一种自动铺丝机丝束减张机构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种自动铺丝机丝束减张机构，属于铺丝机技术领域，底座上端面设置有压紧轮组件，导向轮组件两端均与支撑板相连，支撑板上端安装有中间轮组件，中间轮组件上安装有摩擦轮组件，摩擦轮组件与中间轮组件配合使用进行动力传输，减张电机组件安装在支撑板侧壁上，减张电机组件为摩擦轮组件提供动力。本实用新型专利技术为了减少自动铺丝过程中的预浸料张力从而实现复杂曲面铺放，在铺丝头中增加一个减张机构，减小压辊处的纤维张力，本实用新型专利技术中间轮可以上下浮动，当中间轮不工作时，即压紧轮不需要对碳纤维进行压紧时，中间轮由于重力会下落，但由于浮动挡板的限位，中间轮下落的距离仅仅用于与摩擦轮分离，有效防止意外事故发生。

An automatic thread laying machine for reducing the tension of tow

【技术实现步骤摘要】
一种自动铺丝机丝束减张机构
本技术涉及铺丝机
，尤其涉及一种自动铺丝机丝束减张机构。
技术介绍
自动铺丝技术在近三十年来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。相对于自动铺带技术，自动铺丝工艺的适应性更好，可以用于制造具有复杂曲面的复合材料零件。就铺丝机来说，各制造商的铺丝头构型不同但基本功能相似，都可以完成压辊铺纱，送纱，断纱，止纱，张力控制，温度控制及铺放压力控制等功能。在实际应用中，铺丝工艺经常出现曲面适应性不足的情况，特别是现有的自动铺丝设备与工艺在加工负曲率表面时往往不足以满足要求。现有铺放设备在铺放过程中需要给预浸料提供一定的张力通常为5N左右，在将带张力的预浸料铺贴在凹曲面的过程中，经常发生纤维架桥等缺陷，导致成型速度下降，成型质量不佳。铺丝头中需要张力的部件主要有五个，按从纱箱到模具的纱路前后顺序分别为：第一，热固性预浸料收卷在线轴上时，必须带有背衬膜以防止互相粘连，在铺放时需要将背衬膜剥去。目前铺丝机通常采用被动收膜法，一般来说预浸料张力越大收膜效果越好。第二，在将预浸料从线轴引出到压辊的过程中，由于零部件布置的原因，预浸料需要经过多个导向轮多次变向，在这个过程中如果没有张力，预浸料可能从导向轮中脱出，造成设备故障。第三，铺丝头与机床间通常通过直线导轨/压紧气缸相连，即铺丝头与机床是浮动连接的，这种浮动可以补偿掉铺丝路径沿零件曲面法向的误差，是必不可少的；然而预浸料纱团通常安装在机床上，导致铺丝头中的预浸料纱路长度是可变的，因此如果预浸料没有收卷张力，那么当纱路变短时，预浸料就会发生松脱，导致设备故障。第四，铺丝机切断碳纤维通常有“剪”和“斩”两种方法。顾名思义，“剪”的办法原理类似于剪刀，对于剪刀来说，碳纤维的张力越大，剪切力越大，剪刀的双刃之间间隙越小，剪切的效果就越好。由于切断碳纤维会产生一定量的切屑，若剪刃间距过小，则切屑会聚集在切丝机构处，甚至会导致机构卡死。因此，商用铺丝机通常采用较大的剪刃间隙和气缸直径，维持一定张力，来提高切丝的可靠性。“斩”的方式即利用切刀把碳纤维在砧板上斩断，这种方式并不需要纤维张力，但这种方式下切刀与砧板发生刚性碰撞，这对零件的质量提出了较高要求。第五，预浸料铺贴在模具上之前，需要在张力作用下在压辊上展平，否则成型的零件质量受影响，可能产生表面波纹等缺陷。可见，五个对张力有要求的机构分别为：收膜机构，导向轮，压紧气缸与导轨，切丝机构，压辊。其中切丝机构与压辊间不宜再加入机构否则会增加最短铺丝长度，且铺放张力不宜减为零否则预浸料无法在压辊处展平，影响成型质量。通常铺丝机用一种摩擦片和测力弹簧结合的机构，在放纱轴处利用PID算法控制预浸料的张力。显而易见，直接调整PID参数来减少张力是不合适的，这将导致送纱路径下游的几个受张力影响的机构可靠性下降。因此，考虑开发一种可以减少张力的机构，将其布置在受张力影响的机构下游，使预浸料张力调节到一个合适的范围，使其在凹曲面铺放时不发生架桥(张力允许上限)，同时满足预浸料展平要求(张力允许下限)。
技术实现思路
本技术为了解决带张力的预浸料铺贴在凹曲面的过程中，经常发生纤维架桥的缺陷，导致成型速度下降，成型质量不佳的技术问题，进而提供一种自动铺丝机丝束减张机构。技术技术方案：一种自动铺丝机丝束减张机构，包括：底座、止纱轮组件、中间轮组件、摩擦轮组件、导向轮组件和减张电机组件，所述底座上端面设置有止纱轮组件，止纱轮组件两侧均设置有支撑板，导向轮组件两端均与支撑板相连，支撑板上端安装有中间轮组件，中间轮组件上安装有摩擦轮组件，摩擦轮组件与中间轮组件配合使用进行动力传输，减张电机组件安装在支撑板侧壁上，减张电机组件为摩擦轮组件提供动力。进一步，所述止纱轮组件为多个止纱轮机构并排相连，止纱轮机构包括：铰支座、铰接轴、弹簧柱塞、止纱轮、单向轴承、止纱气缸支撑柱、弹簧柱塞支撑柱和安装板，所述底座上安装有铰支座，铰支座左右侧壁上均安装有铰接轴，铰支座两侧设置有安装板，安装板侧壁与铰接轴相连，安装板中部安装有止纱轮转轴，止纱轮通过单向轴承安装在止纱轮转轴上，安装板两端分别安装有止纱气缸支撑柱和弹簧柱塞支撑柱，铰支座一端安装有弹簧柱塞，弹簧柱塞位于弹簧柱塞支撑柱的正下方，止纱气缸垂直安装在底座下端面，止纱气缸的输出端穿过底座置于止纱气缸支撑柱正下方。进一步，所述导向轮组件包括导向轮和导向转轴，所述导向转轴两端与支撑板相连，导向转轴的轴线与止纱轮转轴的轴线相互平行，导向转轴安装有多个导向轮，导向轮数量与止纱轮数量相同并且位置相对应。进一步，所述中间轮组件包括：U型安装框架、铰接块、中间轮、中间轮U型架浮动挡板和固定板，所述U型安装框架安装在固定板上，固定板上并排安装有多个铰接块，铰接块位于U型安装框架开口端处，中间轮U型架的开口端与铰接块一端铰接，U型安装框架下端面封闭端安装有浮动挡板，浮动挡板对中间轮U型架的封闭端进行限位，浮动挡板与中间轮U型架之间存有间隙，中间轮U型架上安装有中间轮，中间轮轮轴轴线与止纱轮转轴的轴线相互平行，中间轮的数量与止纱轮数量相同并且位置相对应。进一步，所述摩擦轮组件包括：轴承座、摩擦转轴和摩擦轮，所述摩擦转轴两端均通过轴承座固定在固定板上端面，摩擦转轴的轴线与中间轮轮轴轴线相互平行，摩擦转轴上安装有多个摩擦轮，摩擦轮的数量与中间轮的数量相同并且位置相对应，摩擦转轴的一端与减张电机组件输出端相连，摩擦轮与中间轮相贴合，摩擦转轴与摩擦轮相对转动。进一步，所述减张电机组件包括：减张电机和减速器，所述减速器通过支架与支撑板侧壁相连，减张电机的输出端与减速器的输入端相连，减速器的输出端与摩擦转轴的一端相连。本技术对于现有技术具有以下有益效果：本技术为了实现复杂曲面铺放，在铺丝头的压紧气缸和切丝机构间插入一个减张机构，减少铺丝头铺放到模具表面的预浸料张力。本技术中间轮可以上下浮动，当中间轮不工作时，即止纱轮不需要对碳纤维进行压紧时，中间轮由于重力会下落，但由于浮动挡板的限位，中间轮下落的距离仅仅用于与摩擦轮分离，有效防止意外事故发生。本技术采用中间轮解决了减张时摩擦轮和摩擦转轴会摩擦发热，如果让摩擦轮和预浸料直接接触可能会导致预浸料粘在摩擦轮上，中间轮起到热隔绝作用。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术的爆炸图；图3是本技术工作状态示意图；图4是本技术止纱轮组件的结构示意图；图5是本技术中间轮组件的结构示意图；图6是本技术受力分析示意图。具体实施方式以下将结合附图对本技术进行详细说明。实施例一，结合附图1和3进行说明：一种自动铺丝机丝束减张机构，包括：底座1、止纱轮组件2、中间轮组件3、摩擦轮组件4、导向轮组件5和减张电机组件6，所述底座1上端面设置有止纱轮组件2，止纱轮组件2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动铺丝机丝束减张机构，包括：底座(1)、止纱轮组件(2)、中间轮组件(3)、摩擦轮组件(4)、导向轮组件(5)和减张电机组件(6)，其特征在于，/n所述底座(1)上端面设置有止纱轮组件(2)，止纱轮组件(2)两侧均设置有支撑板(7)，导向轮组件(5)两端均与支撑板(7)相连，支撑板(7)上端安装有中间轮组件(3)，中间轮组件(3)上安装有摩擦轮组件(4)，摩擦轮组件(4)与中间轮组件(3)配合使用进行动力传输，减张电机组件(6)安装在支撑板(7)侧壁上，减张电机组件(6)为摩擦轮组件(4)提供动力。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动铺丝机丝束减张机构，包括：底座(1)、止纱轮组件(2)、中间轮组件(3)、摩擦轮组件(4)、导向轮组件(5)和减张电机组件(6)，其特征在于，
所述底座(1)上端面设置有止纱轮组件(2)，止纱轮组件(2)两侧均设置有支撑板(7)，导向轮组件(5)两端均与支撑板(7)相连，支撑板(7)上端安装有中间轮组件(3)，中间轮组件(3)上安装有摩擦轮组件(4)，摩擦轮组件(4)与中间轮组件(3)配合使用进行动力传输，减张电机组件(6)安装在支撑板(7)侧壁上，减张电机组件(6)为摩擦轮组件(4)提供动力。


2.根据权利要求1所述一种自动铺丝机丝束减张机构，其特征在于，所述止纱轮组件(2)为多个止纱轮机构并排相连，止纱轮机构包括：铰支座(2-1)、铰接轴(2-2)、弹簧柱塞(2-3)、止纱轮(2-4)、单向轴承(2-5)、止纱气缸支撑柱(2-6)、弹簧柱塞支撑柱(2-7)和安装板(2-8)，所述底座(1)上安装有铰支座(2-1)，铰支座(2-1)左右侧壁上均安装有铰接轴(2-2)，铰支座(2-1)两侧设置有安装板(2-8)，安装板(2-8)侧壁与铰接轴(2-2)相连，安装板(2-8)中部安装有止纱轮转轴(2-10)，止纱轮(2-4)通过单向轴承(2-5)安装在止纱轮转轴(2-10)上，安装板(2-8)两端分别安装有止纱气缸支撑柱(2-6)和弹簧柱塞支撑柱(2-7)，铰支座(2-1)一端安装有弹簧柱塞(2-3)，弹簧柱塞(2-3)位于弹簧柱塞支撑柱(2-7)的正下方，止纱气缸(2-9)垂直安装在底座(1)下端面，止纱气缸(2-9)的输出端穿过底座(1)置于止纱气缸支撑柱(2-6)正下方。


3.根据权利要求2所述一种自动铺丝机丝束减张机构，其特征在于，所述导向轮组件(5)包括导向轮(5-1)和导向转轴(5-2)，所述导向转轴(5-2)两端与支撑板(7)相连，导向转轴(5-2)的轴线与止纱轮转轴(2-10)的轴线相互平行，导向转轴(5-2)安装有多个导向轮(5-1)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖睿，
申请(专利权)人：肖睿，
类型：新型
国别省市：黑龙;23