[发明专利]一种大型机械自动化三维整体圆型编织设备

说明书

本发明公开的一种大型机械自动化三维整体圆型编织设备，采用圆形全底盘，结合多环形导轨和纵向滑槽结构，伺服电机控制环形导轨沿圆形底盘周向顺时针或逆时针方向转动；径向驱动装置控制锭子沿径向滑槽径向运动。本发明省去了矩形阵列式编织平台需要人为手动传递编织过渡区域纤维束的操作，大幅提高了编织效率；锭子通过在滑槽内交替进行周向运动和径向运动，完成三维编织操作，有效降低出错率；径向驱动装置结构简单，利用气缸可以同时控制锭子沿径向滑槽向内或向外移动，实现了机械的完全自动化。

技术领域

本发明涉及三维编织技术领域，特别涉及一种大型机械自动化三维整体圆型编织设备。

背景技术

三维编织机是三维复合材料成型的重要加工装备之一，其主要由编织底盘、锭子、打紧机构、输出卷曲机构及控制系统五大部分组成。其中，编织底盘是实现三维编织工艺、完成复合材料预制件成型的重要装置，底盘驱动装置更是三维编织机的核心部件之一。根据机器的结构和产品的形状，三维编织方法又可分为矩形编织和圆形编织，矩形编织主要用来生产直角结构的织物，如方块、工型梁等，圆形编织主要用来生产圆形截面的织物，如圆管以及其他圆形截面的旋转体。

现有的复合材料预制件普遍采用“四步法”编织工艺，编织纤维束排列成矩形阵列。矩形阵列的行和列构成了编织主体，编织过程是依次移动行和列，以四步为一个机器循环，锭子恢复到初始状态。随着这样循环的不断进行，纤维束相互交织成一个不分层的三维四向整体织物，再辅助以打紧动作，则编织成预制件。但是，该矩形阵列形式的编织结构在编织过程中仅可沿矩形的四个方向延伸，若要形成圆形截面旋转体或其他异形结构编织预制件，该编织结构的纤维取向角往往难以满足要求。这种情况下，行业内普遍采取的措施为采用矩形模块式组合的编织平台，然而在各模块间过渡编织时，需要人为手动传递编织过渡区域的纤维束，严重影响编织效率，并且出错率高，无法实现机械的全自动化；同时，该编织平台也无法向大型化发展，原因在于，大型设备需要多人协调配合编织，多人人工操作与机器操作之间的动作衔接紧密性将成为协调度无法得到有效提升的主要决定性因素。

因此，提供一种无需人工递线，机械自动化程度高，圆形全底盘的三维编织设备是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大型机械自动化三维整体圆型编织设备，采用圆形环形导轨底盘，锭子内嵌式滑动结构，可实现编织纱线的高效率、多角度连续编织，设备自动化程度高，操作方便。为实现上述目的，其具体方案如下：

包括支撑架，圆形底盘、锭子、周向驱动机构和径向驱动机构；

所述圆形底盘固定于所述支撑架顶部，并且所述圆形底盘上设置有若干圈同圆心的环形导轨，以及连接若干圈所述环形导轨的若干个径向滑槽；所述径向滑槽呈放射状均匀分布在所述圆形底盘上；

所述锭子安装在所述径向滑槽内，且对应每一圈所述环形导轨的位置均设置一个所述锭子；

所述周向驱动机构包括两组传动装置，两组所述传动装置分别控制单数圈环形导轨和双数圈环形导轨；每组传动装置均设置一个伺服电机，所述伺服电机通过皮带轮与对应的单数圈环形导轨或双数圈环形导轨连接；

所述径向驱动机构包括位于支撑架中部的气缸，与所述气缸连接的调节板，以及位于所述圆形底盘周围，与所述调节板连接的环状推进装置；其中所述环状推进装置包括底部一体连接的环轨一和环轨二，所述环轨一设置在最内圈所述环形导轨内侧，所述环轨二设置在最外圈所述环形导轨外侧，所述环轨一和所述环轨二靠近所述环形导轨的一侧均分布有若干个楔形块。

优选的，还包括，与所述伺服电机和气缸无线/有线连接的控制终端，所述控制终端上设置有控制面板，所述控制面板上设置有电源开关和参数输入单元；所述参数输入单元用于设置所述伺服电机和所述气缸的控制参数；所述伺服电机控制参数包括伺服电机转动角度；所述气缸控制参数包括气缸频率、气缸冲程。