一种纤维预成型生产线及纤维预成型方法技术

本发明专利技术涉及一种纤维预成型生产线及纤维预成型方法，包括传送纤维布料的输送装置、按照待成型纤维布料传送方向依次设置在输送装置前端的自动上料机构、中部的加热装置以及后端的预成型压机；所述输送装置包括轨道组件以及沿着轨道组件滑动的夹持装置；所述夹持装置包括设置在自动上料机构与加热装置之间的前夹手输料装置以及设置在加热装置和预成型压机之间的后夹手输料装置，通过前夹手输料装置将纤维布料从自动上料机构传送至加热装置进行加热，通过后夹手输料装置将加热后的纤维布料从加热装置传送至预成型压机进行预压成型；所述前夹手输料装置与后夹手输料装置为由伺服电气系统控制的龙门夹手机构。

A fiber preform production line and fiber preform method

【技术实现步骤摘要】
一种纤维预成型生产线及纤维预成型方法
本专利技术属于纤维预成型设备领域，具体涉及一种纤维预成型生产线及纤维预成型方法。
技术介绍
纤维预成型技术是20世纪90年代初以来开发的一种新颖、实用的纤维预成型体制备技术。其原理是在增强纤维或织物表面涂敷少量的特殊增粘材料-增粘剂/定型剂,通过溶剂挥发、先升温软化或熔融(预固化)后冷却等手段使迭层织物或纤维束之间粘合在一起,同时借助压力和形状模具的作用来制备所需形状、尺寸和纤维体积含量的纤维预成型体。公开号为CN109454795A的中国专利公开了一种复合材料预成型自动化生产线及其生产工艺，具体公开了由上料组件、加热装置和预成型压机构成的自动化生产线，其中主要是利用上料机器人抓手在上料组件中抓取复合材料送至加热装置上，同时利用夹持传送机构夹取复合材料由加热装置传送到预成型压机处。现有技术中关于材料预成型自动化生产线，前端上料一般采用机器人上料，使用插针式夹手将材料从布料台放置到加热台上进行加热，加热完毕后，采用同步带带动机械夹手将加热台中已加热的材料传送至成型压机预压成型，但是，现有预成型生产线存在以下几个技术问题：其一，在前端采用机器人取料上料工艺速度慢，利用插针式夹手容易在放置布料的过程中出现脱料的问题；其二，现有的布料台无法实现流水线自动生产；其三，采用上料机器人速度慢生产率低。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种纤维预成型生产线及纤维预成型方法，实现纤维预成型流水线自动化生产，提高纤维布料传送的定位精度，不仅能够减少纤维预成型的整体工艺生产实践，还能够使得整个预成型生产线更加稳定可靠。本专利技术的技术方案如下：一种纤维预成型生产线，包括传送纤维布料的输送装置、按照待成型纤维布料传送方向依次设置在输送装置前端的自动上料机构、中部的加热装置以及后端的预成型压机；所述输送装置包括轨道组件以及沿着轨道组件滑动的夹持装置；所述夹持装置包括设置在自动上料机构与加热装置之间的前夹手输料装置以及设置在加热装置和预成型压机之间的后夹手输料装置，通过前夹手输料装置将纤维布料从自动上料机构传送至加热装置进行加热，通过后夹手输料装置将加热后的纤维布料从加热装置传送至预成型压机进行预压成型；所述前夹手输料装置与后夹手输料装置为由伺服电气系统控制的龙门夹手机构。进一步地，所述轨道组件包括支撑架以及固定在支撑架上的平行夹手轨道；所述支撑架由若干横向或纵向的连接杆构成。进一步地，所述加热装置包括横跨平行夹手轨道后固定在连接杆上的加热压机以及设置在加热压机内部可上下移动托起纤维布料的钢丝提升装置；所述钢丝提升装置包括主体框架、若干平行固定在主体框架上的钢丝绳以及连接在主体框架下表面的至少一个升降气缸；所述升降气缸固定在支撑加热台面的不同竖杆侧壁；所述升降气缸的伸缩杆与主体框架固定连接。进一步地，所述主体框架的下表面还固定连接有至少一个导向机构；所述导向机构固定在支撑加热台面的不同竖杆上，限定主体框架沿直线上下移动。进一步地，每一钢丝绳的两端通过绳索张紧装置与所述主体框架连接。进一步地，所述前夹手输料装置、后夹手输料装置均包括一对相互独立运动的夹持工装，每一夹持工装包括分别由沿着平行夹手轨道运动的位置调整装置以及连接两位置调整装置的夹手组件；所述位置调整装置同时具有水平方向和竖直方向的调整功能；所述夹手组件上固定多个可调整长度的夹持手指。进一步地，所述夹手组件上固定设置有与所述夹持手指同样数量的电缸，电缸与每一夹持手指一一对应，每个电缸独立驱动每一夹持手指对纤维布料的不同夹持点施加不同压边力，所述电缸在预成型压机的压制过程中对纤维布料保持位置闭环或拉力闭环控制。进一步地，所述伺服电气系统包括固定在夹持工装上的伺服电机和升降气缸；所述伺服电机输出轴上固定有齿轮，齿轮与所述支撑架上设置的平行齿条相互啮合，进而驱动夹持工装沿平行夹手导轨移动；所述升降气缸的伸缩杆与夹手组件固定连接，进而带驱动夹手组件在竖直方向上移动。进一步地，所述自动上料机构包括上料框架、固定在上料框架上且平行设置的上料导轨、滑动连接在上料导轨上的上料台以及固定在上料框架上用于驱动上料台传送纤维布料的上料驱动装置。本专利技术还包括一种纤维预成型方法，利用纤维预成型生产线实现自动化生产，具体包括如下步骤：S1、将纤维布料放置在自动上料机构，自动上料机构沿直线传动将纤维布料传送至输送装置处；S2、前夹手输料装置按照纤维布料的传送方向从前后两端共同夹持纤维布料后，沿直线移动到加热装置的位置；S3、钢丝提升装置上升，前夹手输料装置夹持纤维布料将其放置在钢丝提升装置的钢丝绳上；S4、钢丝提升装置下降控制钢丝绳回落，直至纤维布料到达热装置中设定的加热位置；S5、启动加热装置对纤维布料进行加热；前夹手输料装置复位到输送装置靠近自动上料机构的待夹取纤维布料处；S6、加热完成后，钢丝提升装置向上提升钢丝绳进而托起加热后的纤维布料；S7、后夹手输料装置夹持纤维布料后沿直线移动将其传送至预成型压机模腔内，同时钢丝提升装置回落，后夹手输料装置始终保持夹持状态；S8、预成型压机进行压制，同时后夹手输料装置中的一对夹手组件上的电缸分别设定力闭环或位置闭环来控制纤维布料的张紧程度，完成纤维布料预成型生产过程；S9、重复步骤S1-S8实现纤维预成型生产线的自动生产过程。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术中在前端取料过程中采用自动上料机构，上料台在电机的驱动下沿着上料导轨移动进行纤维布料的传送，采用线性传动设计，实现了上料过程的流水式操作，可精准的实现纤维布料的定点传送，克服了现有技术中利用上料机器人来传料和布料速度慢、精度低等问题。2、本专利技术中的前夹持输料装置与后夹持输料装置由伺服电机驱动以及齿轮齿条传动的方案实现前夹持输料装置与后夹持输料装置在夹手导轨上的直线移动，在大尺寸纤维布料传送的要求下，比利用上料机器人搬运速度快且成本低，可降低整体工艺时间，提高定位精度。3、本专利技术中的后夹持输料装置的夹持手指与电缸固定连接，电缸能够独立驱动每一夹持手指对纤维布料的不同夹持点施加不同压边力，可实现预成型压制过程中，纤维布料的力闭环和位置闭环控制，能够较好的控制纤维布料的流动和起皱。4、本专利技术中上料台可拆卸的连接在上料轨道上，能够适应不同的纤维布料尺寸，实现了多种布料台面的更换。5、本专利技术中加热装置中设置有提升纤维布料脱离加热台面的钢丝提升装置，钢丝提升装置由气缸驱动可实现自由的上下运动，方便纤维布料进出加热装置。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的俯视图；图3为本专利技术中加热装置的结构示意图。图4为本专利技术中夹持装置的结构示意图；图5为图4中A处的放大示意图；图6为本专利技术中前夹手输料装置的结构示意图；图7为本专利技术中后夹手输料装置的结构示意图；附图中标记表示为：1、输送装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维预成型生产线，其特征在于：包括传送纤维布料的输送装置（1）、按照待成型纤维布料传送方向依次设置在输送装置（1）前端的自动上料机构（2）、中部的加热装置（3）以及后端的预成型压机（4）；所述输送装置（1）包括轨道组件（11）以及沿着轨道组件（11）滑动的夹持装置（12）；所述夹持装置（12）包括设置在自动上料机构（2）与加热装置（3）之间的前夹手输料装置（13）以及设置在加热装置（3）和预成型压机（4）之间的后夹手输料装置（14），通过前夹手输料装置（13）将纤维布料从自动上料机构（2）传送至加热装置（3）进行加热，通过后夹手输料装置（14）将加热后的纤维布料从加热装置（3）传送至预成型压机（4）进行预压成型；所述前夹手输料装置（13）与后夹手输料装置（14）为由伺服电气系统（19）控制的龙门夹手机构。/n

【技术特征摘要】
1.一种纤维预成型生产线，其特征在于：包括传送纤维布料的输送装置（1）、按照待成型纤维布料传送方向依次设置在输送装置（1）前端的自动上料机构（2）、中部的加热装置（3）以及后端的预成型压机（4）；所述输送装置（1）包括轨道组件（11）以及沿着轨道组件（11）滑动的夹持装置（12）；所述夹持装置（12）包括设置在自动上料机构（2）与加热装置（3）之间的前夹手输料装置（13）以及设置在加热装置（3）和预成型压机（4）之间的后夹手输料装置（14），通过前夹手输料装置（13）将纤维布料从自动上料机构（2）传送至加热装置（3）进行加热，通过后夹手输料装置（14）将加热后的纤维布料从加热装置（3）传送至预成型压机（4）进行预压成型；所述前夹手输料装置（13）与后夹手输料装置（14）为由伺服电气系统（19）控制的龙门夹手机构。


2.根据权利要求1所述的一种纤维预成型生产线，其特征在于：所述轨道组件（11）包括支撑架（15）以及固定在支撑架（15）上的平行夹手轨道（16）；所述支撑架由若干横向或纵向的连接杆构成。


3.根据权利要求2所述的一种纤维预成型生产线，其特征在于：所述加热装置（3）包括横跨平行夹手轨道（16）后固定在连接杆（17）上的加热压机（31）以及设置在加热压机（31）内部可上下移动托起纤维布料的钢丝提升装置（32）；所述钢丝提升装置（32）包括主体框架（321）、若干平行固定在主体框架（321）上的钢丝绳（322）以及连接在主体框架（321）下表面的至少一个升降气缸（323）；所述升降气缸（323）固定在支撑加热台面（34）的不同竖杆（351）侧壁；所述升降气缸（323）的伸缩杆与主体框架（321）固定连接。


4.根据权利要求3所述的一种纤维预成型生产线，其特征在于：所述主体框架（321）的下表面还固定连接有至少一个导向机构（324）；所述导向机构（324）固定在支撑加热台面（34）的不同竖杆（351）上，限定主体框架（321）沿直线上下移动。


5.根据权利要求3所述的一种纤维预成型生产线，其特征在于：每一钢丝绳（322）的两端通过绳索张紧装置（325）与所述主体框架（321）连接。


6.根据权利要求3所述的一种纤维预成型生产线，其特征在于：所述前夹手输料装置（13）、后夹手输料装置（14）均包括一对相互独立运动的夹持工装（18），每一夹持工装（18）包括分别由沿着平行夹手轨道（16）运动的位置调整装置（181）以及连接两位置调整装置（181）的夹手组件（182）；所述位置调整装置（181）同时具有水平方向和竖直方向的调整功能，由所述伺服电气系统驱动运动；所述夹手组件（182）上固定多个可调整长度的夹持手指（183）。


7.根据权利要求6所述的一种纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李良光，廖永辉，宋闽杰，谢剑林，林丰，欧新樵，陈晖，
申请(专利权)人：福建海源复合材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35