[发明专利]一种具有纠偏和限位功能的碳纤维放卷设备

说明书

本发明提出了一种具有纠偏和限位功能的碳纤维放卷设备，包括机架和设置于机架上的放卷模块、纠偏模块和导向模块，其中，放卷模块包括放卷安装板、安装于放卷安装板两侧的放卷气涨轴和放卷伺服电机，放卷气涨轴和放卷伺服电机连接；纠偏模块包括光电传感器、滑动模组和纠偏伺服电机，滑动模组安装于机架上，纠偏伺服电机与滑动模组连接，放卷安装板安装于滑动模组，光电传感器安装于放卷安装板；导向模块包括导向安装板和多个平行设置的导向辊，导向安装板安装于机架上，其中一根导向辊安装于放卷安装板上，其他导向辊安装于导向安装板，实现碳纤维开卷出丝位置的相对固定，避免纤维张力和位置变化导致纤维性能不稳定的现象。

技术领域

本发明属于复合材料展丝加工领域，具体提供一种具有纠偏和限位功能的碳纤维放卷设备。

背景技术

热塑性碳纤维复合材料与传统热固性碳纤维复合材料相比，具有高韧性、高抗冲击和损伤容限、成型周期短、可回收利用、易修复等显著特征，具备环保、高效及高性能等优势，被广泛应用于航空航天、风电叶片、汽车、体育器材等领域。

预浸带是热塑性碳纤维复合材料成型过程中的必要中间体，其制备过程，主要包含碳纤维原丝的展宽和碳纤维展开丝的浸渍两个关键步骤。为了保证碳纤维预浸带性能稳定，需要在制备过程中严格控制纤维张力的同时，对纤维进行严格限位。

碳纤维在收卷过程中为了使丝束在收卷辊上均匀缠绕，会采用摆线杆使丝束移动。但是这种收卷方式会在纤维开卷放丝时使纤维沿收卷辊轴线方向左右摇摆，从而导致在制备碳纤维预浸料过程中纤维位置及张力时刻处于变化之中。目前为了消除纤维摇摆导致的纤维张力及位置变化，常采用将放丝架远离碳纤维展宽及预浸设备的方式，但这种方式不能完全消除该影响，且会导致设备整体占地面积极大。

相应地，本领域需要一种具有纠偏和限位功能的碳纤维放卷设备来解决上述问题。

发明内容

本发明提出一种具有纠偏和限位功能的碳纤维放卷设备，实现碳纤维开卷出丝位置的相对固定，避免纤维张力和位置变化导致纤维性能不稳定的现象。

本发明的技术方案是这样实现的：一种具有纠偏和限位功能的碳纤维放卷设备，包括机架和设置于机架上的放卷模块、纠偏模块和导向模块，其中，所述放卷模块包括放卷安装板、放卷气涨轴和放卷伺服电机，放卷气涨轴用于安装碳纤维卷，放卷气涨轴和放卷伺服电机安装于放卷安装板的两侧并通过联轴器相连接；所述纠偏模块包括光电传感器、滑动模组和纠偏伺服电机，滑动模组安装于机架上，纠偏伺服电机通过联轴器与滑动模组连接，放卷安装板安装于滑动模组，光电传感器安装于放卷安装板设置有放卷气涨轴的一侧，光电传感器与纠偏伺服电机信号连接；所述导向模块包括导向安装板和多个平行设置的导向辊，导向安装板安装于机架上，其中一根导向辊安装于放卷安装板上，并位于放卷气涨轴和光电传感器之间，其他导向辊安装于导向安装板。

本方案的技术效果是：本发明采用光电传感器采集碳纤维卷的纤维束的运行位置信号，并通过纠偏伺服电机带动放卷气涨轴移动，从而实现碳纤维卷出丝位置的相对固定，避免纤维束的张力频繁变化影响其性能；而且通过导向模块的设置，增加纤维包覆角和张力，防止纤维因张力过小出现位置偏差，对纤维束的运动轨迹形成限位。

在上述具有纠偏和限位功能的碳纤维放卷设备的优选技术方案中，所述滑动模组的两侧设置有支撑导轨，支撑导轨上设置有沿所述滑动模组滑动方向延伸的滑动导轨，所述放卷安装板的底部设置有滑块，所述滑块与所述滑动导轨滑动连接。

本方案的技术效果是：保证放卷安装板跟随滑动模组活动时的稳定性，从而提高放卷气涨轴上碳纤维卷放丝时的稳定性。

在上述具有纠偏和限位功能的碳纤维放卷设备的优选技术方案中，所述放卷安装板和导向安装板上开设有多个用于安装导向辊的安装孔，所述导向安装板上安装有三个导向辊，且三个所述导向辊的安装位置形成三角形的三个端点

本方案的技术效果是：设置多个安装孔，能够调节导向辊的位置，以便获得合适的纤维包覆角和纤维张力。