一种长纤维片材的自动层叠系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种长纤维片材的自动层叠系统，包括：层叠工作台；在所述层叠工作台上来回运动铺设长纤维片材的铺层小车；位于所述层叠工作台两端的长纤维片材夹紧机构；以及用于切割长纤维片材的纤维片材切割器。本实用新型专利技术长纤维片材的自动层叠系统中，铺层小车在层叠工作台上来回运动铺层，系统效率高，其速度完全可以满足规模化生产对生产速度的要求。在铺层小车、层叠工作台、层叠工作台两端的长纤维片材夹紧机构和纤维片材切割器相互配合工作下使得能够顺利对柔性物件进行层叠，结构简单，易于实现，大大提高了层叠的工作效率，能够快速、高效、大批量地层叠长纤维片材，具有良好的应用前景。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及自动叠层设备领域，具体涉及一种长纤维片材的自动层叠系统。
技术介绍
复合材料具有高比强度和高比刚度、良好的抗疲劳性、损伤容限高和力学性能可设计等优异特性，它还能使产品轻量化，节能减排潜力十分巨大，它还能提高产品的抗撞性能，改善安全性。因此，在汽车、航空、船艇、建筑等行业 获得越来越广泛的应用。制约复合材料获得广泛应用的主要原因，仍然是复合材料的叠层效率低和复合材料的价格较贵，如碳纤维的叠层效率低和碳纤维价格昂贵，碳纤维的叠层效率低也会使其生产成本升高。虽然在纤维制备过程中，预浸布有自动化层叠的机器，但纤维干布(即纤维片材)世界上还没有自动化层叠的设备和技术。宝马公司采用真空吸盘实现操作复合材料部件，只能实现形状简单部件如汽车顶棚、前盖等的自动化生产，不能适用于柔性物件。在实践中，使用长纤维做结构材料，通常由纱线做成长纤维片材，叠层长纤维片材到一定厚度后得到长纤维片材叠层的复合材料，才能应用到实际中去。由于自动化机械操作长纤维片材的难度较大，只有要求很高的飞机和形状比较规则构件才能够采用昂贵的自动化铺层设备。而一般领域中，纤维叠层多采用手工，效率低，成本高，阻碍了大规模生产，特别是手工层叠长纤维片材，需要多人协作完成，效率很低。公开号为CN 101450754A的中国专利技术专利申请公开了一种规则物件的自动叠层装置，包括两块平等设置的支撑板，在两块支撑板之间对称安装有两条平行的传送带和单向门，在两条平行的传送带之间的下方设有一组举升机构，该组举升机构的数量等于被举升物件一层的数量，每个举升机构可独立的上下运动。虽然该自动叠层装置可以将传送带上的硬质的规则物件(如一箱一箱的香烟)通过举升机构举升后再进行叠层，并可减少货物的破损率，提高硬质的规则物件的叠层效率和减少货物的占地面积，但是该自动叠层装置不能适用于柔性物件，无法完成柔性物件的叠层。专利号为ZL 200820101726. 4的中国技术专利公开了一种规整物体自动叠层包装机，机架上设置有进料输送机构、分离释放机构、多层举升定位机构和平推机构，在进料输送机构的末端处顺次设置构成第一工位的分离释放机构、构成第二工位的多层举升定位机构和平推机构，该平推机构中推动推板平移的平移部件上附设有带动推板升降的升降部件。虽然该规整物体自动叠层包装机可以将规整物体，如包装后的条形香烟、盒装药品、盒装食品进行层叠，工作效率较高，但是该规整物体自动叠层包装机也不能适用于柔性物件，无法完成柔性物件的叠层。
技术实现思路
针对现有手工层叠长纤维片材存在的上述问题，本技术的目的在于提供一种长纤维片材的自动层叠系统，能够自动层叠的长纤维片材，适合于柔性物件，该自动层叠系统成本低，层叠效率高，柔性大，能够满足大规模生产的需求。—种长纤维片材的自动层叠系统，包括层叠工作台；在所述层叠工作台上来回运动铺设长纤维片材的铺层小车；位于所述层叠工作台两端的长纤维片材夹紧机构；以及用于切割长纤维片材的纤维片材切割器。先通过层叠工作台的长纤维片材夹紧机构对长纤维片材的一端固定，然后通过铺层小车的来回运动在层叠工作台铺设长纤维片材，铺完一层后通过纤维片材切割器切割。由于需要对长纤维片材进行层叠，作为优选，所述层叠工作台为长条形，从而有利 ·于长纤维片材在层叠工作台上的自动层叠。作为优选，所述层叠工作台与铺层小车之间设有相互配合的导向机构。进一步优选，所述导向机构包括设置在所述层叠工作台上的轨道以及设置在所述铺层小车上并与所述轨道配合的滑轮，通过电机驱动所述滑轮，从而使得铺层小车在层叠工作台上来回运动。通过该导向机构实现铺层小车的来回运动，使用稳定性好。作为优选，所述铺层小车包括与所述层叠工作台滑动配合的车架以及设置在所述车架顶部用于卷取长纤维片材的转轴。设置在车架顶部的转轴卷取有长纤维片材，长纤维片材一端通过长纤维片材夹紧机构固定，随着铺层小车运动，就能够实现长纤维片材的铺层，当铺层小车从层叠工作台上长纤维片材夹紧机构夹紧长纤维片材的那一端(即开始端)运动到另一端(即终止端)时，通过纤维片材切割器对长纤维片材进行切割，然后切割侧的夹紧机构夹紧长纤维片材，铺层小车返回开始端，准备第二次铺层。进一步优选，所述车架中部设有一对导向辊，且至少一根导向辊上设有间隙调整机构。长纤维片材的自由端从一对导向棍之间伸出，从而有利于长纤维片材在层叠工作台上平整地铺层。为了使得导向辊之间有一定的调整空间，所述一对导向辊中至少一根导向辊上设有间隙调整机构，所述间隙调整机构包括与所述导向辊连接的导向杆，所述导向杆上套设有压紧弹簧，该压紧弹簧的两端分别抵紧所述导向辊和车架，所述导向杆沿导向辊径向延伸并具有贯穿出所述车架的延伸部，该延伸部上带有限位头。从而在一对导向辊工作过程中，通过压紧弹簧的伸缩，达到调整导向辊之间间隙的目的。所述纤维片材切割器用于长纤维片材的切割，铺层小车运动到终止端，需要对铺设完成的长纤维片材进行切割，纤维片材切割器可设置在层叠工作台上铺层小车运动的终止端或者在铺层小车上，作为优选，所述纤维片材切割器安装在所述车架上，所述纤维片材切割器包括固定在所述车架上的直线导轨以及安装在所述直线导轨的滑块上的割刀。直线导轨包括轨道和滑块。割刀通过在直线导轨上的滑动实现长纤维片材的切割，结构简单，易于实现，方便使用。作为优选，所述车架上设有叠层压力调整机构，所述叠层压力调整机构包括横架于所述层叠工作台上的压辊，以及用于推动所述压辊贴紧所述层叠工作台的弹簧。叠层压力调整机构能够在铺层小车来回运动铺层过程中，对铺设在层叠工作台的长纤维片材进行层压，从而得到更平整、性能更优异的长纤维片材层叠的复合材料。设置在所述层叠工作台两端的长纤维片材夹紧机构，用于对长纤维片材进行夹紧固定，作为优选，所述长纤维片材夹紧机构包括固定在所述层叠工作台上的固定块、与所述固定块配合的活动块以及驱动所述活动块的气缸，所述活动块中部与所述固定块轴接，所述活动块一端与所述气缸的活塞杆连接，所述活动块另一端与所述固定块形成夹紧部。进一步优选，所述夹紧部设有相配合的锯齿，以进一步提高夹紧的牢固度。这种长纤维片材夹紧机构不但结构简单，易于实现，而且，对长纤维片材的夹紧效果非常好。作为优选，所述层叠工作台端部设有长度控制传感器。长度控制传感器用于检测到铺层小车铺设的长纤维片材是否已经达到所需的长度。作为优选，所述层叠工作台两端设有铺层小车的限位块，用于限制铺层小车在层叠工作台上的极限运动位置，从而保证铺层小车的运行的安全性和稳定性。本技术长纤维片材的自动层叠系统适用柔性物件，比较适合长纤维片材，作为优选，所述的长纤维片材包括纤维片材纤维体、固定设置在所述纤维片材纤维体一侧的钩以及固定设置在所述纤维片材纤维体另一侧的圈。所述长纤维片材中的纤维片材纤维体 为碳纤维、玻璃纤维、化纤纤维、人造纤维、硼纤维、碳化硅纤维或纺织业用纤维。与现有技术相比，本技术具有如下优点一、本技术长纤维片材的自动层叠系统为纤维干布(即纤维片材)的自动化层叠找到了解决的技术方案，目前在世界上存在预浸布有自动化层叠的机器，但纤维干布还没有自动化叠层的设备和技术，本技术利用铺层小车、层叠工作台、层叠工作台两端的长纤维片材夹紧机构和纤维片材切割器相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长纤维片材的自动层叠系统，其特征在于，包括：层叠工作台；在所述层叠工作台上来回运动铺设长纤维片材的铺层小车；位于所述层叠工作台两端的长纤维片材夹紧机构；以及用于切割长纤维片材的纤维片材切割器。

【技术特征摘要】
1.一种长纤维片材的自动层叠系统，其特征在于，包括 层叠工作台； 在所述层叠工作台上来回运动铺设长纤维片材的铺层小车； 位于所述层叠工作台两端的长纤维片材夹紧机构； 以及用于切割长纤维片材的纤维片材切割器。2.根据权利要求I所述的长纤维片材的自动层叠系统，其特征在于，所述层叠工作台与铺层小车之间设有相互配合的导向机构。3.根据权利要求2所述的长纤维片材的自动层叠系统，其特征在于，所述导向机构包括设置在所述层叠工作台上的轨道以及设置在所述铺层小车上并与所述轨道配合的滑轮，通过电机驱动所述滑轮。4.根据权利要求I所述的长纤维片材的自动层叠系统，其特征在于，所述铺层小车包括与所述层叠工作台滑动配合的车架以及设置在所述车架顶部用于卷取长纤维片材的转轴。5.根据权利要求4所述的长纤维片材的自动层叠系统，其特征在于，所述车架中部设有一对导向辊，且至少一根导向辊上设有间隙调整机构。6.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志坚，张洪生，解卫华，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：实用新型
国别省市：