[发明专利]一种用于带棱回转体的双压辊自动铺缠成型装置

说明书

本发明公开了一种用于带棱回转体的双压辊自动铺缠成型装置，涉及复合材料自动化成型技术领域，本发明包括主压辊机构和辅压辊机构，两套压辊机构均采用不同的气缸提供压实力，辅压辊可绕主压辊轴线摆动。正常铺放状态下，主压辊为主，辅压辊跟随主压辊运动，辅助压实已铺放预浸料布带；当到回转体棱边位置时，辅压辊压实预浸料布带至回转体棱边，此时主压辊已离开回转体模具表面，再同时控制主压辊位姿和回转体位姿，使主压辊和辅压辊之间的预浸料布带快速缠绕至回转体棱角处，重新控制主压辊位姿压实预浸料布带，继续进行预浸料布带的正常铺放动作。本发明能极大缩短回转体棱角区域的铺放成型时间，提高整个回转体自动铺放成型效率。

技术领域

本发明涉及复合材料自动铺放成型技术领域，尤其涉及一种用于带棱回转体的双压辊自动铺缠成型装置。

背景技术

复合材料自动铺放技术作为高性能复合材料大型复杂构件的主流制造技术，已经成为大型航空航天器的标配制造技术，广泛应用于飞机机身、机翼等大型构件的自动化铺放成型。

目前，自动铺放技术也用于一些含有棱角的复合材料翼梁或异形回转体的成型，棱角的曲率较大，在过棱铺放压实过程中存在较多问题。另外，由于棱缘较薄，不能承受较大的压实力。

综上,现有技术中缺乏适用于含有棱角符合材料的铺方装置,避免采用普通铺放装置时,铺方效率不高，棱角处不能承受较大压力的问题。

发明内容

本发明提供一种用于带棱回转体的双压辊自动铺缠成型装置，针对复合材料构件棱角成型特点和要求，采用双压辊通过铺缠方式实现棱角处预浸料布带的自动铺放压实成型。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于带棱回转体的双压辊自动铺缠成型装置，包括:

主压辊、辅压辊、主压辊气缸、辅压辊气缸、固定面、辅压辊联动板、主压辊联动板。

主压辊的中心轴两端连接一组主压辊联动板，辅压辊的中心轴两端连接一组辅压辊联动板。主压辊联动板还连接主压辊气缸和辅压辊气缸，主压辊气缸的活塞伸出端和主压辊联动板连接，主压辊气缸的尾部和固定面连接。

辅压辊联动板还连接主压辊联动板和辅压辊气缸，辅压辊气缸的活塞伸出端和辅压辊联动板连接，辅压辊气缸的活塞伸出时，辅压辊以主压辊为转轴转动。

进一步的，主压辊气缸和辅压辊气缸为单作用气缸。

本发明中，主压辊气缸和辅压辊气缸分别为主压辊和辅压辊提供压实力。其中，主压辊采用直线移动方式实现压实力，采用主动控制方式调整压实力的作用方向，作用方向根据模具表面形状由数控系统确定。辅压辊采用摆动方式施加压实力，其摆动转轴为主压辊轴线，辅压辊气缸支撑点的位置随主压辊的移动而移动。

预浸料布带处于主压辊和辅压辊与模具之间，在主压辊和辅压辊与模具回转的相对运动过程中，预浸料布带被压实在模具表面。

在非棱角区域运动时，主压辊和辅压辊始终贴合并压实在模具表面；当主压辊运动的棱角区域边缘时，主压辊气缸控制主压辊脱离模具，辅压辊贴合并压实模具表面；当辅压辊运动至棱缘边缘时，将主压辊和辅压辊之间悬空的预浸料布带缠绕至模具棱角位置，主压辊接触模具表面但不压实，辅压辊贴合模具表面随动并将预浸料布带压实在模具表面；当辅压辊已经完全离开棱角区域后，控制主压辊将预浸料压实在模具表面，辅压辊在模具表面随动，并将预浸料布带重复压实。主压辊在模具表面压实点位置根据具体模具设置。

本发明的有益效果是：

本发明采用主压辊和辅压辊相配合的压实方法，在非棱角区域以主压辊为主，辅压辊辅助压实；在棱角区域，由于棱角的特殊结构，不能承受较大的压实力，所以主压辊悬空，辅压辊独立工作，铺方效率高，从而缩短了回转体棱角区域的铺放成型时间，提高整个回转体自动铺放成型效率。