一种预浸带伺服张力控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种预浸带伺服张力控制装置，包括动力机构、传动皮带、张力固定架、预浸带带卷固定装置、挡带辊、转向滚轮、张力传感器、张力调整架、导向滚轮和导向滚轮支撑座；本实用新型专利技术采用皮带传动，由于皮带机械阻力较小，减少传动损失并避免传动机构引入扰动等干扰；预浸带带卷固定装置通过锥形调节螺母的设计可以兼容多种宽度规格的预浸带卷，通用性好；挡带辊采用顶端螺母手动固定，用于将不同角度的来料预浸带限位到规定位置，保证进入下一步导向滚轮的多条预浸带方向相同；转向滚轮将预浸带的行走方向转变180度，保证在足够长距离的前提下，预浸带卷的来料方向几乎水平，倾角的微小变化不影响张力的恒定。

A servo tension control device for prepreg

【技术实现步骤摘要】
一种预浸带伺服张力控制装置
本技术属于复合材料生产
，具体为一种预浸带伺服张力控制装置。
技术介绍
复合材料因其性能优异，在国防、航空航天等领域得以广泛应用。因为复合材料构件的结构形式、服役载荷和使用环境皆相当复杂，微小的缺陷经跨层次的蔓延生长可导致构件失效，故其安全性和可靠性是其应用的首要考虑内容。为提高复合材料构件质量的可靠性，减少人为因素的影响，复合材料成型自动化是目前复合材料成型技术发展的必然趋势。预浸料，是把某种或者某几种树脂基体以一定的方式浸渍在纤维中制成的片状或带状产品。其中带状的预浸料被称为预浸带。缠绕工艺作为复合材料生产工艺中的重要技术手段，在复合材料的发展中占有重要地位。带缠绕工艺作为是复合材料的主要制造工艺之一，是一种在控制张力和预定线型的条件下，应用专门的缠绕设备将连续纤维或布带浸渍树脂胶液，或者提前预先浸润好的固化的预浸带连续、均匀且有规律地缠绕在芯模或内衬上，然后在一定温度环境下使之固化，成为一定形状制品的复合材料成型方法。复合材料预浸带张力控制是作为复合材料成型工艺自动化设备的主要系统之一，其控制性能的改进可以改善复合材料构件成型过程中的应力分布，从而提高了构件的抗疲劳特性，保障构件质量的稳定性和可靠性。公开专利文件“连续纤维增强热塑性预浸带缠绕成型的管道制造装置”(申请号：CN201620038343.1)提供了包括上模和下模的加热张力控制模具，从而解决了如何制造一种热塑性管道的问题，然而该结构仅适用于直线路径的预浸料，在预浸料的来料角度产生微小变化时，无法起到调整和控制的作用，并且，控制灵敏性和精确度无法改善。
技术实现思路
为解决现有技术方案的以上缺陷，本专利技术提供一种控制灵敏度高、通用性好的张力控制装置，运用伺服电机和伺服张力传感器共同作用实时调节预浸带的张力，满足数控缠绕机的张力控制要求；同时实现实时保证预浸带的张力恒定，保证了数控缠绕制品的缠绕质量，该控制系统可广泛应用于压力容器、管材、棒材、模具等各种复合材料制品的缠绕张力控制。一种预浸带伺服张力控制装置，包括动力机构、传动皮带、张力固定架、带卷固定装置、挡带辊、转向滚轮、张力传感器、张力调整架、导向滚轮和导向滚轮支撑座；所述动力机构、带卷固定装置固定在张力固定架上；所述动力机构与带卷固定装置通过传动皮带连接；所述挡带辊、转向滚轮和张力传感器固定在张力调整架上；所述导向滚轮固定在导向滚轮支撑座上，利用导向滚轮支撑座对导向滚轮进行固定和位置的调节；所述导向滚轮支撑座位于张力固定架和张力调整架之间；所述动力机构控制预浸带带卷，保证输出张力的恒定。优选的，所述动力机构为伺服电机，伺服电机与张力传感器通过信号导线连接，根据张力传感器的反馈信号，实时调节伺服电机的力矩和转速，带动预浸带带卷实现收卷或放卷，保证输出张力的恒定。优选的，所述带卷固定装置包括中间轴、固定锥套、活动锥套、以及锁紧螺母，所述中间轴可选择材质为硬质铝合金，中间轴的左端和右端攻有螺纹，所述固定锥套与中间轴通过连接销固定成一个整体，所述活动锥套沿中间轴左右移动，活动锥套向左移动将预浸带带卷夹紧，活动锥套的右方通过锁紧螺母将移动到位的活动锥套锁紧以防止松动，联合活动锥套调整中间轴的预留宽度以适应不同宽度的预浸带带卷。所述张力调整架包括架体，以及与架体连接的用于固定多个挡带辊的横向固定板；所述横向固定板上设置圆孔，所述挡带辊在横向固定板上横向排布。优选的，所述挡带辊用于将不同角度的预浸带限位到规定的位置，所述挡带辊包括顶端螺母、辊筒座、定位轴两条和外辊筒两条，所述辊筒座固定在两条定位轴的顶部；每一条所述外辊筒套在一条定位轴外围，定位轴的两端设置滚动轴承，外辊筒通过滚动轴承与定位轴发生相对旋转，所述定位轴两端设置攻有内螺纹的内孔，所述辊筒座上在定位轴的对应位置处设置攻有内螺纹的通孔，通过穿过辊筒座上的通孔和定位轴内孔的锁定螺钉将辊筒座与两条定位轴固定连接；具体的，在定位轴的底端通过垫圈和锁紧螺钉将底部的滚动轴承固定在定位轴上；为了进一步固定轴承，在定位轴的顶端设置轴挡圈；辊筒座通过穿过横向固定板上圆孔的顶端螺母固定在张力调整架的横向固定板上。使用时，预浸带从两个外辊筒的中间缝隙穿过，从而将从预浸带带卷固定装置发出的预浸带限位到规定的位置，再传递至后方的转向滚轮处。优选的，所述挡带辊有多个，垂直固定在张力调整架上。优选的，所述转向滚轮包括垂直设置的两个相同直径的滚轮，滚轮通过转向滚轮固定架固定在张力调整架上，所述转向滚轮将预浸带的行走方向转变180度，从而保证在足够长距离的情况下预浸带带卷的来料角度微小的变化不影响张力的恒定。优选的，所述转向滚轮的上滚轮顶端高于挡带辊的底端，所述转向滚轮的下滚轮底端高于挡带辊的底端；预浸带从转向滚轮的下滚轮输出后输送至导向滚轮，通过导向滚轮改变预浸带的方向，使预浸带按照规定的路线行走。优选的，垂直方向上，所述转向滚轮的下滚轮的中心与导向滚轮的中心位于同一水平面上。所述张力传感器连接转向滚轮固定架和张力调整架，预浸带在转向滚轮上产生侧向的压力被张力传感器检测，张力传感器将信号反馈给控制器和动力机构。导向滚轮包括中间轴、外套辊筒以及连接中间轴和外套辊筒的轴承，结构与挡带辊结构相近，导向滚轮在预浸带的行进下被动旋转并改变预浸带的方向，预浸带受到的阻力小。优选的，所述导向滚轮底端设置导向滚轮固定座，通过导向滚轮固定座设置在导向滚轮支撑座上，所述导向滚轮通过导向滚轮支撑座连接到缠绕机上，在导向滚轮支撑座上设置可以调节导向滚轮的相对的两个环形槽，所述导向滚轮固定座底面两端设置带螺纹的固定杆，将固定杆穿过环形槽后调整导向滚轮的位置，而后用螺栓锁紧，从而可根据缠绕工艺要求调节导向滚轮的旋转角度，适应不同的缠绕工艺。优选的，所述预浸带伺服张力控制装置还包括控制器，控制器与张力检测器、伺服电机分别连接，控制器接收张力检测器的信号而后调整伺服电机的运作。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：1)本技术采用皮带传动，由于皮带与其他如齿轮传动等方式相比、机械阻力较小，减少传动损失并避免传动机构引入扰动等干扰；2)张力固定架起到支撑固定的作用，将动力机构、传动皮带和预浸带带卷固定装置集合到张力固定架上，结构更紧凑、更牢固；3)预浸带带卷固定装置通过锥形调节螺母的设计可以兼容多种宽度规格的预浸带卷，通用性好；4)挡带辊采用顶端螺母手动固定，用于将不同角度的来料预浸带限位到规定位置，保证进入下一步导向滚轮的多条预浸带方向相同，安装固定简单方便；5)转向滚轮将预浸带的行走方向转变180度，预浸带在转向滚轮上产生压力从而检测张力数据，如张力有变化，张力传感器将信号反馈给控制器，而后控制器调整伺服电机带动预浸带带卷实现收卷或放卷，使张力调整至目标值，通过预浸带带卷-伺服电机-张力传感器检测-控制器-伺服电机闭环回路控制实现到达工件的预浸带张力恒定。...

【技术保护点】
1.一种预浸带伺服张力控制装置，其特征在于，包括动力机构、传动皮带、张力固定架、带卷固定装置、挡带辊、转向滚轮、张力传感器、张力调整架、导向滚轮和导向滚轮支撑座；/n所述动力机构、带卷固定装置固定在张力固定架上；所述动力机构与带卷固定装置通过传动皮带连接；/n所述挡带辊、转向滚轮和张力传感器固定在张力调整架上；/n所述导向滚轮设置在导向滚轮支撑座上，利用导向滚轮支撑座对导向滚轮进行固定和位置的调节；/n所述导向滚轮支撑座位于张力固定架和张力调整架之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种预浸带伺服张力控制装置，其特征在于，包括动力机构、传动皮带、张力固定架、带卷固定装置、挡带辊、转向滚轮、张力传感器、张力调整架、导向滚轮和导向滚轮支撑座；
所述动力机构、带卷固定装置固定在张力固定架上；所述动力机构与带卷固定装置通过传动皮带连接；
所述挡带辊、转向滚轮和张力传感器固定在张力调整架上；
所述导向滚轮设置在导向滚轮支撑座上，利用导向滚轮支撑座对导向滚轮进行固定和位置的调节；
所述导向滚轮支撑座位于张力固定架和张力调整架之间。


2.根据权利要求1所述的一种预浸带伺服张力控制装置，其特征在于，所述动力机构为伺服电机，伺服电机与张力传感器通过信号导线连接。


3.根据权利要求1所述的一种预浸带伺服张力控制装置，其特征在于，所述带卷固定装置包括中间轴、固定锥套、活动锥套、以及锁紧螺母，所述中间轴的左端和右端攻有螺纹，所述固定锥套与中间轴通过连接销固定成一个整体，所述活动锥套沿中间轴左右移动，活动锥套向左移动将预浸带带卷夹紧，活动锥套的右方通过锁紧螺母将移动到位的活动锥套锁紧以防止松动。


4.根据权利要求1所述的一种预浸带伺服张力控制装置，其特征在于，所述张力调整架包括架体，以及与架体连接的用于固定多个挡带辊的横向固定板；所述横向固定板上设置圆孔，所述挡带辊在横向固定板上横向排布。


5.根据权利要求4所述的一种预浸带伺服张力控制装置，其特征在于，所述挡带辊包括顶端螺母、辊筒座、定位轴两条和外辊筒两条，所述辊筒座固定在两条定位轴的顶部；每...

【专利技术属性】
技术研发人员：许家忠，钟金重，乔明，李鑫，尹相辉，
申请(专利权)人：泰安市中研复合材料科技有限公司，泰安市复材装备有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37