[发明专利]一种高可靠性高效率多根Z-pin压入及切割机构

说明书

一种高可靠性高效率多根Z‑pin压入及切割机构，可用于实现泡沫载体进行Z‑pin过渡植入过程中的压入和切断，可解决目前泡沫预植入体制备装备技术中植入精度差、可靠性低和效率低的技术问题。压入及切割机构可安装在龙门式框架结构中，在同一平面内两垂直进给机构的驱动下，进行平面内任意位置的停留，由送料机构、压入进给机构和压紧切割机构三部分组成。压紧切割机构中的金刚石砂轮可在一次往复运动中完成多根Z‑pin的同时切断，其中的压紧装置增加了切割和压入动作的可靠性。机构将Z‑pin分两次压入泡沫载体的加工方式实现了多根Z‑pin高可靠性高效率的自动压入及切断。

技术领域

本发明涉及一种高可靠性高效率多根Z-pin压入及切割机构，尤其是可用于实现泡沫载体在进行Z-pin过渡植入过程中的高精度、高可靠性和高效率的压入和切断。

背景技术

Z-pin 技术是指借鉴缝合复合材料技术中不连续缝线方法，在层合板的预浸件中直接嵌入固化好的纤维短棒，然后再固化预浸件形成层合板的工艺过程。涉及到的Z-pin泡沫预植入体制备装备技术是采用数字控制技术，将直径范围为0.2-1mm的Z-pin 按照一定分布规律植入到过渡泡沫载体中，要求精确控制植入的角度、深度及位置。

关于泡沫预植入体制备装备技术，目前公知的技术是采用平面内两垂直坐标轴对植入头组件进行进给运动，确定坐标位置后，植入头组件完成植入、剪断等动作。植入头组件完成一次植入循环后，移动至下一指定位置并进行下一植入循环。由于结构限制，植入的施力点与植入点之间有一段距离，在泡沫载体摩擦阻力的作用下，利用对辊和Z-pin之间摩擦力进行植入时，Z-pin会发生不同程度的弯曲，并且阻力会随植入深度的增加而增大，最终会导致Z-pin植入深度及角度不准确的情况发生。另外，由于复合材料Z-pin的强度高，剪切刀刃会在高频率的工作下很快出现磨损现象，容易发生Z-pin未切断和切口处纤维劈裂的现象，因此剪切的可靠性较差,在进行多根Z-pin同时植入时，这种现象对可靠性的影响更为严重。另外，剪切刀组属于难加工件，其修整和更换会降低植入效率。

发明内容

为了解决目前泡沫预植入体制备装备技术中植入精度差、可靠性低和效率低的技术问题，本发明提供一种高可靠性高效率多根Z-pin压入及切割机构，它是采用垂直直线轴的进给机构驱动压入头组件将已输送并夹紧的Z-pin压入泡沫载体至要求深度的一半，利用高速旋转的金刚石砂轮在执行一次进给往复运动后，对多根Z-pin进行一次性切断，压入头组件提升并运行至下一工位，再次执行和第一次相同压入动作的同时，利用导向块下底面将第一次已经切断的Z-pin进行二次压入，从而使植入泡沫载体中的Z-pin达到最终要求的压入深度，至此完成一组Z-pin的完全压入。在此过程中，执行压入动作和切割动作之前压紧机构会对Z-pin进行压紧。