[发明专利]一种干纤维自动铺丝机快拆式盘状纱弹夹机构

说明书

本发明涉及一种干纤维自动铺丝设备的快拆式盘状纱弹夹，属于铺丝机技术领域，包括复式盘状纱架和气动摩擦纱架轮毂机构，丝束转向轮，电阻尺和浮动松紧调节组件配合使用，纱架旋转轴，上述组件都装在弹夹背板上，还有纱架固定组件。本发明可以实现料盘的快速拆卸更换，弹夹背板可以以纱架旋转轴往外翻，解决了盘状料盘的安装和拆卸不便的问题，同时此组件宽度比较窄，可以联排布置，同时安装多个料盘且互不干扰，实现俩组八丝束的铺放。

技术领域

本发明属于干纤维自动铺丝机领域，具体涉及一种干纤维自动铺丝机快拆式盘状纱弹夹机构。

背景技术

自动铺丝技术近几年得到了广泛应用和发展，已经成为复合材料成型自动化技术的典型代表。自动铺丝更好的工艺适应性，可以用于制造具有复杂曲面的复合材料零件。随着碳纤维增强复合材料在各个领域应用比例的不断提高，对复合材料结构的复杂度和质量稳定性的要求越来越高，且降低制造成本、提高生产效率的需求日益凸显。将干纤维丝束、自动铺放技术及真空辅助成型工艺这三种技术相结合，可以应用于大型船体的生产制造，生产出纤维体积含量较高、整体性好、工艺质量稳定的复合材料制品，且制造成本低、成型周期短。

宽丝束的干纤维料盘半径大且不好安装与拆卸，纱架占用设备地方大，使得干纤维铺丝头的体积变大。由于目标产品形状复杂、曲率半径小，在异形件自动铺缠头功能结构设计时，必须充分考虑其动作空间狭小性与运动局限性，所以必须设计确定具有特定结构的紧凑型铺缠头外形及尺寸约束条件，为铺缠系统设计提供理论参考。

针对铺放头所要实现的功能，需要进行合理的模块划分并对不同模块的机构设计便于操作的接口，需对自动铺缠头压紧机构模块、剪切机构模块、重送与导向机构模块、夹持机构模块、加热装置模块、铺缠头温度调控模块等结构进行设计，以实现多窄带铺放时夹持、重送、剪切、加热和压紧等自动铺带动作逻辑，并优化控制时序，并对铺放参数和铺放效果进行监控，确保定型纱束顺利铺放至复杂型面芯模表面，实现复杂型面构件的高效自动铺放。

纱架作为纤维输送系统的主体结构，必须与铺缠头同步运动。铺缠头与纤维纱架结构集成为一体，可缩短并简化纱架中纤维丝束输送至铺缠头的路径，以解决纤维铺放过程中由于异形件铺缠头尺寸过长导致纤维丝束输送距离长带来的丝束张力波动问题，有效提高异形件铺放过程的稳定性和可靠性。由于集成式纱架具有较大的体积和重量，提高了对铺缠头设备机床结构的刚度和强度的要求，另一方面对机床的动态特性，特别是在高速铺放时的动态响应要求更加严格，因此要对纱架进行轻量化结构设计，实现结构紧凑、质量较小、布局合理的纱架结构。

发明内容

为解决铺丝头的模块化、快速组合拆装、布局合理和体积小等问题，本发明公开了一种干纤维自动铺丝机快拆式盘状纱弹夹，能够实现纱架结构的快速拆装，便于铺丝料盘的快速更换。

本发明公开了一种干纤维自动铺丝机快拆式盘状纱弹夹机构，包括复式盘状纱盘、弹夹背板、气动摩擦纱架轮毂机构、第一丝束转向轮、电阻尺和浮动松紧调节组件、第二丝束转向轮、纱架固定中梁组件和纱架旋转轴组件；其中若干个复式盘状纱盘设置在纱架旋转轴组件上且中心端设有所述气动摩擦纱架轮毂机构；弹夹背板固定在所述复式盘状纱盘上；其中电阻尺和浮动松紧调节组件设置在所述弹夹背板上；第二丝束转向轮设置在所述浮动松紧调节组件上；第一丝束转向轮位于所述浮动松紧调节组件旁且固定在所述弹夹背板上。

本发明进一步改进，所述复式盘状纱盘包括纱架法兰盘、纱架轮毂、横向限位槽和纵向限位槽，所述纱架法兰盘上有四个沉孔，用螺丝固定在所述纱架轮毂两侧，横/纵向限位槽设置在所述纱架轮毂的内腔；其中横/纵向限位槽用于固定在气动摩擦纱架轮毂机构上；可以实现料盘的快速安装与拆卸。