[发明专利]一种集成有丝束汇聚机构的铺丝头

说明书

本发明涉及一种集成有丝束汇聚机构的铺丝头，包括：铺丝头安装底座；安装在铺丝头安装底座侧端的固定纱箱组件和翻转纱箱组件，所述铺丝头安装底座的翻转安装面与翻转纱箱组件的相对面之间形成丝束通道；分别安装在固定纱箱组件和翻转纱箱组件的侧面上的丝束输送组件；以及对丝束输送组件输送的丝束进行导向和汇聚的丝束汇聚机构。该铺丝头通过对导向轮及丝束通道的合理设计，实现多丝束的导向与汇聚，避免丝束之间发生干涉。

技术领域

本发明属于复合材料自动铺放技术领域，具体涉及一种集成有丝束汇聚机构的铺丝头。

背景技术

复合材料是由两种或两种以上不同性能、不同形态的组分材料通过复合手段组合而成的一种多相材料。由于其具有高比强度、高比模量、耐疲劳、减震性好、工艺性好等优点，它已经在航空航天等领域取得了广泛的应用，并逐步取代传统的金属材料。波音公司的波音787和空客公司的空客A350复合材料用量均达到百分之五十以上。

复合材料构件的预成型方法有手工铺放、自动铺带、缠绕成型和自动铺丝等。然而对于高曲率型面的飞机构件而言，自动铺带已经无法满足需求，而自动铺丝机由于可以精确控制单根丝束的剪断与重启，且单根丝束宽度远小于复合材料带的带宽，可以铺放复杂的、曲率变化大的或者带开口的构件，因此自动铺丝得到了广泛的应用。

丝束汇聚机构作为自动铺丝机的核心部件之一，用于实现对丝束的导向和汇聚，是铺丝机实现丝束张紧力和速度的精确控制的关键，也是铺丝机实现丝束剪断和重启功能的前提。如中国发明专利申请(CN 105415707 A)公开一种铺放头和纱架一体化复合材料铺放装置，包括铺放头纱架和法兰连接组件，铺放头包括压紧机构、楔形体、楔形体连接框、两个剪切机构、两个重送机构、两个夹紧机构和多个快速装拆机构，纱架包括圆盘、张力控制机构、收膜机构和丝束导向机构。

丝束汇聚机构直接影响了最终自动铺丝机的铺放质量，该丝束汇聚机构对导向轮的合理布置、丝束通道的合理设计以及丝束速度和张力控制等有着很高的要求，是自动铺丝机设计的主要难点之一。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种集成有丝束汇聚机构的铺丝头，通过对导向轮及丝束通道的合理设计，实现多丝束的导向与汇聚，避免丝束之间发生干涉。

本发明所提供的技术方案为：

一种集成有丝束汇聚机构的铺丝头，包括：

铺丝头安装底座；

安装在铺丝头安装底座侧端的固定纱箱组件和翻转纱箱组件，所述铺丝头安装底座的翻转安装面与翻转纱箱组件的相对面之间形成丝束通道；

分别安装在固定纱箱组件和翻转纱箱组件的侧面上的丝束输送组件；

以及对丝束输送组件输送的丝束进行导向和汇聚的丝束汇聚机构；

所述丝束汇聚机构包括设置在丝束通道内的第一丝束汇聚单元以及设置在铺丝头安装底座下部的第二丝束汇聚单元；所述第一丝束汇聚单元用于导向和汇聚丝束输送组件输送的丝束，所述第二丝束汇聚单元用于对第一丝束汇聚单元汇聚的丝束进行导向和汇聚。

上述技术方案中，通过对丝束汇聚机构及丝束通道的合理设计，实现多丝束的导向与汇聚，避免丝束之间发生干涉。

本发明中所述铺丝头安装底座侧端分别设有安装固定纱箱组件的固定安装面，以及安装翻转纱箱组件的翻转安装面；所述固定安装面与翻转安装面在铺丝头安装底座侧端交替设置。固定安装面与翻转安装面用于分别安装固定纱箱组件与翻转纱箱组件。纱箱组件的数量可根据设备的具体需求进行增加和扩展，使最大的丝束铺放数量为4N，N为纱箱组件数量。