一种集成有丝束汇聚机构的铺丝头制造技术

本发明专利技术涉及一种集成有丝束汇聚机构的铺丝头，包括：铺丝头安装底座；安装在铺丝头安装底座侧端的固定纱箱组件和翻转纱箱组件，所述铺丝头安装底座的翻转安装面与翻转纱箱组件的相对面之间形成丝束通道；分别安装在固定纱箱组件和翻转纱箱组件的侧面上的丝束输送组件；以及对丝束输送组件输送的丝束进行导向和汇聚的丝束汇聚机构。该铺丝头通过对导向轮及丝束通道的合理设计，实现多丝束的导向与汇聚，避免丝束之间发生干涉。

【技术实现步骤摘要】
一种集成有丝束汇聚机构的铺丝头
本专利技术属于复合材料自动铺放
，具体涉及一种集成有丝束汇聚机构的铺丝头。
技术介绍
复合材料是由两种或两种以上不同性能、不同形态的组分材料通过复合手段组合而成的一种多相材料。由于其具有高比强度、高比模量、耐疲劳、减震性好、工艺性好等优点，它已经在航空航天等领域取得了广泛的应用，并逐步取代传统的金属材料。波音公司的波音787和空客公司的空客A350复合材料用量均达到百分之五十以上。复合材料构件的预成型方法有手工铺放、自动铺带、缠绕成型和自动铺丝等。然而对于高曲率型面的飞机构件而言，自动铺带已经无法满足需求，而自动铺丝机由于可以精确控制单根丝束的剪断与重启，且单根丝束宽度远小于复合材料带的带宽，可以铺放复杂的、曲率变化大的或者带开口的构件，因此自动铺丝得到了广泛的应用。丝束汇聚机构作为自动铺丝机的核心部件之一，用于实现对丝束的导向和汇聚，是铺丝机实现丝束张紧力和速度的精确控制的关键，也是铺丝机实现丝束剪断和重启功能的前提。如中国专利技术专利申请(CN105415707A)公开一种铺放头和纱架一体化复合材料铺放装置，包括铺放头纱架和法兰连接组件，铺放头包括压紧机构、楔形体、楔形体连接框、两个剪切机构、两个重送机构、两个夹紧机构和多个快速装拆机构，纱架包括圆盘、张力控制机构、收膜机构和丝束导向机构。丝束汇聚机构直接影响了最终自动铺丝机的铺放质量，该丝束汇聚机构对导向轮的合理布置、丝束通道的合理设计以及丝束速度和张力控制等有着很高的要求，是自动铺丝机设计的主要难点之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种集成有丝束汇聚机构的铺丝头，通过对导向轮及丝束通道的合理设计，实现多丝束的导向与汇聚，避免丝束之间发生干涉。本专利技术所提供的技术方案为：一种集成有丝束汇聚机构的铺丝头，包括：铺丝头安装底座；安装在铺丝头安装底座侧端的固定纱箱组件和翻转纱箱组件，所述铺丝头安装底座的翻转安装面与翻转纱箱组件的相对面之间形成丝束通道；分别安装在固定纱箱组件和翻转纱箱组件的侧面上的丝束输送组件；以及对丝束输送组件输送的丝束进行导向和汇聚的丝束汇聚机构；所述丝束汇聚机构包括设置在丝束通道内的第一丝束汇聚单元以及设置在铺丝头安装底座下部的第二丝束汇聚单元；所述第一丝束汇聚单元用于导向和汇聚丝束输送组件输送的丝束，所述第二丝束汇聚单元用于对第一丝束汇聚单元汇聚的丝束进行导向和汇聚。上述技术方案中，通过对丝束汇聚机构及丝束通道的合理设计，实现多丝束的导向与汇聚，避免丝束之间发生干涉。本专利技术中所述铺丝头安装底座侧端分别设有安装固定纱箱组件的固定安装面，以及安装翻转纱箱组件的翻转安装面；所述固定安装面与翻转安装面在铺丝头安装底座侧端交替设置。固定安装面与翻转安装面用于分别安装固定纱箱组件与翻转纱箱组件。纱箱组件的数量可根据设备的具体需求进行增加和扩展，使最大的丝束铺放数量为4N，N为纱箱组件数量。本专利技术所述翻转安装面上设置有一对上部支架件，所述翻转轴安装在上部支架件之间；所述上部支架件与翻转纱箱组件之间设有阻尼支撑杆。阻尼支撑杆主要是给翻转纱箱组件提供作用力，也可以配合其他作用力控制翻转纱箱组件的运动。本专利技术所述翻转安装面上设置有一对下部支架件，所述下部支架件与翻转纱箱组件之间形成卡扣机构。卡扣机构用于实现翻转纱箱组件与铺丝头安装底座的相对固定，卡扣机构可以采用现有技术中的结构，在受外力作用时可以打开即可。本专利技术中所述丝束输送组件包括：沿着丝束输送方向依序设置的丝束收放机构，背衬纸回收机构，张力控制机构以及张力检测机构。纱锭安装在丝束收放机构上，丝束背衬纸由背衬纸回收机构进行回收，去掉背衬纸的丝束经过张力控制机构、张力检测机构向丝束汇聚机构输送。张力控制机构实现丝束的恒张力稳定输送，避免输送过程中丝束断裂。本专利技术中所述丝束输送组件还包括：用于检测丝束收放机构上剩余的丝束厚度的激光测距机构。激光测距机构能够及时报警更换纱锭。本专利技术中所述第一丝束汇聚单元包括：安装在相对面上的第一导向轮，用于汇聚翻转纱箱组件一侧面上的丝束输送组件输送的丝束；安装在相对面上的第二导向轮，用于汇聚经过第一导向轮导向和汇聚的丝束；安装在翻转安装面上的第三导向轮，用于汇聚固定纱箱组件一侧面上的丝束输送组件输送的丝束；以及安装在翻转安装面上的第四导向轮，用于汇聚经过第二导向轮和第三导向轮导向和汇聚的丝束。本专利技术中所述相对面上设有两个第一导向轮，分别用于汇聚含有所述相对面的翻转纱箱组件两个侧面上的丝束输送组件输送的丝束。本专利技术中所述翻转安装面上设有两个第三导向轮，分别用于汇聚两个固定纱箱组件同一侧的侧面上的丝束输送组件输送的丝束。本专利技术中所述第二丝束汇聚单元包括：两个第五导向轮，分别用于对经过第四导向轮的丝束进行导向；对经过两个第五导向轮的丝束进行汇聚的导向合束器；以及铺压辊。本专利技术中所述丝束汇聚机构中的导向轮根据丝束的数量相应设置导槽数量，所述导槽均能独立地转动。所述导向轮指的是铺丝头中所使用到的导向轮，例如第一导向轮、第二导向轮、第三导向轮、第四导向轮以及第五导向轮。通过控制丝束收放机构内的电机转速精确控制单根丝束的线速度，提供稳定的铺放效率。本专利技术中所述铺丝头安装底座侧端分别设有对称的两组固定纱箱组件和对称的两组翻转纱箱组件。本专利技术中所述固定纱箱组件的两侧面分别设有两组丝束输送单元，同一侧的两组丝束输送单元上下相对应设置。本专利技术中所述翻转纱箱组件的两侧面分别设有两组丝束输送单元，同一侧的两组丝束输送单元上下相对应设置。同现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：(1)本专利技术中通过对丝束汇聚机构及丝束通道的合理设计，实现多丝束的导向与汇聚，避免丝束之间发生干涉。(2)本专利技术中纱箱组件的数量可根据设备的具体需求进行增加和扩展，使最大的丝束铺放数量为4N，N为纱箱组件数量。(3)本专利技术丝束汇聚机构中的导向轮根据丝束的数量相应设置导槽数量，且导槽均能独立地转动。通过控制丝束收放机构内的电机转速精确控制单根丝束的线速度，提供稳定的铺放效率。附图说明图1为本专利技术实施例中铺丝头的结构示意图；图2为本专利技术实施例中固定纱箱组件与翻转纱箱组件的局部结构示意图；图3为本专利技术实施例中固定纱箱组件与铺丝头安装底座的局部结构示意图；图4为本专利技术实施例中张力检测机构的结构示意图；图5为本专利技术实施例中翻转纱箱组件处于关闭状态局部结构示意图；图6为本专利技术实施例中翻转纱箱组件处于翻转状态局部结构示意图。其中，1、铺丝头安装底座；101、翻转安装面；102、固定安装面；103、上部支架件；104、下部支架件；105、翻转轴；106、阻尼支撑杆；107、卡扣机构；107a、第一穿孔；107b、第二穿孔；107c、紧固销子；2、翻转纱箱组件；201、翻转纱箱体；202、相对面；203、把手；3、固定纱箱组件；301、固定纱箱体；4、丝束输送组件；401、丝束收放机构；402、背衬纸回收机构；403、张力控制机构；404、张力检测机构；405、激光测距机构；5、第一丝束汇聚单元；501、第一导向轮；502、第二导向轮；503、第三导向轮；504、第四导向轮；6、第二丝束汇聚单元；601、第五导向轮；602、导向合束器；603、铺压辊；7、丝束通道。具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成有丝束汇聚机构的铺丝头，其特征在于，包括：铺丝头安装底座；安装在铺丝头安装底座侧端的固定纱箱组件和翻转纱箱组件，所述铺丝头安装底座的翻转安装面与翻转纱箱组件的相对面之间形成丝束通道；分别安装在固定纱箱组件和翻转纱箱组件的侧面上的丝束输送组件；以及对丝束输送组件输送的丝束进行导向和汇聚的丝束汇聚机构；所述丝束汇聚机构包括设置在丝束通道内的第一丝束汇聚单元以及设置在铺丝头安装底座下部的第二丝束汇聚单元；所述第一丝束汇聚单元用于导向和汇聚丝束输送组件输送的丝束，所述第二丝束汇聚单元用于对第一丝束汇聚单元汇聚的丝束进行导向和汇聚。

【技术特征摘要】
1.一种集成有丝束汇聚机构的铺丝头，其特征在于，包括：铺丝头安装底座；安装在铺丝头安装底座侧端的固定纱箱组件和翻转纱箱组件，所述铺丝头安装底座的翻转安装面与翻转纱箱组件的相对面之间形成丝束通道；分别安装在固定纱箱组件和翻转纱箱组件的侧面上的丝束输送组件；以及对丝束输送组件输送的丝束进行导向和汇聚的丝束汇聚机构；所述丝束汇聚机构包括设置在丝束通道内的第一丝束汇聚单元以及设置在铺丝头安装底座下部的第二丝束汇聚单元；所述第一丝束汇聚单元用于导向和汇聚丝束输送组件输送的丝束，所述第二丝束汇聚单元用于对第一丝束汇聚单元汇聚的丝束进行导向和汇聚。2.根据权利要求1所述的集成有丝束汇聚机构的铺丝头，其特征在于，所述丝束输送组件包括：沿着丝束输送方向依序设置的丝束收放机构，背衬纸回收机构，张力控制机构以及张力检测机构。3.根据权利要求2所述的集成有丝束汇聚机构的铺丝头，其特征在于，所述丝束输送组件还包括：用于检测丝束收放机构上剩余的丝束厚度的激光测距机构。4.根据权利要求1所述的集成有丝束汇聚机构的铺丝头，其特征在于，所述第一丝束汇聚单元包括：安装在相对面上的第一导向轮，用于汇聚翻转纱箱组件一侧面上的丝束输送组件输送的丝束；安装在相对面上的第二导向轮，用于汇聚经过第一导向轮导向和汇聚的丝束；安装在翻转安装面上的第三导向轮，用于汇聚固定纱箱组件一侧面上的丝束输送组件输送的...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯臻铮，程亮，朱伟东，曲巍崴，蒋君侠，柯映林，李江雄，董辉跃，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33