一种新型铺丝头制造技术

本实用新型专利技术涉及一种新型铺丝头，属于铺丝机技术领域，纱箱上平行设置有两个直线导轨，铺丝头浮动机构上安装有滑块，铺丝头浮动机构通过滑块与直线导轨配合使用，压紧气缸一端与纱箱相连，压紧气缸另一端与铺丝头浮动机构相连，压紧气缸驱动铺丝头浮动机构在直线导轨上滑动。本实用新型专利技术的纱箱可以实现四组八个预浸料卷同时放纱且互不干涉，U型连接板左右两侧均设置有两个相互平行的安装板，每个安装板上均设置有两个放纱收膜机构，大大减少了纱箱的整体体积，从而防止了对空间狭小的凹曲面加工时与模具易发生干涉，同时采用了一种新型丝束作动装置，减小了铺丝头的包角，进而解决了可达性不足的技术问题。

A new type of wire laying head

【技术实现步骤摘要】
一种新型铺丝头
本技术涉及铺丝机
，尤其涉及一种新型铺丝头。
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。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/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。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。为了提高可靠性，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。同时，现有的自动铺丝机的丝路切刀在完成切丝工作时，以高速与金属砧板发生碰撞，因此这种方式的元件(包括切刀与砧板)寿命较短，而且对切刀的硬度有较大的要求。
技术实现思路
本技术为了解决现有的自动铺丝机的丝路切刀在完成切丝工作时，以高速与金属砧板发生碰撞，因此这种方式的元件包括切刀与砧板寿命较短，而且对切刀的硬度有较大的要求以及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，进而提供一种新型铺丝头。技术技术方案：一种新型铺丝头，所述纱箱上平行设置有两个直线导轨，铺丝头浮动机构上安装有滑块，铺丝头浮动机构通过滑块与直线导轨配合使用，压紧气缸一端与纱箱相连，压紧气缸另一端与铺丝头浮动机构相连，压紧气缸驱动铺丝头浮动机构在直线导轨上滑动。所述铺丝头浮动机构包括：接线端子安装板、立板、减张机构、丝束作动装置、柔性压辊、加热灯、驱动机构、涡流管和压紧气缸铰接座，所述接线端子安装板两侧设置有立板，柔性压辊、两个减张机构和两个丝束作动装置均设置在立板内部并与立板相连，预浸料依次经过减张机构、丝束作动装置、柔性压辊，立板上安装有加热灯，加热灯位于柔性压辊预浸料出口正上方，立板外侧壁安装有滑块、缓冲气缸、驱动机构、涡流管和压紧气缸铰接座，涡流管气体出口向预浸料喷射气体，压紧气缸另一端与压紧气缸铰接座相连，驱动机构为丝束作动装置提供动力。进一步，所述纱箱包括：安装板、连接支撑板、放纱收膜机构和U型连接板，所述U型连接板左右两侧均设置有两个相互平行的安装板，同侧的安装板另一端通过连接支撑板相连，每个安装板上均设置有两个放纱收膜机构，U型连接板内壁上设置有直线导轨，压紧气缸一端与U型连接板外壁相连，U型连接板上安装有限位挡块，铺丝头浮动机构上的缓冲气缸的输出端与限位挡块配合使用。进一步，所述放纱收膜机构包括：放纱轴、收膜轴、张力测量轴、纱箱导向轮、测量滑轨、测量滑块、拉力弹簧和电阻尺，所述安装板上安装有放纱轴、收膜轴和测量滑轨，测量滑轨上安装有测量滑块，测量滑块上安装有张力测量轴，拉力弹簧一端与测量滑块相连，拉力弹簧另一端与安装板相连，电阻尺固定安装在安装板上，电阻尺移动端与测量滑块相连，U型连接板内部封闭端设置有纱箱导向轮。进一步，所述驱动机构包括：驱动电机和驱动减速器，所述驱动减速器输入端安装有驱动电机，驱动减速器输出端与丝束作动装置相连，驱动减速器安装在立板外壁上。进一步，所述柔性压辊包括：压辊安装架、压辊、导纱块和导纱导辊，所述压辊安装架安装在立板上，两个压辊安装架之间安装有压辊，压辊一侧安装有导纱块，导纱块上端面以及弧形面上均开有导纱槽，导纱块上端面以及弧形面上的导纱槽交替布置，导纱块上下导纱槽入口处均设置有导纱导辊。进一步，所述减张机构包括：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，所述丝束作动装置：包括砧板轮组件；所述砧板轮组件包括一组砧板轮架，所述砧板轮架设置在自动铺丝机上，所述砧板轮架上并排设置有若干组砧板轮，所述砧板轮组件下方设置有驱动轴，所述驱动轴两端通过轴承座设置在自动铺丝机上，所述驱动轴上设置有若干组凸轮，碳纤维预浸料纱路从凸轮和砧板轮之间穿过，所述凸轮上加工有一组定位凹槽，所述凸轮上还设置有一组碳纤维预浸料切刀，所述驱动轴旁侧设置有一组扳机气缸组件，所述扳机气缸组件包括一组气缸架，所述气缸架上设置有若干组扳机气缸，所述扳机气缸的活动端设置有一组定位凸起，所述定位凸起与所述凸轮上的定位凹槽相配合。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，在铺丝头上布置了一个减张机构，并开发了不依赖于预浸料张力的切丝机构，使铺放到模具上的预浸料张力减少，防止了预浸料在凹曲面上的架桥现象。本技术的减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型铺丝头，纱箱(1)上平行设置有两个直线导轨(3)，铺丝头浮动机构(2)上安装有滑块(5)，铺丝头浮动机构(2)通过滑块(5)与直线导轨(3)配合使用，压紧气缸(4)一端与纱箱(1)相连，压紧气缸(4)另一端与铺丝头浮动机构(2)相连，压紧气缸(4)驱动铺丝头浮动机构(2)在直线导轨(3)上滑动，其特征在于，/n所述铺丝头浮动机构(2)包括：接线端子安装板(2-1)、立板(2-2)、减张机构(2-3)、丝束作动装置(2-4)、柔性压辊(2-5)、加热灯(2-6)、驱动机构(2-7)、涡流管(2-8)和压紧气缸铰接座(2-9)，所述接线端子安装板(2-1)两侧设置有立板(2-2)，柔性压辊(2-5)、两个减张机构(2-3)和两个丝束作动装置(2-4)均设置在立板(2-2)内部并与立板(2-2)相连，预浸料依次经过减张机构(2-3)、丝束作动装置(2-4)、柔性压辊(2-5)，立板(2-2)上安装有加热灯(2-6)，加热灯(2-6)位于柔性压辊(2-5)预浸料出口正上方，立板(2-2)外侧壁安装有滑块(5)、缓冲气缸(6)、驱动机构(2-7)、涡流管(2-8)和压紧气缸铰接座(2-9)，涡流管(2-8)气体出口向预浸料喷射气体，压紧气缸(4)另一端与压紧气缸铰接座(2-9)相连，驱动机构(2-7)为丝束作动装置(2-4)提供动力。/n...

【技术特征摘要】
1.一种新型铺丝头，纱箱(1)上平行设置有两个直线导轨(3)，铺丝头浮动机构(2)上安装有滑块(5)，铺丝头浮动机构(2)通过滑块(5)与直线导轨(3)配合使用，压紧气缸(4)一端与纱箱(1)相连，压紧气缸(4)另一端与铺丝头浮动机构(2)相连，压紧气缸(4)驱动铺丝头浮动机构(2)在直线导轨(3)上滑动，其特征在于，
所述铺丝头浮动机构(2)包括：接线端子安装板(2-1)、立板(2-2)、减张机构(2-3)、丝束作动装置(2-4)、柔性压辊(2-5)、加热灯(2-6)、驱动机构(2-7)、涡流管(2-8)和压紧气缸铰接座(2-9)，所述接线端子安装板(2-1)两侧设置有立板(2-2)，柔性压辊(2-5)、两个减张机构(2-3)和两个丝束作动装置(2-4)均设置在立板(2-2)内部并与立板(2-2)相连，预浸料依次经过减张机构(2-3)、丝束作动装置(2-4)、柔性压辊(2-5)，立板(2-2)上安装有加热灯(2-6)，加热灯(2-6)位于柔性压辊(2-5)预浸料出口正上方，立板(2-2)外侧壁安装有滑块(5)、缓冲气缸(6)、驱动机构(2-7)、涡流管(2-8)和压紧气缸铰接座(2-9)，涡流管(2-8)气体出口向预浸料喷射气体，压紧气缸(4)另一端与压紧气缸铰接座(2-9)相连，驱动机构(2-7)为丝束作动装置(2-4)提供动力。


2.根据权利要求1所述一种新型铺丝头，其特征在于，所述纱箱(1)包括：安装板(1-1)、连接支撑板(1-2)、放纱收膜机构和U型连接板(1-3)，所述U型连接板(1-3)左右两侧均设置有两个相互平行的安装板(1-1)，同侧的安装板(1-1)另一端通过连接支撑板(1-2)相连，每个安装板(1-1)上均设置有两个放纱收膜机构，U型连接板(1-3)内壁上设置有直线导轨(3)，压紧气缸(4)一端与U型连接板(1-3)外壁相连，U型连接板(1-3)上安装有限位挡块(7)，铺丝头浮动机构(2)上的缓冲气缸(6)的输出端与限位挡块(7)配合使用。


3.根据权利要求2所述一种新型铺丝头，其特征在于，所述放纱收膜机构包括：放纱轴(1-4)、收膜轴(1-5)、张力测量轴(1-6)、纱箱导向轮(1-7)、测量滑轨(1-8)、测量滑块(1-9)、拉力弹簧(1-10)和电阻尺(1-11)，所述安装板(1-1)上安装有放纱轴(1-4)、收膜轴(1-5)和测量滑轨(1-8)，测量滑轨(1-8)上安装有测量滑块(1-9)，测量滑块(1-9)上安装有张力测量轴(1-6)，拉力弹簧(1-10)一端与测量滑块(1-9)相连，拉力弹簧(1-10)另一端与安装板(1-1)相连，电阻尺(1-11)固定安装在安装板(1-1)上，电阻尺(1-11)移动端与测量滑块(1-9)相连，U型连接板(1-3)内部封闭端设置有纱箱导向轮(1-7)。


4.根据权利要求1所述一种新型铺丝头，其特征在于，所述驱动机构(2-7)包...

【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