单向预浸带材的自动布料设备及其工艺制造技术

单向预浸带材的自动布料设备及其工艺，其中设备包括加料装置，所述加料装置包括规整平台、送料机构、放料机构、检测机构以及控制器，于所述规整平台的上方分别设置所述送料机构和所述放料机构，所述规整平台包括输送机构和定位机构，于所述输送机构的末端设置所述定位机构，所述定位机构的下一个工位为所述检测机构，所述送料机构、输送机构、定位机构、放料机构以及检测机构分别同所述控制器电连接或信号连接。检测前一块Y料尾部边沿位置，作为后一块Y料与之相连接、铺放的基准，简化了检测系统，系统运行更为可靠，既减少系统运行精度对Y料铺放位置准确性的影响，又消除检测尺寸的累计误差或者Y料自身的实际尺寸误差对铺放精度的影响。

Automatic distribution equipment and technology of unidirectional prepreg strip

【技术实现步骤摘要】
单向预浸带材的自动布料设备及其工艺
本专利技术涉及材料复合
，尤其涉及一种由连续纤维增强热塑材料制成单向预浸带材的自动布料设备及其工艺。
技术介绍
将玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或其他由有机或无机材料(如竹纤维、亚麻纤维等)制成的纤维，和一种热塑树脂(如PP、PE、PA6、PET、PEEK、PPS等)制成的单向增强的复合材料称为单向连续纤维增强热塑复合带材，简称单向预浸带材。此类单向预浸带材是生产、制造热塑复合板或以其为皮层的三明治复合板材的基本材料单元，其制成的复合板材或以其为增强皮层的各类三明治复合板材具有质量轻、较高的刚度/质量比和强度/质量比以及高的抗压强度等优点，被广泛应用于要求轻量化的领域，如用于飞机零部件的PEEK单向预浸带材、用于交通运输领域的各类由PP单向预浸带材为基本单元制成的复合板或三明治复合板、用于汽车塑料件结构增强的由单向预浸带材制成的复合板材等。已知现有典型的复合板材常用结构为由X料(指摆放位置与设备运行方向平行的带材)和Y料(指摆放位置与设备运行方向垂直的带材)两层单向预浸带材上下叠加或由多层X料和Y料单向预浸带材上下叠加，经由传统的皮带式、钢带式或其它类型的连续热复合工艺设备通过加热、压合至冷却定型工序制备成相关的复合板材。在实际应用领域，为满足特定方向的力学性能要求，也有按照其它角度位置摆放的Y料，如与设备运行方向呈+/-45度方向铺层结构的复合板材。其中，Y料铺料工序或是由人工操作完成，或是采用复杂的工艺设备完成。采用人工操作方式不仅需要较高的劳动力成本，而且由于长时间的重复性动作，极易造成操作员的厌烦情绪，进而影响产品质量；采用工艺装备是让X料进行周期性的停顿，在该段X料处于停止输送状态时完成Y料的布料工序。该运行系统复杂，除了必须的测长系统、夹持机构等外还需要以下装置得以实现自动布料操作：一方面，用于成卷的X料放卷装置需要有驱动机构，该驱动机构需按照布料周期启动和停止，但常用的卷材放卷设备并不配置类似的驱动机构；另一方面，为避免Y料在移动时造成对料误差，在完成Y料的布料时需采用在线焊接的办法，如超声波等热塑塑料焊接装置将Y料与X料进行物理连接。因此，针对以上缺陷，需要对现有技术进行有效创新。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种单向预浸带材的自动布料设备及其工艺，以满足加料位置精度要求，将重复单调的人工加料转变成简单、可靠的机器动作，能有效地降低人工成本，提高工艺质量。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：单向预浸带材的自动布料设备，包括加料装置，所述加料装置包括规整平台、送料机构、放料机构、检测机构以及控制器，于所述规整平台的上方分别设置所述送料机构和所述放料机构，所述规整平台包括输送机构和定位机构，于所述输送机构的末端设置所述定位机构，所述定位机构的下一个工位为所述检测机构，所述送料机构、输送机构、定位机构、放料机构以及检测机构分别同所述控制器电连接或信号连接；通过送料机构将Y料输送到规整平台的输送机构上，Y料在输送机构作用下继续输送，直至达到定位机构处，定位机构一方面对Y料的前部边沿进行调整，另一方面向控制器发讯，触发放料机构对Y料的拾取动作，放料机构拾取Y料后等待，直至检测机构检测到前一块的Y料尾部边沿，则放料机构再动作，沿着输送方向继续输送Y料，直至输送到的位置可以保证该片Y料的前部边沿与前一块Y料的尾部边沿相连接，再将该片Y料平铺于X料上，此外，定位机构检测到规整平台已经空出，向控制器发讯，控制器向送料机构发出指令，送料机构动作向规整平台继续输送下一块Y料；相应的，所述送料机构包括送料吸盘，所述放料机构包括放料吸盘，且所述放料吸盘至少设置有两组，一组放料吸盘将Y料输送并铺放到X料上，当检测机构检测到前一块的Y料尾部边沿时，另一组放料吸盘马上将后一块Y料输送铺放到X料上，并保证后一块Y料的前部边沿与前一块Y料的尾部边沿相连接；相应的，所述输送机构包括驱动机构和托盘，于所述托盘上设置所述驱动机构，所述驱动机构包括气缸，气缸动作，将Y料向前推，直至抵靠于定位机构上；相应的，所述定位机构包括定位边和传感器，所述定位边为设置于所述规整平台末端的定位边界，用于对Y料的前部边沿位置进行校正，保证该前部边沿位置与主机运行方向角度要求，以及达到与前一块Y料的尾部边沿平行相接的需求，于所述定位机构的末端设置传感器，所述传感器包括接近开关，用于感应Y料已经由所述输送机构输送到位，并向所述控制器发送讯息，以启动放料机构动作；相应的，所述检测机构包括检测板和检测开关，所述检测板设置在所述Y料下方且位于所述X料上方，所述检测板具有和所述Y料存在色差的颜色，所述检测开关设置于所述Y料上方且与所述检测板相对应，在Y料的尾部边沿从检测板上方移过时，检测开关就可准确识别出颜色变化，从而检测到Y料的尾部边沿；相应的，所述自动布料设备还包括放卷装置、集料装置和横切机，所述放卷装置负责Y料的供给，Y料依次经所述集料装置和所述横切机后输送到所述加料装置；相应的，所述放卷装置设置有两个放卷架；相应的，所述集料装置包括传送辊，所述传送辊包括定辊和动辊，且所述定辊和所述动辊错开设置，Y料经定辊和动辊进行迂回传送，使得集料装置内可储存部分带材，防止放卷机构更换时不能连续供料，相应的，所述动辊可上下升降，在其上下升降方向上设置若干检测开关，通过所述动辊的升降触发不同的检测开关，从而进行输送速度的控制；相应的，所述横切机包括长度计量机构和裁剪机构，在Y料的输送过程中，长度计量机构计量Y料的长度，在测量达到设定长度时，通过裁剪机构将连续Y料裁剪成设定的长度。本专利技术还提供一种单向预浸带材的自动布料工艺，包括如下步骤：1)送料机构将Y料输送到规整平台；2)规整平台对Y料进行输送并规整；3)放料机构拾取已规整后的Y料，当检测机构检测到前一块的Y料尾部边沿时，放料机构开始输送Y料；4)将Y料的前部边沿输送到可以与前一块Y料的尾部边沿相连接的位置后，将Y料铺放于X料上，随着X料继续输送；5)直至检测机构检测到该片Y料的尾部边沿，则送料机构将下一块Y料输送到规整平台，以此重复；相应的，在送料机构将Y料输送到规整平台前，先对Y料进行长度计量并裁剪成所需长度，且输送速度大于送料机构的送料速度，避免送料机构拖带Y料输送时阻力过大导致送料机构脱落；相应的，在对Y料进行计量裁剪前，对Y料进行输送速度控制，以保证Y料的恒定张力；相应的，步骤2)中，Y料在规整平台上输送，借助定位机构调整Y料的前部边沿处于需求位置，同时定位机构向控制器发送讯号，触发放料机构拾取动作；相应的，步骤4)中，被放料机构拾取但未进行输送的Y料的前部边沿距检测开关的距离为固定值L，X料的输送速度为设定值V，从检测开关检测到前一块Y料的尾部边沿到放料机构输送Y料铺放到X料上的时间为T，在T时间内，前一块Y料尾部边沿随着X料的输送距离为S，则为了保证Y料的前部边沿与前一块Y料的尾部边沿相连接，则放料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.单向预浸带材的自动布料设备，包括加料装置，其特征在于：所述加料装置包括规整平台、送料机构、放料机构、检测机构以及控制器，于所述规整平台的上方分别设置所述送料机构和所述放料机构，所述规整平台包括输送机构和定位机构，于所述输送机构的末端设置所述定位机构，所述定位机构的下一个工位为所述检测机构，所述送料机构、输送机构、定位机构、放料机构以及检测机构分别同所述控制器电连接或信号连接。/n

【技术特征摘要】
1.单向预浸带材的自动布料设备，包括加料装置，其特征在于：所述加料装置包括规整平台、送料机构、放料机构、检测机构以及控制器，于所述规整平台的上方分别设置所述送料机构和所述放料机构，所述规整平台包括输送机构和定位机构，于所述输送机构的末端设置所述定位机构，所述定位机构的下一个工位为所述检测机构，所述送料机构、输送机构、定位机构、放料机构以及检测机构分别同所述控制器电连接或信号连接。


2.根据权利要求1所述的单向预浸带材的自动布料设备，其特征在于：所述送料机构包括送料吸盘，所述放料机构包括放料吸盘，且所述放料吸盘至少设置有两组。


3.根据权利要求1所述的单向预浸带材的自动布料设备，其特征在于：所述输送机构包括驱动机构和托盘，于所述托盘上设置所述驱动机构，所述驱动机构包括气缸。


4.根据权利要求1所述的单向预浸带材的自动布料设备，其特征在于：所述定位机构包括定位边和传感器，所述定位边为设置于所述规整平台末端的定位边界，于所述定位机构的末端设置传感器，所述传感器包括接近开关，用于感应Y料已经由所述输送机构输送到位，并向所述控制器发送讯息，以启动放料机构动作。


5.根据权利要求1所述的单向预浸带材的自动布料设备，其特征在于：所述检测机构包括检测板和检测开关，所述检测板设置在所述Y料下方且位于所述X料7上方，所述检测板具有和所述Y料存在色差的颜色。


6.根据权利要求1所述的单向预浸带材的自动布料设备，其特征在于：所述自动布料设备还包括放卷装置、集料装置和横切机，所述放卷装置负责Y料的供给，Y料依次经所述集料装置和所述横切机后输送到所述加料装置。


7.根据权利要求6所述的单向预浸带材的自动布料设备，其特征在于：所述放卷装置设置有两个放卷架。


8.根据权利要求6所述的单向预浸带材的自动布料设备，其特征在于：所述集料装置包括传送辊，所述传送辊包括定辊和动辊，且所述定辊和所述动辊错开设置。


9.根据权利要求8所述的单向预浸带材的自动布料设备，其特征在于：所述动辊可上下升降，在其上下升降方向上设置若干检测开关，通过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱华平，刘尧瑞，姚正军，
申请(专利权)人：江苏奇一科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32