[实用新型]五轴悬臂大摆角铺丝手腕

说明书

技术领域

本实用新型涉及复合材料铺缠设备领域，具体涉及一种五轴悬臂大摆角铺丝手腕。

背景技术

随着产业对材料的轻强比的要求越来越高，近年来，很多领域开始使用复合此材料辅助/替代传统的制造技术，尤其在航空航天领域，复合材料的缠绕、铺带、铺丝技术被广泛使用。

早期飞机复材构件制造大部分采用手工铺放，劳动强度大，材料浪费严重，生产率低下，产品质量保证困难。随着复材构件在现代大型飞机上广泛应用，完全人工铺放及半自动人工铺放工艺已难以满足实际需要，急需解决应用自动化铺放设备来提高生产效率，增加产量，改善制造过程的可控制性，减少材料浪费，降低成本以及提高产品质量，从而推动了飞机复材构件制造设备的重大发展与创新，产生了自动铺带机(ATL)和自动铺丝机(AFP)。

自动铺带技术适合铺放于曲率半径较大且变化较缓的模具表面。铺丝技术综具有自动铺带和纤维缠绕技术的优点。铺丝技术适用于曲率半径较小的曲面产品表面制备，铺设时没有皱褶，无须作剪裁或其他处理。铺丝可以代替铺带，相对于铺带，它的成本较高、效率也低一些，但复杂的曲面表面必须用铺丝工艺完成。

在铺丝的过程中，需要铺丝手腕带动铺丝头运动，从而对工件的不同部位进行铺丝。完成超声切割、夹紧、衬纸剥离和张力控制等功能。

现有的铺丝手腕具有如下缺陷：

1、运动角度较小，即动作幅度较小，其原因主要因为结构原因做不大，导致相应结构较小，从而导致整体运动角度较小。

2、以往的铺丝手腕往往刚度都不够好。

3、铺丝主要采用通用的机械手，较少专门设计，通用的机械手尺寸较小，动力有限，效率相对较低。

4、未设计专门的线缆通道，电缆的布置不方便，在手腕旋转时容易扭伤电缆，产生安全隐患。

故本领域需要一种可以解决以上问题的铺丝手腕。

实用新型内容

为克服现有技术中铺丝手腕的不足，本实用新型提供一种运动幅度大、刚度好、效率高、动力充足、安全的五轴悬臂大摆角铺丝手腕。具体方案如下：

一种五轴悬臂大摆角铺丝手腕，包括水平设置的连接可前后上下左右移动的底座的可沿水平轴线旋转的A轴组件、竖直设置的可沿竖直轴线旋转的B轴组件、中心线与A轴组件的水平轴线重合的一端连接铺丝头的C轴组件、连接A轴组件和B轴组件的呈L形的第一旋臂、连接B轴组件和C轴组件的第二旋臂、设置于C轴组件另一端的装载纱线的纱箱。

根据本实用新型的一个优选实施例，A轴组件包括提供动力的A轴伺服电机、连接A轴伺服电机输出轴的A轴小齿轮、与A轴小齿轮配合输出动力的A轴大齿轮、A轴、套设于A轴中部外侧的轴套、套设于A轴外侧右方的紧邻轴套的加长轴套、设于A轴外部的右侧的第一双列圆柱滚子轴承、设于A轴外部的中部的止推轴承、设于A轴外部的左侧的第二双列圆柱滚子轴承、设于A轴两端的起固定作用的多个圆螺母。

根据本实用新型的一个优选实施例，B轴组件包括提供动力的B轴伺服电机、连接B轴伺服电机输出轴的B轴小齿轮、与B轴小齿轮配合的输出动力的B轴大齿轮、B轴、设于B轴上部外侧的B轴双列圆锥滚子轴承、设于B轴下部外侧的双列圆柱滚子轴承。

根据本实用新型的一个优选实施例，C轴组件包括提供动力的C轴伺服电机、连接C轴伺服电机输出轴的C轴小齿轮、与C轴小齿轮配合的输出动力的C轴大齿轮、C轴、设于C轴外部右侧的C轴双列圆锥滚子轴承、设于C轴外部左侧的深沟球轴承。

根据本实用新型的一个优选实施例，第一悬臂包括与A轴组件竖直连接的纵向部、水平连接B轴组件的横向部和连接纵向部和横向部的过渡部。

根据本实用新型的一个优选实施例，第二悬臂包括连接B轴组件的水平部、连接C轴组件的竖直部，水平部与竖直部垂直连接。

本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：

1、现有的手腕往往为批量生产，往往为工业(机械制造业等)需求设计，转为铺丝设计的手腕较少，其运动角度一般较小，即动作幅度较小，原因主要因为结构限制，导致相应结构较小，从而导致整体运动角度较小。本实用新型提供的铺丝手腕是专为铺丝设计，运动角度、动作幅度可以得到保证。

2、以往的铺丝手腕往往刚度都不够好，本实用新型提供的铺丝手腕采取刚强度钢，转角设置为倾斜结构，从A轴至C轴截面尺寸逐渐缩小，在保证强度的同时可以节省空间，也可以节省材料。