющий направляющее колесо;

по меньшей мере один перезапускающий узел дорожки, имеющий колесо с приводом, причем каждый из режущего узла дорожки, зажимающего узла дорожки и перезапускающего узла дорожки содержит:

один или более каналов для прохода текучей среды, которые принимают сжатый воздух;

поршневой узел, который выборочно перемещается в ответ на поступление сжатого воздуха;

посадочное место для крепления, выполненное с возможностью освобождаемого соединения с частью головки для укладки волокон;

отверстие, выполненное с возможностью приема крепежного элемента, который соединяется с возможностью освобождения с подузлом; и

режущий подузел, соединенный с возможностью освобождения с режущим узлом дорожки.

10. Головка для укладки волокон по п. 9, в которой режущий подузел содержит нож и основание, причем нож неподвижно прикреплен к поршневому узлу.

11. Головка для укладки волокон по п. 9, также содержащая электромеханический клапан, который относится к режущему узлу дорожки, зажимающему узлу дорожки или перезапускающему узлу дорожки и управляет подачей сжатого воздуха в поршневой узел.

12. Головка для укладки волокон по п. 9, в которой крепежный элемент является продолговатым пальцем, принятым в отверстии.

13. Головка для укладки волокон по п. 9, также содержащая верхнюю часть подачи, которая поддерживает множество узлов дорожек, и нижнюю часть подачи, которая поддерживает множество узлов дорожек, причем верхняя часть подачи и нижняя часть подачи ориентированы относительно друг друга под углом.

14. Головка для укладки волокон по п. 9, также содержащая коллектор и основание, которое поддерживает множество узлов дорожек и соединено с коллектором с возможностью освобождения.

15. Головка для укладки волокон по п. 9, также содержащая шпулярник, который имеет один или более шпинделей, выполненных с возможностью поддерживания шпули с композиционной лентой.

Images