一种环形铺丝机床制造技术

本实用新型专利技术公开一种环形铺丝机床，涉及铺丝设备技术领域，包括：环形铺丝机构以及模具承载机构，环形铺丝机构包括可沿自身轴向位移，且可绕自身轴线转动的圆环、机械臂以及铺丝头，机械臂一端固定在圆环的内壁面上，铺丝头设置在机械臂远离圆环的一端，模具承载机构的模具夹持端位于圆环的轴线上；本实用新型专利技术中圆环带动机械臂进行运动，并配合机械臂自身的姿态调整，能够实现在模具不动的情况下，控制机械臂端部的铺丝头沿着模具的任意表面进行铺丝，当需要对模具的不同表面进行铺丝时，仅需控制圆环带动机械臂，进而带动铺丝头运动至对应待铺丝表面即可，节省了翻转模具的时间，大大提高了铺丝效率。大大提高了铺丝效率。大大提高了铺丝效率。

【技术实现步骤摘要】
一种环形铺丝机床


[0001]本技术涉及铺丝设备
，特别是涉及一种环形铺丝机床。

技术介绍

[0002]纤维束自动铺放工艺(EP)由纤维束缠绕衔生而来，介于缠绕和自动铺带工艺之间，它将预浸丝束或窄预浸带通过自动铺带机在几乎没有张力情况下按一定角度铺放到模具表面，铺贴辊与制件表面紧密接触以压紧铺层，该工艺还可将纤维束铺放到旋转芯轴上，纤维束可以差动释放，并能切除和续加纤维，适于外形和尺寸变化很大的制件。
[0003]纤维束自动铺放工艺的优点是:能按制件形状铺放纤维束，无边角废料，节省了原材料；自动化铺放过程适于制造整体件，减少拼装零件数目，节约了制造和装配成本；纤维束可以根据需要铺设，能充分利用材料，这种工艺既适于制造形状复杂的制件如机身蒙皮、导管，也适于制造机翼、水平安定面等大尺寸平面蒙皮；既可用于热固性树脂复合材料成型，也适于热塑性树脂基复合材料原位压实，不需要热压罐和真空袋，淘汰了昂贵的模具，减少了劳动量，材料浪费减少到最低限度。
[0004]当前，纤维增强复合材料的铺放方式主要为手糊、真空袋、模压以及自动铺丝工艺，其中自动铺丝工艺主要指铺丝机铺丝，采用铺丝机铺放复合材料始于20世纪80年代末美国，有龙门式、机械人式以及混合型等多种形式，铺丝机的功能不断完善，性能不断进步，目前已经发展成为复合材料自动化成型技术的代表性主流设备，自动铺丝工艺的适应性较好，可用于制造具有复杂曲面的复合材料零部件，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，由于各个国家在机器人、精密机床以及软件开发水平方面存在很大差异，在自动铺丝机开发上，现存技术差异性较大，自动铺丝技术是航空航天、风电和交通运输领域的重点发展技术，近些年来自动铺丝设备正广泛应用于飞机、航空航天以及军工领域，并形成加速技术发展的趋势，铺丝机的核心技术主要掌握在欧美发达国家，并对我国技术需要施加限制，我国的自动铺丝技术研发工作也进行了20多年，综合技术不够成熟，具有改进和提升的余地，但由于缺少相关技术的配合，如机器人和相关软件等，工程应用基础欠缺，不能应用于工程实际，装备的稳定性也是一个大问题，目前国内尚无工程实用型纤维复合材料自动铺丝设备，国产设备的制造精度相较于国外先进水平还有差距，机器的整合度不够，铺丝机的结构功能一体化程度不够。
[0005]申请号为“201110274287.3”，名称为“双带铺放装置及方法”的专利技术专利公开了一种铺丝机，置包括工作台，安装于工作台上可实现X方向平移的龙门架；安装于龙门架可实现Y方向平移的小车，安装于小车上可实现Z方向旋转和进给铺放头；小车与铺放头构成Z方向上的铺放头组件，通过在X、Y、Z三个方向上控制铺丝头在模具上进行铺丝，但是当模具一面铺丝完成后需要对另一面进行铺丝时，需要停止机器的运行，翻转模具并再次铺丝，降低了铺丝效率。
[0006]申请号为“201810521418.5”，名称为“一种用于纤维复合材料铺放的自动铺丝设
备”的专利技术专利公开了一种铺丝机，两伺服电机A驱动输出的两个齿轮沿X向长齿条转动，从而带动横向梁沿纵向梁滑动；伺服电机B驱动滑座沿横向梁滑动；伺服电机C驱动Z向丝杠旋转，从而带动滑枕沿滑座上下滑动；固定在固定体上的C轴回转机构带动C轴回转体沿C轴回转体的中心轴C轴旋转；A轴回转机构带动摆动体沿同轴心的两轴的轴心线A轴旋转；固定在摆动体上的C1轴回转机构带动纱架沿纱架中心轴C1轴旋转；铺丝头和铺丝头压辊固定在纱架的下端；控制系统控制C轴、C1轴、A轴回转机构和刹闸装置的动作；伺服电机D带动工件沿工件回转主轴旋转，伺服电机A、伺服电机B、伺服电机C、伺服电机D、C轴回转机构、C1轴回转机构、A轴回转机构和刹闸装置整体结合相当于多自由度的机械臂，利用多自由度机械臂带动铺丝头运动，配合伺服电机D驱动的工件的旋转运动，共同完成对工件的铺丝，但是当工件具有曲面外形时，控制系统不仅需要分析机械臂的运动(机械臂端部的位置)，还要分析模具旋转后其表面的位置数据，再结合两者数据使其配合完成运动，对软硬件之间的配合技术难度较大，提高制作成本。
[0007]因此人们亟需一种铺丝效率高、且对技术要求较低的环形铺丝机床。

技术实现思路

[0008]本技术的目的是提供一种环形铺丝机床，以解决上述现有技术存在的问题，在提高铺丝效率的基础上，降低对技术的要求。
[0009]为实现上述目的，本技术提供了如下方案：本技术提供一种环形铺丝机床，包括环形铺丝机构以及模具承载机构，所述环形铺丝机构包括可沿自身轴向位移，且可绕自身轴线转动的圆环、具有六自由度以上的机械臂以及铺丝头，所述机械臂一端连接在所述圆环的内壁面上，另一端朝向所述圆环的轴线设置，所述铺丝头设置在所述机械臂远离所述圆环的一端，所述模具承载机构的模具夹持端位于所述圆环的轴线上，且当所述模具夹持端与模具连接后，所述模具位于所述圆环内部。
[0010]优选的，还包括第一滑轨以及滑动设置在所述第一滑轨上方的圆环底座，所述圆环底座的顶部设置有与所述圆环相匹配的槽体，所述圆环设置在所述槽体内，所述圆环的外表面为齿状结构，所述槽体底部设置有与所述齿状结构相啮合的齿轮，所述齿轮的轴线与所述圆环的轴线平行，所述圆环底座内设置有驱动所述齿轮转动的驱动电机，所述第一滑轨与所述圆环的轴线平行。
[0011]优选的，所述圆环底座包括两个对称设置的Z字型结构，所述Z字型结构上设置有所述槽体，所述Z字型结构底部与所述第一滑轨滑动连接。
[0012]优选的，还包括用于储存铺设用丝束的储丝锭，所述储丝锭设置在所述圆环的内壁面上，且靠近所述机械臂设置，所述储丝锭的丝束与所述铺丝头连接。
[0013]优选的，所述铺丝头包括张力控制机构、重送和加热机构、剪切机构以及滚压机构，所述储丝锭的丝束依次经过所述张力控制机构、所述重送和加热机构以及所述剪切机构与所述滚压机构连接。
[0014]优选的，所述重送和加热机构为输送辊，所述输送辊上方设置红外线加热器，所述剪切机构为滚动刀、气动刀、激光切割器或超声切割器，所述滚压机构为压力辊。
[0015]优选的，所述张力控制机构为若干个转速可单独调节的导丝辊。
[0016]优选的，所述模具承载机构包括两个横跨在所述圆环轴向两侧的支撑台，所述支
撑台顶部设置有用于固定所述模具的连接部。
[0017]优选的，还包括第二滑轨，所述支撑台的底部滑动设置在所述第二滑轨上，所述第二滑轨与所述圆环的轴线平行。
[0018]优选的，所述模具两端设置有支撑杆，所述模具通过所述支撑杆与所述模具承载机构连接。
[0019]本技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0020]1、本技术中利用可沿自身轴向位移，且可绕自身轴线转动的圆环带动机械臂进行运动，并配合机械臂自身的姿态调整，能够实现在模具不动的情况下，控制机械臂端部的铺丝头沿着模具的任意表面进行铺丝，当需要对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环形铺丝机床，其特征在于，包括环形铺丝机构以及模具承载机构，所述环形铺丝机构包括可沿自身轴向位移，且可绕自身轴线转动的圆环、具有六自由度以上的机械臂以及铺丝头，所述机械臂一端连接在所述圆环的内壁面上，另一端朝向所述圆环的轴线设置，所述铺丝头设置在所述机械臂远离所述圆环的一端，所述模具承载机构的模具夹持端位于所述圆环的轴线上，且当所述模具夹持端与模具连接后，所述模具位于所述圆环内部。2.根据权利要求1所述的环形铺丝机床，其特征在于，还包括第一滑轨以及滑动设置在所述第一滑轨上方的圆环底座，所述圆环底座的顶部设置有与所述圆环相匹配的槽体，所述圆环设置在所述槽体内，所述圆环的外表面为齿状结构，所述槽体底部设置有与所述齿状结构相啮合的齿轮，所述齿轮的轴线与所述圆环的轴线平行，所述圆环底座内设置有驱动所述齿轮转动的驱动电机，所述第一滑轨与所述圆环的轴线平行。3.根据权利要求2所述的环形铺丝机床，其特征在于，所述圆环底座包括两个对称设置的Z字型结构，所述Z字型结构上设置有所述槽体，所述Z字型结构底部与所述第一滑轨滑动连接。4.根据权利要求1所述的环形铺丝机床，其特征在于，还包括用于储存铺设用丝束的储丝锭，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨朝坤，吕明迪，关昊辰，
申请(专利权)人：山东中恒景新碳纤维科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：