一种浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置，包括展宽展厚调节机构与测宽激光机构。展宽展厚调节机构设置于导丝头下方，通过气缸推动上下移动，实现限位展厚调节。展宽展厚调节机构具有上下设置的凹辊与凸辊，凸辊位置固定。纤维由凹辊与凸辊间通过，进而控制凹辊上下位置可实现纤维展宽调节。测宽激光机构设置于导丝头与前侧工件之间，测宽激光机构中的测宽激光发射器发射端朝向纤维，实现纤维宽度的实时测量并将测量结果反馈到控制系统，进一步根据展宽算出与设定值的误差来调整凸辊位置从而调节丝束宽度。本发明专利技术适用于浸润与缠绕一体的设备导丝头，可以根据缠绕件需求对纤维的宽度厚度进行设置，提高了缠绕件实现方案的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置
本专利技术涉及到复合材料成型设备领域，具体来说，是一种浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置。技术背景复合材料质量轻、强度大、抗疲劳、耐腐蚀，便于大型复杂构件的整体制造，综合力学性能普遍优于金属材料。复合材料广泛应用于航空航天、能源、交通和国防等领域，在制造业的地位越来越重要。在复合材料成型过程中，纤维丝束的展宽展厚不均匀会造成闪缝过多的问题，从而导致纤维制品的性能下降，降低生产效率。因此，对丝束的展宽和展厚进行调节至关重要。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出了一种能够实时检测并调节纤维展宽与展厚，保持导出的纤维宽度与厚度达到设定目标并且均匀，防止缠绕过程中形成闪缝的浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置。本专利技术浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置，包括展宽展厚调节机构与测宽激光机构。所述展宽展厚调节机构设置于导丝头下方，通过气缸推动上下移动；展宽展厚调节机构具有上下设置的凹辊与凸辊，凸辊位置固定，凹辊上下位置可控，纤维由凹辊与凸辊间通过。上述凸辊与凹辊均为空心辊，分别通过左部导向机构与右部驱动机构。右部驱动机构具有竖直设置的右部丝杠与右部导杆。其中，右部丝杠顶端通过轴承连接于顶部安装面上；下端连接驱动电机输出轴，由驱动电机带动右部丝杠转动；右部导杆顶端固定于顶部安装面上，底端与底部安装面固定。左部导向机构具有竖直设置的两根左部导杆；两根左部导杆顶端均与顶部安装面固定，下端均与底部安装面固定。凸辊两端分别通过轴承套接于左右两个固定块上，两个固定块间通过凸辊连接轴相连；左部固定块末端固定套接于两根左部导杆上，右部固定块末端套于右部丝杠上同时固定套接于右部导杆上。凹辊两端分别通过轴承套接于左右两个滑块上，两个滑块间通过凹辊连接轴相连；左部滑块末端套于两根左部导杆上，右部滑块末端套于右部丝杠与右部导杆上，且与右部丝杠间螺纹连接。所述测宽激光机构设置于导丝头与前侧工件之间，为通过测宽激光发射器支架安装的测宽激光发射器，测宽激光发射器发射端朝向纤维。本专利技术浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置，展宽展厚调节方式为：首先在控制系统内预设纤维展宽D0和展厚H0；实时测量右部丝杠的绝对转角，进而计算出凸辊和凹辊的间距H，作为碳纤维丝的实际展厚；将H带入展厚调节的PID公式中，计算调节方向和调节速度，并转化成驱动电机的转向和转速，控制驱动电机带动右部丝杠转动，使得凹辊上下移动，使H逼近预设展厚H0；丝束展宽调节方式为：通过测宽激光发射器测量碳纤维丝经展宽展厚调节机构调节后的展宽D；将D带入展宽调节的PID公式中，计算调节方向和调节速度，并转化成气缸的进气流量和进气方向，通过气动控制可使气缸杆在上下移动，并带动展宽展厚调节机构上下移动调节，使D逼近预设展宽D0。本专利技术的优点在于：1、本专利技术浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置具有激光测量反馈，可以实时测量纤维的展宽算出与设定值的误差来调整凸辊位置从而调节丝束宽度；2、本专利技术浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置适用于浸润与缠绕一体的设备导丝头，可以根据缠绕件需求对纤维的宽度厚度进行设置，提高了缠绕件实现方案的灵活性；3、本专利技术浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置结构简单、紧凑、可靠，并且安装方便，通过两个平行的丝杠分别控制凸辊与凹辊的竖直移动。附图说明图1为本专利技术浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置整体结构示意图；图2为本专利技术浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置中机架结构示意图；图3为本专利技术浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置中展宽展厚调节机构结构示意图；图4为本专利技术浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置中展宽展厚调节机构剖视图示意图；图5为本专利技术浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置中测宽激光机构示意图；图6为本专利技术浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置的激光测量与反馈调节方案流程图。图中：1-机架2-展宽展厚调节机构3-测宽激光机构101-纵板102-横板103-气缸主体104-气缸侧板105-气缸顶板201-展宽调节支撑座202-丝杠驱动机构203-空心凹辊204-空心凸辊205-凹辊滑块206-凸辊固定块201a-底板201b-左侧板201c-右侧板202a-右部柱状外壳202b-右部丝杠202c-右部导杆202d-右部保护盖202e-驱动电机202f-左部柱状外壳202g-左部粗导杆202h-左部细导杆202i-左部保护盖202j-联轴器203a-左部滑块203b-右部滑块203c-凹辊连接轴204a-左部固定块204b-右部固定块204c-凸辊连接轴301-竖直导轨302-激光调节板303-水平滑块304-测宽激光发射器具体实施方式下面将结合附图对本专利技术做详细说明；本专利技术浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置，如图1所示，包括机架1、展宽展厚调节机构2与测宽激光机构3。所述的机架1包括展宽调节机构安装架与气缸，如图2所示，展宽调节机构安装架具有竖直设置的纵板101与水平设置的横板102。气缸采用滑台气缸，包括气缸主体103、气缸侧板104与气缸顶板105。其中，气缸主体103的机体部分固定于展宽调节机构安装板101后侧面中部，且使气缸主体103的气缸杆朝向上方，伸缩方向沿竖直方向。气缸侧板104与气缸主体的机体部分后侧面间滑动连接，可沿竖直方向移动；气缸顶板105固定于气缸杆顶端，且与气缸侧板104顶端固定；气缸顶板105上表面用于固定安装展宽展厚调节机构2。由此气缸主体103通过气动调节的方式使气缸杆进行伸缩运动，进而带动气缸侧板104与气缸顶板105共同上下移动，实现展宽展厚调节机构2的上下移动控制。上述纵板101左右两侧固定安装有纵向设置的滑轨106，用于滑动连接展宽展厚调节机构2。所述展宽展厚调节机构2包括展宽调节支撑座201、丝杠驱动机构202、空心凹辊203、空心凸辊204、凹辊滑块205与凸辊固定块206，如图3、图4所示。其中，展宽调节支撑座201为由底板201a、左侧板201b与右侧板201c构成的U型框架结构。底板201a中部与气缸中气缸顶板105上表面固定；左侧板201b与右侧板201c上设计有滑块，分别与展宽调节机构安装架2中的纵板101左右两侧滑轨106间通过配合滑动连接，实现展宽展厚调节机构2上下移动过程的稳定性。丝杠驱动机构202包括左部导向机构与右部驱动机构。右部驱动机构包括右部柱状外壳202a、右部丝杠202b、右部导杆202c、右部保护盖202d与驱动电机202e。左部导向机构包括左部柱状外壳202f、左部粗导杆202g、左部细导杆202h与左部保护盖202i。上述右部驱动机构中，右部柱状外壳202a竖直设置，底端固定于展宽调节支撑座201的底板201a上表面右侧，顶部固定安装右部保护盖202d，通过右部柱状外壳202a与右部保护盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置，其特征在于：包括展宽展厚调节机构与测宽激光机构；/n所述展宽展厚调节机构设置于导丝头下方，通过气缸推动上下移动；展宽展厚调节机构具有上下设置的凹辊与凸辊，凸辊位置固定，凹辊上下位置可控，纤维由凹辊与凸辊间通过；/n所述测宽激光机构设置于导丝头与前侧工件之间，为通过测宽激光发射器支架安装的测宽激光发射器，测宽激光发射器发射端朝向纤维。/n

【技术特征摘要】
1.一种浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置，其特征在于：包括展宽展厚调节机构与测宽激光机构；
所述展宽展厚调节机构设置于导丝头下方，通过气缸推动上下移动；展宽展厚调节机构具有上下设置的凹辊与凸辊，凸辊位置固定，凹辊上下位置可控，纤维由凹辊与凸辊间通过；
所述测宽激光机构设置于导丝头与前侧工件之间，为通过测宽激光发射器支架安装的测宽激光发射器，测宽激光发射器发射端朝向纤维。


2.如权利要求1所述一种浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置，其特征在于：气缸固定安装于一侧板上，同时展宽展厚调节机构与侧板间滑动连接。


3.如权利要求1所述一种浸胶纤维束展宽与展厚实时调节装置，其特征在于：凸辊与凹辊均为空心辊，分别通过左部导向机构与右部驱动机构；右部驱动机构具有竖直设置的右部丝杠与右部导杆；其中，右部丝杠顶端通过轴承连接于顶部安装面上；下端连接驱动电机输出轴，由驱动电机带动右部丝杠转动；右部导杆顶端固定于顶部安装面上，底端与底部安装面固定；左部导向机构具有竖直设置的两根左部导杆；两根左部导杆顶端均与顶部安装面固定，下端均与底部安装面固定；
凸辊两端分别通过轴承套接于左右两个固定块上，两个固定块间通过凸辊连接轴相连；左部固定块末端固定套接于两根左部导杆上，右部固定块末端套于右部丝杠上同时固定套接于右部导杆上；
凹辊两端分别通过轴承套接于左右两个滑块上，两个滑块间通过凹辊连...

【专利技术属性】
技术研发人员：张武翔，熊君陵，张家瑞，邓慧超，丁希仑，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11