自穿入层压头和方法技术

本发明专利技术涉及自穿入层压头和方法。层压头具有材料供应滚筒、背衬层收集滚筒和背衬层分离组件。材料供应滚筒支撑背衬材料的材料卷，该背衬材料包括由背衬层支持的铺设材料。背衬层收集滚筒从收集滚筒原始位置移动到靠近材料供应滚筒的收集滚筒接合位置，接合材料卷上的背衬层前边缘，并移动回到收集滚筒原始位置，同时分配至少背衬层的可穿入部分。背衬层分离组件具有背衬层分离装置和背衬层分离机构。背衬层分离装置从分离装置原始位置平移到分离装置接合位置，并且将可穿入部分拉动成靠近背衬层分离机构，用于将背衬层与铺设材料分离。

Self piercing laminating head and method

【技术实现步骤摘要】
自穿入层压头和方法
本公开总体上涉及制造系统，并且更具体地涉及用于铺设复合层压件并且具有自穿入能力(self-threadingcapability)的层压头。
技术介绍
复合材料由于其有利的性能诸如高比强度、高比刚度和高耐腐蚀性而被广泛用于各种应用中。复合结构的制造通常包括在铺设表面上以堆叠形式铺设多片层铺设材料以形成复合层压件。铺设材料通常是用未固化树脂预浸渍的纤维材料(例如预浸料坯)。例如，铺设材料可以是环氧树脂浸渍的碳纤维预浸料坯。由于自动铺设机的相对高的沉积速率，自动铺设机使得能够以相对高的生产速率铺设复合层压件。条带层压头是一种类型的自动铺设机，其中当层压头在铺设表面上移动时，诸如预浸料坯条带的连续条的铺设材料从层压头分配到铺设表面上。层压头可通过连续地以彼此并排平行的关系铺设多排或多铺层的条带而形成每个复合片层。传统的层压头可在沿第一行进方向移动时铺设条带的每个新的铺层。在铺层结束时，层压头抬离铺设表面，并在与第一行进方向相反的第二行进方向上在铺设表面上移回，并开始沿着第一方向施加条带的另一铺层。每当层压头沿着第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有自穿入能力的层压头(140)，所述层压头(140)包括：/n材料供应滚筒(160)，其被构造成支撑背衬材料(164)的材料卷(162)，所述背衬材料(164)包括由背衬层(168)支持的铺设材料(166)；/n背衬层收集滚筒(180)，其被构造成从收集滚筒原始位置(182)移动到靠近所述材料供应滚筒(160)的收集滚筒接合位置(184)、接合所述材料卷(162)上的所述背衬层(168)的背衬层前边缘(170)，并且被构造成在所述材料供应滚筒(160)和所述背衬层收集滚筒(180)之间分配至少所述背衬层(168)的可穿入部分(172)的同时移动回到所述收集滚筒原始位置(182)；以及...

【技术特征摘要】
20181101 US 16/178,3891.一种具有自穿入能力的层压头(140)，所述层压头(140)包括：
材料供应滚筒(160)，其被构造成支撑背衬材料(164)的材料卷(162)，所述背衬材料(164)包括由背衬层(168)支持的铺设材料(166)；
背衬层收集滚筒(180)，其被构造成从收集滚筒原始位置(182)移动到靠近所述材料供应滚筒(160)的收集滚筒接合位置(184)、接合所述材料卷(162)上的所述背衬层(168)的背衬层前边缘(170)，并且被构造成在所述材料供应滚筒(160)和所述背衬层收集滚筒(180)之间分配至少所述背衬层(168)的可穿入部分(172)的同时移动回到所述收集滚筒原始位置(182)；以及
背衬层分离组件(220)，其具有背衬层分离装置(222)和至少一个背衬层分离机构(250、270)，所述背衬层分离装置(222)被构造成从分离装置原始位置(226)平移到分离装置接合位置(228)并且接合所述可穿入部分(172)以将所述可穿入部分(172)移动成靠近所述背衬层分离机构(250、270)，用于在将所述铺设材料(166)施加到基底(118)上之前将所述背衬层(168)从所述铺设材料(166)分离。


2.根据权利要求1所述的层压头(140)，其中，在所述材料供应滚筒(160)上的所述材料卷(162)耗尽铺设材料(166)之后：
所述背衬层分离装置(222)被构造成从所述分离装置接合位置(228)移动回到所述分离装置原始位置(226)，并导致至少所述背衬层(168)的一段长度在所述背衬层收集滚筒(180)和所述材料供应滚筒(160)之间延伸；
所述背衬层收集滚筒(180)被构造成从所述收集滚筒原始位置(182)移动到靠近所述材料供应滚筒(160)的所述收集滚筒接合位置(184)，用于在所述材料供应滚筒(160)和背衬层收集滚筒(180)的同步旋转期间将所述背衬层(168)卷绕到所述材料供应滚筒(160)的所述材料卷(162)上，在这之后所述背衬层收集滚筒(180)平移回到所述收集滚筒原始位置(182)；并且
含有背衬层(168)的所述材料卷(162)能够被从所述材料供应滚筒(160)移除。


3.根据权利要求1或2所述的层压头(140)，其中：
所述背衬层收集滚筒(180)包括背衬层拾取元件(190)，所述背衬层拾取元件(190)被构造成接合所述材料供应滚筒(160)上的所述材料卷(162)上的所述背衬层(168)的背衬层前边缘(170)，并且所述背衬层拾取元件(190)被构造成当所述背衬层收集滚筒(180)从所述收集滚筒接合位置(184)平移到所述收集滚筒原始位置(182)时拉动所述背衬层前边缘(170)远离所述材料供应滚筒(160)。


4.根据权利要求1或2所述的层压头(140)，所述层压头(140)还包括：
切割器组件(340)，其包括切割器压板(342)和切割器模块(348)，所述切割器压板(342)被构造成从压板原始位置(344)移动到压板接合位置(346)并且接合所述可穿入部分(172)，用于朝向所述切割器模块(348)驱动所述背衬层(168)以便捕获在所述切割器压板(342)和所述切割器模块(348)之间。


5.根据权利要求1或2所述的层压头(140)，其中：
所述背衬层分离机构(250、270)具有背衬层分离器(252、272)和引导构件(256、276)；
所述背衬层分离器(252、272)具有分离器边缘(254、274)，所述分离器边缘被构造成将所述背衬层(168)从所述铺设材料(166)分离；以及
所述引导构件(256，276)具有引导表面(258，278)，该引导表面被构造成支撑从所述背衬层(168)分离之后的所述铺设材料(166)并且将所述铺设材料(166)引导到所述基底(118)上。


6.根据权利要求1或2所述的层压头(140)，其中：
所述至少一个背衬层分离机构(250、270)包括第一背衬层分离机构(250)和第二背衬层分离机构(270)；
所述背衬层分离装置(222)被构造为背衬层方向控制装置(224)，所述背衬层方向控制装置(224)能够至少在第一模式分离位置(304)和第二模式分离位置(306)之间移动；
处于所述第一模式分离位置(304)的所述背衬层方向控制装置(224)与所述第一背衬层分离机构(250)对准，用于在所述层压头(140)沿第一行进方向(370)移动时将所述背衬层(168)从所述铺设材料(166)分离，同时将所述铺设材料(166)施加到基底(118)；并且
处于所述第二模式分离位置(306)的所述背衬层方向控制装置(224)与所述第二背衬层分离机构(270)对准，用于在所述层压头(140)沿着与所述第一行进方向(370)相反的第二行进方向(372)移动时将所述背衬层(168)从所述铺设材料(166)分离，同时将所述铺设材料(166)施加到所述基底(118)。


7.根据权利要求1或2所述的层压头(140)，所述层压头(140)还包括：
安装框架(142)，其具有第一侧(144)和与所述第一侧(144)相对的第二侧(146)；
第一层压组件(152)，其安装到所述第一侧(144)并且具有所述材料供应滚筒(160)、所述背衬层收集滚筒(180)和所述背衬层分离组件(220)；
第二层压组件(154)，其安装到所述第二侧(146)并且具有与所述第一层压组件(152)中相同的所述材料供应滚筒(160)、所述背衬层收集滚筒(180)和所述背衬层分离组件(220)的布置；并且
所述安装框架(142)能够绕竖直轴线(148)枢转，以允许所述第一层压组件(152)沿着第一行进方向(370)将铺设材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·D·肖，J·R·肯德尔，R·S·苏里亚拉齐，D·D·琼斯，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US