[发明专利]一种纤维铺设和缝合机

说明书

技术领域

本发明涉及纤维铺设和纤维线的缝合领域，尤其是一种纤维铺设和缝合机。

背景技术

“低成本、高性能”是目前复合材料技术的主要发展方向,“买得起”的适用材料倍受重视,尤其是在已有主要材料体系基础上开发先进的低成本制造技术是当今全球复合材料界的共识，近年来各种低成本制造技术应运而生,低成本模具技术、低温低压固化技术、光固化技术、电子束固化技术、新型缠绕技术、纤维铺放技术等得到迅速发展和应用；纤维铺放技术是近年来发展最快、最有效的自动化成形制造技术之一,用铺放技术研制的各类复合材料部件几十种,在降低制造成本和提高复合材料性能方面显示出了极为突出的优越性和极大的潜力；然而常用的铺放和缝合机由于卷轴与驱动头的每一个动作移动时，纤维束卷绕在卷轴上的线圈会频繁变化，特别是与多个驱动头并行操作，这将消耗大量的时间，由于不同的驱动头在不同的时间内的工作轨迹也不一样，这样的机器不仅耗时耗力，也严重限制了每单位时间被处理的材料的量，降低了工作效率。

本发明就是为了解决以上问题而进行的改进。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种可处理更多纤维材料并减少人工劳动强度，提高工作效率和经济效益的一种纤维铺设和缝合机。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种纤维铺设和缝合机，包括驱动系统、送料系统和缝合系统，所述驱动系统包括第一卷轴和第二卷轴，送料系统包括第一引导管和第二引导管，缝合系统包括进给装置、定位装置和驱动头，所述送料系统安装于驱动系统和缝合系统之间，送料系统中的第一引导管位于第一卷轴和进给装置之间，送料系统中的第二引导管位于第二卷轴和进给装置之间；

所述缝合系统中还设置有第一衬套和第二衬套，第一衬套和第二衬套安装于进给装置上，其中第一衬套位于第一引导管的末端，第二衬套位于第二引导管的末端；

所述驱动头位于缝纫位置的上端，驱动头和缝纫位置之间设置有针头，所述针头安装于驱动头的下端，其中缝纫位置和进给装置之间设置有定位装置，所述进给装置和定位装置被固定到驱动头上并可随驱动头一起运动，该驱动头的运动轨迹为一个立体的空间，该空间有X轴、Y轴和Z轴；

所述缝纫位置位于基板上，该基板可在相对于驱动头的针平面X/Y内移动；

进一步的，所述定位装置和进给装置之间的距离是可变的；定位装置的设置可让纤维束汇集在此并定位；

更进一步的，所述第一卷轴和第二卷轴均由电动马达驱动，第一卷轴和第二卷轴的内径尺寸可设计为任意期望的尺寸；

具体的，所述送料系统输送的材料为带状纤维束，该带状纤维束的一端卷绕在驱动系统上，带状纤维束的另一端位于进给装置上，带状纤维束插入于送料系统中，所述送料系统的内径宽度至少是带状纤维束的1.5倍；

其中，所述送料系统中的第一引导管和第二引导管的内径均大于8毫米且为柔性材质，第一引导管和第二引导管的弯曲半径取决于驱动头在Z轴方向上的最大运动轨迹和进给装置的旋转运动半径，可保持带状纤维束的供给压力，也避免带状纤维束变形；引导管的设立可防止进给装置工作结束时纤维束直接掉落到设备上或者不在缝纫位置，避免下一个工作流程开始过程中影响设备及纤维缝合的效果；

在一个实施例中，所述第一衬套和第二衬套上下排列，第一衬套位于第二衬套的正上方；

在另一个实施例中，所述第一衬套和第二衬套左右平齐并拢且平行，第一衬套和第二衬套可在驱动头的针平面X/Y内沿同一方向上延伸；

所述驱动头可设置有多个且均可单独独立运行。

本发明的有益效果在于：衬套的不同组合排列可处理更多的纤维材料，第一衬套在第二衬套上的组合方式可缝合夹心层，第一衬套和第二衬套并拢并平行可缝合更大面积的纤维材料，设置有多个独立的驱动头，相互之间工作不受影响，不仅减少了人工的劳动量，也提高了工作效率和经济效益；引导管的设置不会使纤维束之间以及纤维铺放机的其他部件之间相碰撞，保证了设备的正常工作，纤维束之间彼此相邻供给与现有技术的纤维铺放机相比，在相同的时间内可缝合区域较大、质量较好产品；卷轴被驱动时，实际上可以是任何期望的尺寸，因此，无需频繁的更换卷轴和倒带纤维束，通过提供多个卷轴和多个纤维线，在不同卷轴上的纤维线通过在定位装置处汇集并沿着共同的方向排列，进给装置和定位装置被牢固地连接到驱动头，并与其一起旋转，因而使纤维束相对于驱动头是在同一时间运动，因而在同一时间内，可同时加工多个纤维束材料，提高了工作效率。

附图说明