具有自穿线能力的层压头制造技术

本发明专利技术涉及具有自穿线能力的层压头。一种自穿线层压头具有材料供应鼓、背衬层收集鼓和材料穿线系统。材料供应鼓支撑背衬材料的料卷，背衬材料的料卷包括由背衬层背衬的铺设材料。材料穿线系统包括位于层压头一侧的至少一个穿线带。穿线带由带驱动电机驱动的带辊支撑。带安装层接合装置联接到穿线带以用于接合背衬层前缘部分。当层压头将铺设材料施加到基材上时，背衬层收集鼓收集背衬层。带驱动电机驱动带辊上的穿线带并使带安装层接合装置将背衬层穿过层压头，并且将背衬层前缘部分定位成靠近背衬层收集鼓。成靠近背衬层收集鼓。

【技术实现步骤摘要】
具有自穿线能力的层压头


[0001]本公开大体上涉及制造系统，并且更具体地，涉及用于铺设复合层压板并且具有自穿线能力的层压头。

技术介绍

[0002]复合材料由于具有高比强度、高比刚度和高耐腐蚀性等有利特性而被广泛应用。复合结构的制造通常包括在层压表面上以堆叠形式铺设多个帘布层铺设材料以形成复合层压板。铺设材料通常是用未固化树脂(例如预浸料)预浸渍的纤维材料。例如，铺设材料可以是环氧树脂浸渍的碳纤维预浸料。
[0003]由于自动铺设机的铺设材料沉积速率相对较高，因此自动铺设机能够以相对较高的生产率铺设复合层压板。带层压头是一种类型的自动铺设机，其中当层压头相对于层压表面移动时，层压材料的连续条带诸如预浸带从层压头分配到层压表面上。例如，层压头可以在静止的层压表面上移动。可替代地，层压头可以是静止的，并且层压表面可以在层压头下方移动。层压头可以通过以相对于彼此并排平行的关系连续地铺设带的排或路线(courses)来形成每个复合帘布层。
[0004]传统层压头的一个缺点在于在分配带之前必须将诸如预浸带的铺设材料穿过层压头。预浸带通常以卷的形式提供在材料供应鼓上，然后将其安装在层压头上。为了防止料卷上相邻的预浸带卷绕之间的粘附，预浸带由背衬层背衬。当带从料卷分配并施加到层压表面上时，背衬层被移除并卷绕到安装在层压头上的背衬层收集鼓上。当料卷耗尽带时，需要更换耗尽的料卷，并在层压头上安装新的料卷。每次更换料卷后，新料卷上的带必须穿过层压头部件并到达背衬层收集鼓上。
[0005]在传统的层压头中，穿带过程是一项耗时的操作，可能会导致大量的层压头停机。在铺设单个复合层压板的过程中，可能需要执行多次料卷更换，每次更换都需要手动穿带，这会增加层压头的停机时间并增加生产流程时间。
[0006]可以看出，本领域中需要一种允许铺设材料快速穿过层压头的层压头。

技术实现思路

[0007]与制造复合层压板相关的上述需求通过本公开具体解决和减轻，本公开提供具有自穿线能力的层压头。层压头包括构造为支撑背衬材料的料卷的材料供应鼓。背衬材料包括由背衬层背衬的铺设材料。层压头进一步包括材料穿线系统，该系统具有位于穿过层压头的材料路径的一侧上的至少一个带滚道。带滚道包括支撑在由带驱动电机驱动的多个带辊上的连续环穿线带。材料穿线系统进一步包括至少一个带安装层接合装置，该接合装置联接到穿线带，并被构造为接合背衬层前缘部分。层压头进一步包括背衬层收集鼓，该背衬层收集鼓被构造为当层压头将铺设材料施加到基材上时将至少背衬层卷绕到背衬层收集鼓上。带驱动电机被配置为驱动带辊上的穿线带，从而使带安装层接合装置从材料供应辊拉出至少背衬层，并且使至少背衬层沿着材料路径穿过层压头，并且将背衬层前缘部分定
位成靠近背衬层收集鼓以与背衬层收集鼓接合。
[0008]还公开了一种制造系统，包括一系列层压头，每个层压头具有自穿线能力并且每个都包括材料供应鼓、材料穿线系统和背衬层收集鼓。如上所述，材料供应鼓被构造为支撑背衬材料的料卷。材料穿线系统包括位于穿过层压头的材料路径的一侧上的至少一个带滚道。带滚道包括支撑在由带驱动电机驱动的多个带辊上的连续环穿线带。材料穿线系统还包括至少一个带安装层接合装置，该接合装置联接到穿线带，并被构造为接合背衬层前缘部分。层压头进一步包括背衬层收集鼓，该鼓被构造为当层压头将铺设材料施加到基板上时至少将背衬层卷绕到背衬层收集鼓上。带驱动电机被构造为驱动带辊上的穿线带，从而使带安装层接合装置从材料供应辊拉出至少背衬层，并且使至少背衬层沿着材料路径穿过层压头，并且将背衬层前缘部分定位成紧靠背衬层收集鼓。该制造系统进一步包括具有可沿着循环路径移动到多个存储位置中的一个位置的一排再装载心轴的再装载筒。再装载心轴被构造为存储料卷，包括耗尽的料卷或替换料卷。再装载筒被构造为定位空的再装载心轴以与其中一个层压头的材料供应鼓对齐，将耗尽的料卷从层压头转移到空的再装载心轴上，使再装载心轴循环直到支撑一个替换料卷的一个再装载心轴与材料供应鼓对齐，并将替换料卷从再装载心轴转移到材料供应鼓。
[0009]还公开了一种将铺设材料穿过层压头的方法。如上所述，该方法包括在材料供应鼓上支撑背衬材料的料卷。该方法还包括将背衬层前缘部分接合到带安装层接合装置，该带安装层接合装置联接到位于穿过层压头的材料路径的一侧上的至少一个连续环穿线带。此外，该方法包括使用带驱动电机在带辊上驱动穿线带，从而使带安装层接合装置将至少背衬层沿着材料路径穿过层压头，并将背衬层前缘部分定位成靠近背衬层收集鼓。
[0010]已经讨论的特征、功能和优点可以在本公开的各种实施例中独立地实现，或者可以在其他实施例中组合，其进一步的细节可以参考以下描述和附图来看到。
附图说明
[0011]参考附图，本公开的这些和其他特征将变得更加显而易见，其中，在所有附图中，类似的附图标记指代类似的零件，并且其中：
[0012]图1是用于铺设复合层压板的制造系统的一个示例的俯视图，该制造系统包括一系列层压头，每个层压头都具有自穿线能力；
[0013]图2是图1的制造系统的侧视图；
[0014]图3是制造系统的由图1的附图标记3标识的部分的放大视图，并且示出了由层压头支撑结构支撑的层压头，并且进一步示出了可选择性地定位在每个层压头前面的再装载筒以用于从层压头上移除耗尽的料卷并用再装载筒中的替换料卷替换它；
[0015]图4是制造系统的由图2的附图标记4标识的部分的放大视图，并且示出了支撑在层压心轴上方的层压头，该层压心轴相对于静止的层压头是可移动的；
[0016]图5是将铺设材料施加到在层压头下方移动的基材(例如，层压心轴)上的一系列层压头的一个示例的透视图；
[0017]图6是由图4中的附图标记6标识的层压头的放大视图，并且示出了支撑由背衬层背衬的铺设材料的料卷的材料供应鼓，并且进一步示出了用于将铺设材料与背衬层分离的背衬层分离组件；
[0018]图7是具有自穿线能力的层压头的一个示例的透视图，并且包括材料穿线系统，该系统具有一对再穿线带和至少一个带安装层接合装置，该接合装置用于自发地将至少铺设材料穿过层压头；
[0019]图8是由图7的附图标记8标识的层压头的部分的放大视图，并且示出了作为一对带安装夹分别安装在这对穿线带上并构造为夹在背衬层前缘部分上的带安装层接合装置；
[0020]图9是层压头的顶部部分的视图，其中，带安装层接合装置被构造为电磁横向构件或被构造为接合背衬层前缘部分的紧固横向构件；
[0021]图10是沿图3的线10
‑
10截取的层压站的侧视图，并示出了位于层压头附近的再装载筒，该再装载筒用于来自层压头的耗尽的料卷，将耗尽的料卷放置在空的再装载筒上的再装载心轴上，并将替换料卷从再装载筒转移到层压头上；
[0022]图11是沿图10的线11
‑
11截取的再装载筒的前视图，并且示出了多个再装载心轴，一些再装载心轴是空的，一些再装载心轴支撑替换料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自穿线能力的层压头(200)，其包括：材料供应鼓(220)，所述材料供应鼓被构造为支撑背衬材料(226)的料卷(224)，所述背衬材料(226)包括由背衬层(230)背衬的铺设材料(228)；材料穿线系统(320)，其包括：至少一个带滚道(324)，所述带滚道位于穿过所述层压头(200)的材料路径(322)的一侧，并具有支撑在由带驱动电机(330)驱动的多个带辊(328)上的连续环穿线带(326)；至少一个带安装层接合装置(350)，所述带安装层接合装置联接到所述穿线带(326)并被构造为接合背衬层前缘部分(232)；背衬层收集鼓(300)，所述背衬层收集鼓被构造为当所述层压头(200)将所述铺设材料(228)施加到基材(122)上时，将至少所述背衬层(230)卷绕到所述背衬层收集鼓(300)上；以及所述带驱动电机(330)，所述带驱动电机被构造为在所述带辊(328)上驱动所述穿线带(326)，从而使带所述安装层接合装置(350)从所述料卷(224)上至少拉出所述背衬层(230)，并且至少使所述背衬层(230)沿着所述材料路径(322)穿过所述层压头(200)，并且将所述背衬层前缘部分(232)靠近所述背衬层收集鼓(300)定位以用于与所述背衬层收集鼓(300)接合。2.根据权利要求1所述的层压头(200)，其中，所述带安装层接合装置(350)包括以下中的一者：至少一个带安装夹(352)，所述带安装夹安装在所述穿线带(326)上并被构造为夹在所述背衬层前缘部分(232)上；电磁构件(355)，所述电磁构件耦合到所述穿线带(326)并被构造为磁耦合到与所述背衬层前缘部分(232)包括在一起的磁吸元件(234)；紧固件(355)，所述紧固件联接到所述穿线带(326)并且具有环元件条带或钩元件条带中的一个，所述环元件条带或钩元件条带被构造为分别可释放地接合到与所述背衬层前缘部分(232)包括在一起的钩元件条带或环元件条带中的一个。3.根据权利要求2所述的层压头(200)，其中：所述背衬层收集鼓(300)包括鼓安装层接合装置(306)，所述鼓安装层接合装置被构造为接合所述背衬层前缘部分(232)；以及所述带安装层接合装置(350)被构造为在所述背衬层前缘部分(232)接合到所述鼓安装层接合装置(306)之后释放所述背衬层前缘部分(232)。4.根据权利要求3所述的层压头(200)，其中，支撑所述穿线带(326)的所述多个带辊(328)包括：重定向辊(332)，所述重定向辊定位成靠近所述背衬层收集鼓(300)并且被构造为沿着重定向辊路径(334)在重定向辊初始位置(336)和重定向辊接合位置(338)之间平移；位于所述重定向辊初始位置(336)的所述重定向辊(332)与所述背衬层收集鼓(300)相距一定距离，以在卷绕到所述背衬层收集鼓(300)上时为所述背衬层(230)提供间隙；以及位于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：