專利名稱：設置有布置在冷護套內的柔性纖維輸送管的纖維施加機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于制造由復合材料制成的部件的纖維施加機，尤其涉及這種機械的用于在纖維儲存裝置和施加頭之間輸送纖維的特定纖維輸送裝置。
背景技術：
已有公知的纖維施加機，通常被稱為是纖維鋪放機，其用于將由浸漬了樹脂的多個帶狀扁平纖維，特別是浸漬了熱塑性樹脂或熱固性樹脂的碳纖維形成的寬纖維帶施加到陽?；蜿幠Ｉ稀ＶT如在專利文獻WO 2006/092514中描述的這些纖維施加機包括用于移動纖維施加頭的系統(tǒng)；纖維儲存裝置；和用于將纖維從所述儲存裝置輸送到施加頭的纖維輸送裝置。典型地，纖維施加頭，也稱為纖維鋪放頭，包括施料輥和用于將纖維引導到所述施料輥上的引導裝置，施料輥被設計為接觸模具以便施加纖維帶。移動系統(tǒng)允許施加頭沿著彼此垂直的至少三個方向移動。移動系統(tǒng)可由布置在地板上或安裝在線性軸上方的標準的六軸機器人型多關節(jié)臂構成，該六軸機器人型多關節(jié)臂具有附著有施加頭的端肘，或者移動系統(tǒng)可由龍門型笛卡爾坐標式機器人構成，該龍門型笛卡爾坐標式機器人設置有承載施加頭的端肘。在纖維被卷裝成卷筒形式的情況下，纖維儲存裝置典型地包括紗架。例如在固定式六軸標準機器人的情況下，紗架布置在地板上，或可安裝于移動系統(tǒng)的一構件上，例如安裝于笛卡爾坐標式機器人的托架之一上或安裝于在六軸機器人的線性軸上滑動的從動托架上。諸如在上述專利文獻中所描述，有利的是，輸送裝置由將儲存裝置連接至施加頭的柔性管形成，每根柔性管能夠將纖維收納在其內部通道中。柔性管的兩端通過上游固定裝置和下游固定裝置分別附著到施加頭和儲存裝置上，而且柔性管具有足夠的長度和柔性，從而不會限制施加頭移動系統(tǒng)的運動。由于預浸漬的纖維的粘性，施加頭和柔性管可能會傾向于發(fā)生堵塞。在由本申請人提交的專利文獻FR 2 882 681中，提出為了對纖維的傳送進行流體化而將壓縮空氣噴射到每根柔性管中。對于其粘性隨溫度下降的預浸漬纖維來說，有利的是，對壓縮空氣進行冷卻從而限制柔性管的堵塞以及纖維在柔性管內部的摩擦。由于柔性管的截面小，因此設置了壓縮空氣噴射系統(tǒng)，使得它直接將壓縮空氣噴射到每根柔性管內。然而這種壓縮空氣噴射系統(tǒng)證明是復雜的，并且對壓縮空氣的冷卻也證明是難以實施而且有時是不充分的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種克服上述缺點的纖維施加機，其結構簡單，同時能保證適當?shù)睦w維輸送。為此，本發(fā)明的目的是提供一種纖維施加機，其包括用于移動纖維施加頭的移動系統(tǒng)；纖維儲存裝置；以及用于將纖維從所述儲存裝置輸送到所述施加頭的纖維輸送裝置，所述纖維施加機的特征在于，所述纖維輸送裝置置于至少一個柔性管狀護套的內部通道中，所述纖維施加機進一步包括能夠將冷氣體噴射到所述護套的所述內部通道中的冷卻裝置，優(yōu)選從所述護套的上游端將冷氣體噴射到所述護套的所述內部通道中。根據(jù)本發(fā)明，所述輸送裝置置于至少一個護套(也稱為冷護套)的所述內部通道中，所述至少一個護套通過噴射到其內部通道中的冷氣體進行冷卻，從而被冷卻并且保持在低溫，在所述低溫下預浸漬樹脂的纖維保持為不是很粘。有利地，所述纖維輸送裝置包括柔性管，每根柔性管能夠將纖維收納在其內部通道中，并且每根柔性管的兩端分別通過上游固定裝置和下游固定裝置固定地安裝在所述儲存裝置和所述施加頭之間，所述柔性管置于至少一個柔性管狀護套的所述內部通道內。因而可容易地從外部對柔性管的整體進行冷卻。每根柔性管置于冷護套的所述內部通道內， 所述纖維施加機包括一個或多個冷護套。根據(jù)一個實施例，所述纖維施加機包括一個單獨的護套，所述柔性管全都一起集合在所述護套內?？商娲?，所述纖維施加機包括多個護套，所述柔性管分布在所述多個護套的內部通道內。例如，所述纖維施加機包括兩個冷護套，每個護套收納一層纖維的柔性管。根據(jù)其它實施例，所述輸送裝置由多個帶輪系統(tǒng)構成，因而所述帶輪系統(tǒng)置于根據(jù)本發(fā)明的至少一個冷護套中。根據(jù)一個特征，所述護套從布置在所述儲存裝置處的上游端延伸至布置在所述施加頭處的開口下游端，所述冷氣體噴射裝置能夠將冷氣體從所述護套的所述上游端噴射到所述護套的所述內部通道內，所述噴射裝置在所述護套內產(chǎn)生朝向所述施加頭定向的冷氣體流，所述冷氣體流從所述開口下游端離開。因此，所述冷護套使得也可對施加頭進行冷卻，從所述護套的下游端離開的冷空氣流特別地在纖維經(jīng)過輥上之前對纖維引導裝置進行冷卻。根據(jù)一個實施例，所述護套同等地分別通過上游固定裝置和下游固定裝置將其上游端和其下游端分別裝配至所述儲存裝置和所述施加頭，所述護套具有足夠的長度和柔性從而不會限制施加頭移動系統(tǒng)的運動。根據(jù)一個特征，所述纖維施加機包括松弛恢復系統(tǒng)或張緊系統(tǒng)，所述松弛恢復系統(tǒng)以這樣的方式作用于所述護套上使得無論所述施加頭的位置如何，至少所述護套的下游部保持基本繃緊。根據(jù)一個實施例，所述松弛恢復系統(tǒng)包括彈性回復用裝置，所述彈性回復用裝置將所述護套的一點彈性地連接至所述纖維施加機的相對于所述儲存裝置固定的一點，使得所述護套形成以下形式可變長度的第一區(qū)段連接至所述儲存裝置并且經(jīng)由彎曲部連接至可變長度的第二區(qū)段，所述第二區(qū)段包括所述護套的下游部，所述彈性回復用裝置連接在所述第二區(qū)段和/或所述彎曲部的一點處。根據(jù)一個實施例，所述連接裝置包括至少一個自動線纜卷繞裝置，例如彈簧式的線纜卷繞裝置，所述卷繞裝置之中的一個構件和其線纜的自由端連接至所述纖維施加機的所述一點，另一構件連接至所述護套的所述第二區(qū)段或所述彎曲部。根據(jù)一個實施例，所述松弛恢復系統(tǒng)包括安裝在固定于所述儲存裝置的導軌上的滑塊，所述滑塊經(jīng)由線纜連接至所述護套并且經(jīng)由所述自動線纜卷繞裝置彈性地連接至所述導軌的與所述施加頭對置的一端，將所述滑塊連接至所述護套的所述線纜優(yōu)選是第二自動卷繞裝置的線纜。此安裝于導軌的滑塊和雙線纜卷繞裝置系統(tǒng)使得可減小纖維施加機的施加頭和裝配有卷繞裝置之一的固定點之間的距離。根據(jù)一個實施例，所述移動系統(tǒng)包括優(yōu)選活動地安裝在線性軸上的六軸機器人型多關節(jié)臂，所述儲存裝置包括紗架以容納纖維卷筒，所述紗架一體化在箱體內并且優(yōu)選活動地安裝在所述線性導軌上，所述護套的所述第一區(qū)段與所述彎曲部和所述第二區(qū)段一起構成布置在所述紗架上方的可變尺寸環(huán)，當設置有所述松弛恢復系統(tǒng)的所述導軌時，所述松弛恢復系統(tǒng)的所述導軌在所述紗架上安裝在所述紗架上方且平行于所述線性軸。根據(jù)另一個實施例，所述移動系統(tǒng)為笛卡爾移動系統(tǒng)，其包括第一托架，其沿著水平方向活動地安裝；以及第二托架，也稱為滑動托架，其可垂直移動地安裝在所述第一托架上并且在其下端設置有承載所述施加頭的機器人肘，所述儲存裝置包括用于收納纖維卷筒的至少一個紗架，所述至少一個紗架優(yōu)選一體化在箱體內，并且優(yōu)選在龍門型移動系統(tǒng)的情況下安裝在所述第一托架上或者優(yōu)選在柱式移動系統(tǒng)的情況下安裝在所述第二托架上，在龍門型移動系統(tǒng)的情況下所述護套的第一區(qū)段于是與所述彎曲部和所述第二區(qū)段一起形成可變尺寸環(huán)，該可變尺寸環(huán)大致沿著所述滑動托架的正中平面垂直地布置在所述紗架處。有利地，所述移動系統(tǒng)設置有引導圈，所述護套的所述第二區(qū)段穿過所述引導圈。有利地，所述冷卻裝置包括能夠在所述護套的所述內部通道內形成脈沖冷空氣流的冷卻單元，所述冷卻單元優(yōu)選與所述儲存裝置一體化。這種護套的使用使得可使用簡單且便宜的脈沖空氣系統(tǒng)來形成冷護套。所述護套顯示出的橫截面大于經(jīng)過所述護套的柔性管的橫截面總和，使得脈沖冷空氣容易地圍繞柔性管和在柔性管之間在護套內流動。


通過以下結合附圖對本發(fā)明的三個當前特定優(yōu)選實施例的詳細解釋說明，可以更好地理解本發(fā)明，而且其它目的、細節(jié)、特征和優(yōu)勢將變得更清晰，其中-圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的鋪放機的示意性立體圖，其中，移動系統(tǒng)包括安裝在線性軸上的標準的六軸機器人型多關節(jié)臂；-圖2是圖1的部分放大圖，其示出了設置有鋪放頭和用于護套的引導圈的多關節(jié)臂；-圖3是圖1的鋪放機的示意性側視圖，其示出了布置在護套內的柔性管；-圖4是圖1的部分放大圖，其示出了設置有鋪放頭和引導圈的多關節(jié)臂；-圖5是類似于圖4的示意性側視圖，其中鋪放頭處于更遠離紗架的位置；-圖6A和圖6B分別是鋪放頭和護套下游部的示意性局部立體圖和剖面圖，其示出了護套裝配在鋪放頭上；-圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的鋪放機的示意性立體圖，其中，移動系統(tǒng)是具有設置有鋪放頭的端肘和安裝在滑動托架上的紗架的龍門型笛卡爾移動系統(tǒng)，鋪放頭處于與紗架間隔開的低位置；-圖8是圖7的部分放大圖，其示出了紗架和護套松弛恢復系統(tǒng)；-圖9是在圖7中示出的鋪放機的側面示意圖；-圖10是類似于圖9的圖，鋪放頭處于最接近紗架的高位置；
-圖11是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的鋪放機的示意性立體圖，其中，移動系統(tǒng)是具有設置有鋪放頭的端肘和安裝在滑動托架上的紗架的柱式笛卡爾移動系統(tǒng)；以及-圖12是圖11的部分放大圖。
具體實施例方式圖1至圖6B示出了本發(fā)明的第一實施例。參照圖1，鋪放機包括移動系統(tǒng)1，其由活動地安裝在線性軸20上的公知的六軸機器人型多關節(jié)臂10構成；施加頭3，其安裝在多關節(jié)臂的端肘11處；儲存裝置4，其用于儲存纖維；輸送裝置5(圖幻，其用于將纖維從所述儲存裝置輸送到施加頭。參照圖3和圖4，多關節(jié)臂10公知包括第一部分或底座12、第二部分13、第三部分 14、第四部分15以及第五部分16，這些部分分別圍繞旋轉軸線A1、A2、A3以及A4樞轉地彼此裝配，而端肘11包括多關節(jié)臂的最末尾的三個部分IlaUlb和11c。端肘包括第一部分11a，借此，端肘裝配到多關節(jié)臂的第六部分16上，使得端肘圍繞軸線A4旋轉地安裝；第二部分1 lb，其圍繞軸線A5樞轉地安裝在第一部分上；以及第三部分1 lc，其圍繞軸線A6樞轉地安裝在第二部分上，該第三部分或裝配板被設計為承載纖維施加頭。多關節(jié)臂1在其底座12處固定在托架13上，托架13滑動地安裝在線性軸12上，所述線性軸由固定至地面的兩個平行導軌21構成。托架設置有驅動裝置，例如電動輥類型的驅動裝置，驅動裝置受到控制器的伺服控制以沿著這些導軌移動鋪放頭。纖維施加頭3也稱為纖維鋪放頭，其公知包括施料輥31，其能夠接觸模具以施加由多根預浸漬樹脂的纖維構成的纖維帶；以及引導系統(tǒng)32，其用于將纖維朝著輥引導，例如以兩層纖維的形式。為了在任何時候使纖維帶施加停止以及重新開始以及選擇纖維帶的寬度，施加頭進一步包括切割和阻斷系統(tǒng)，從而在輥的上游獨立地切割和阻斷每根纖維； 以及在切割系統(tǒng)上游的重送裝置，從而獨立地重送剛被切割的每根纖維。鋪放機設置為用于施加纖維，例如卷裝成卷筒形式的碳型纖維。儲存裝置4由附圖標記41示意性示出的用來收納纖維卷筒的紗架形成。紗架包括承載多個心軸的支撐框架，卷筒安裝在心軸上。紗架被放入其濕度測定和溫度將受到有利控制的箱體42內。紗架也可安裝在從動托架49上，從動托架49布置在導軌42上并且通過剛性連桿49a機械地連接至機器人支承托架13。輸送裝置包括諸如在前面引用的專利文獻WO 2006/092515中所描述的柔性管。 在柔性管中將纖維從紗架14單獨輸送到纖維鋪放頭。附圖標記5示意性地示出了一組柔性管。其兩端分別通過諸如斜坡狀系統(tǒng)(ramp-like system)的上游固定系統(tǒng)51和下游固定系統(tǒng)52固定至紗架41和鋪放頭。例如，鋪放頭被設置成使得它收納兩層纖維，柔性管通過兩個下游固定系統(tǒng)52成兩排裝配在鋪放頭處。諸如在前面引用的專利文獻中所描述的，張力限制器可設置在施加頭和紗架之間以便降低輥處的纖維張力。在此實施例中，張力限制系統(tǒng)48 —體化在箱體內，柔性管固定至布置在張力限制系統(tǒng)的出口處的兩個上游固定系統(tǒng)51。這些柔性管例如具有矩形截面并且由諸如抗靜電高密度聚乙烯的塑料制成，具有足夠的長度和柔性從而不會約束移動系統(tǒng)的運動。諸如在專利文獻FR 2 882 681中所描述的，每根柔性管可設置有縱向柔性板條，限制或防止柔性管在板條平面內的橫向彎曲，這使得可抑制或者至少限制平行于板條布置在柔性管內部通道中的纖維翻轉的隱患。而且， 可設置有流化裝置，從而當纖維在柔性管的內部通道中傳送時將纖維流體化。這些安裝在上游固定系統(tǒng)處的流化裝置包括用于將壓縮空氣從每根柔性管的下游端部噴射到每根柔性管的內部通道內的裝置，從而在纖維傳送方向上產(chǎn)生氣流，而且流化裝置可包括使所述柔性管振動的振動裝置。纖維施加機包括控制單元(未示出)，其具有設計為依照程序順序控制機器人的移動的人機接口 ；纖維鋪放頭；特別是獨立的切割系統(tǒng)和重送系統(tǒng)以及張力限制系統(tǒng)的起重器(jack)。用于供給且控制鋪放頭的電氣的、氣動的和/或液壓的回路布置在從鋪放頭沿機器人臂延伸至控制單元的導管(未示出)內。根據(jù)本發(fā)明，諸如在圖3和圖4上所示意性示出的，柔性管布置在由冷卻裝置7進行冷卻的護套6的內部通道61內。護套6經(jīng)由其開口上游端62和開口下游端63分別固定至儲存裝置和鋪放頭。護套由管狀護罩形成，具有例如大致圓形的橫截面，并且護套由例如聚氨酯的緊密熱塑性材料的織物制成，用金屬框架進行加固，金屬框架例如由從護套的上游端延伸至下游端的螺旋狀金屬絲構成?？商娲?，護套為機器人的環(huán)狀的柔性護套，由聚氨酯或聚酰胺制成。參照圖6A和圖6B，護套的下游端設置有為將其裝配在鋪放頭上而設計的裝配剛性凸緣64。該凸緣包括剛性管641，護套的下游端63安裝且固定在剛性管641上；和大致H型裝配部642，其通過其臂部64 固定至剛性管的內壁，并且H型裝配部642的中間桿 642b設置有能夠卡扣配合于布置在柔性管的兩個下游固定系統(tǒng)52之間的鋪放頭的孔內的條桿643。諸如由圖6B中的虛線所示意性示出的，柔性管布置在中間桿642b的兩側，從而通過其兩端固定至所述下游固定系統(tǒng)52。冷卻裝置7包括安裝在箱體頂壁上的平行六面體盒71。柔性管以如下方式通過箱體的頂壁72的開口 從所述盒內部的張力限制系統(tǒng)48大致垂直地延伸出，并且通過平行六面體盒的頂壁72的開口。護套的上游端62通過凸緣65(圖幻裝配在平行六面體盒的頂壁72上所述開口處，使得護套的內部通道61朝平行六面體盒的內部開口。冷卻裝置進一步包括安裝在平行六面體盒的側壁之一處的冷卻單元73，冷卻單元73能夠在平行六面體盒71內和在護套的內部通道內形成脈沖冷卻空氣流，諸如由圖3和圖4中的箭頭F所示意性示出的。典型地，冷卻單元或空氣加熱器包括空氣入口，其朝外部開口 ；脈沖空氣出口， 其朝平行六面體盒的內部開口 ；鼓風機或脈沖發(fā)生器(pulser)，其用于通過所述空氣入口抽吸外部空氣并且朝著脈沖空氣出口吹氣；以及換熱器，其用于對抽吸的空氣進行冷卻。因而冷卻的空氣流從護套的開口上游端62進入并且從其開口下游端63離開，諸如圖4中所示。此脈沖冷空氣流使得可對柔性管以及纖維鋪放頭進行冷卻。每根柔性管可從外部通過傳導進行整體(bulk)冷卻，使得柔性管的內部通道以及經(jīng)過內部通道的纖維被冷卻。護套的橫截面被限定為使得它大于柔性管的橫截面的總和。優(yōu)選地，為了確保對每根柔性管進行適當?shù)睦鋮s，不通過附著系統(tǒng)將柔性管進行分組以形成彼此壓緊的一捆柔性管。柔性管在護套內進行分組而同時保持在護套內相對于彼此自由運動，使得每根柔性管可被冷空氣流直接地接觸。例如，冷卻單元形成其溫度包括在5°C和15°C之間的脈沖空氣流，例如大約 13°C的脈沖空氣流，使得纖維從儲存裝置至施加頭保持溫度大致等于脈沖空氣的溫度。護套具有足夠的長度和柔性從而不會限制多關節(jié)臂的運動。當鋪放頭接近于紗架時，為了防止護套妨礙鋪放頭的移動和/或防止護套碰到模具，諸如圖5中所示出的，纖維施加機包括松弛恢復系統(tǒng)8，也稱為張緊系統(tǒng)，其作用于所述護套上使得護套的沿著端肘延伸的下游部60c保持伸展。所述松弛恢復系統(tǒng)8包括導軌81，導軌81平行于線性軸20安裝在紗架和平行六面體盒71的上方。為了安裝導軌，箱體在其四個邊角處設置有立柱，后柱8 和前柱82b分別通過后橫桿83a和前橫桿8 彼此連接，導軌固定在所述橫桿下方。第一滑塊8 滑動地安裝在導軌上并且支承例如螺旋彈簧式的自動線纜卷繞裝置85，自動線纜卷繞裝置85 的線纜86的自由端86b固定至護套。第一滑塊通過剛性連桿841連接至第二滑塊84b，第二滑塊84b也滑動地安裝在導軌上，此第二滑塊連接到第二自動線纜卷繞裝置88的線纜89 的自由端89a，第二自動線纜卷繞裝置88裝配至導軌的后端81a。此導軌后端布置在箱體的后方。第一卷繞裝置85的線纜86的自由端86a裝配至護套，使得護套6成為以下形式 第一可變長度區(qū)段6a包括護套的上游端62并且通過大致U型彎曲部6b連接至第二可變長度區(qū)段6c，第二可變長度區(qū)段6c包括護套的通過下游端63裝配至鋪放頭的所述下游部 60c。第一卷繞裝置的線纜的自由端86a裝配在第二區(qū)段的一點處。第一區(qū)段6a與彎曲部 6b和第二區(qū)段6c —起在立柱82a、82b之間形成布置在紗架上方的可變尺寸環(huán)。因而，護套的下游部總是被向后拉動，護套的多余長度總是以環(huán)的形式布置在紗架處。當將鋪放頭帶到與紗架間隔開的位置時，如圖5中所示，護套拉動從卷繞裝置85 展開的線纜86。而且，連接至第二滑塊84b的支承卷繞裝置85的第一滑塊拉動從卷繞裝置 88展開的線纜89，滑塊84a、84b沿著導軌運動。導軌示出的前部在多關節(jié)臂10的底座12 的上方布置在箱體前方，當鋪放頭與紗架間隔開時第一滑塊在該前部上滑動。當鋪放頭通過多關節(jié)臂返回到接近于紗架的位置時，線纜89卷繞在其卷繞裝置88上，并且向后拉動兩個滑塊。類似地，線纜86自動卷繞在其卷繞裝置85上?？商娲?，線纜86的第一卷繞裝置85由其兩端分別連接至第一滑塊和護套的彈性線纜或固定長度線纜替換。優(yōu)選地，第二滑塊經(jīng)由彈性線纜87連接，使得護套通過其彎曲部朝后彈性地偏置。參照圖2和圖4，為了由端肘向上游引導護套，護套有利地穿過安裝在多關節(jié)臂上的引導圈9。此引導圈安裝在多關節(jié)臂的第五部分15上并且由上輥93、下輥94以及兩個側輥91形成，所述輥旋轉地安裝在裝配于多關節(jié)臂的所述第五部分15上的支撐底架95上。 為了避免護套與第六部分和機器人端肘的任何摩擦，底架支承在第六部分16的上方布置在形成引導圈的輥的下游的第二下輥96。圖7至圖10示出了第二實施例，其中纖維鋪放頭安裝在龍門型移動系統(tǒng)上。鋪放機包括具有端肘111的龍門型移動系統(tǒng)101 ；鋪放頭103，其通過輸送裝置連接至纖維儲存裝置104，輸送裝置包括如前所述的置于護套106內的柔性管。龍門型移動系統(tǒng)101包括第一托架112，其沿著第一水平方向X活動地安裝在龍門架113的兩個平行的支撐桿113a之間；第二托架114(圖9)，其沿著垂直于第一水平方向的第二水平方向Y活動地安裝在第一托架112上；以及第三托架115，也稱為滑動托架， 其沿著第三垂直方向Z垂直活動地安裝在第二托架114上。通過安置在各個托架上的驅動裝置可以實現(xiàn)這三個托架的移動，并且這三個托架的移動受鋪放機的主控制器的伺服控制。三軸機器人肘型的肘111圍繞垂直旋轉軸線樞轉地安裝在第三托架115的下端處。根據(jù)圖9，肘包括三個部分第一部分111a，借此，肘圍繞垂直軸線A’ 1樞轉地安裝在第三托架上；第二部分111b，其圍繞軸線A’2樞轉地安裝在第一部分上；以及第三部分111c，其圍繞軸線A’ 3樞轉地安裝在第二部分上，此第三部分為了鋪放頭的移動而在布置于龍門架柱 113b之間的模具M上方承載鋪放頭。如前所述，鋪放機被設計為用于施加例如碳纖維型的卷裝成卷筒形式并且以兩層的形式進入鋪放頭的纖維。根據(jù)圖8，儲存裝置包括兩個紗架141a、141b來收納纖維卷筒， 紗架水平滑動地安裝在第二托架114上。這兩個紗架都安置在箱體142的兩個隔間143a、 143b內，箱體142通過其后壁在滑動托架115的前方固定在第二托架114上，兩個隔間對稱地布置在滑動托架的兩側。每個紗架被設計為用于一層纖維的實施并且聯(lián)接至位于箱體的下隔間內的張力限制系統(tǒng)148。冷卻裝置107包括布置在箱體的兩個隔間143a、14 之間的冷卻單元171，此冷卻單元包括大致平行六面體殼體，該平行六面體殼體在其頂壁上包括脈沖空氣出口以及護套的開口上游端，在脈沖空氣出口處裝配有柔性管上游固定系統(tǒng)。如前所述，冷卻單元173例如經(jīng)由在箱體的后壁處的空氣入口抽吸外部空氣，并且在護套內產(chǎn)生脈沖冷空氣流。離開張力限制系統(tǒng)148的纖維通過冷卻單元的底壁的開口，穿過此冷卻單元，并且通過柔性管。護套松弛恢復系統(tǒng)108包括支架181，支架181安裝在箱體上并且矗立在箱體的頂壁上方。安裝在主支柱組件183的較高端處的支架的橫桿182沿著滑動托架115的垂直正中平面進行布置，并且橫桿182具有布置得超出箱體的正面的端部，自動線纜卷繞裝置188 裝配在該端部，與箱體一體化的主支柱組件183例如包括四個支柱。此自動卷繞裝置188的線纜189的自由端189a裝配至護套106，使得護套具有以下形式第一區(qū)段106a經(jīng)由大致U型彎曲部106b連接至第二區(qū)段106c。第一區(qū)段布置在兩個隔間之間并且包括護套上游端。第二區(qū)段包括沿著肘布置的護套下游區(qū)段106c。卷繞裝置線纜189的自由端189a裝配至第二區(qū)段。第一區(qū)段與彎曲部和第二區(qū)段一起形成布置在紗架之間的可變尺寸環(huán)。因而，護套的下游部160c總是被彈性地垂直向上拉動。線纜卷繞裝置188使得可自動地向上收回護套的多余長度，特別是當鋪放頭從諸如圖7和圖 9中示出的與紗架間隔開的位置運動到諸如圖10中示出的接近于紗架的位置時。護套的第二區(qū)段106c有利地穿過布置在箱體的下部處的引導圈109。此引導圈由前輥193、后輥194、兩個較高側輥191a以及兩個較低側輥191b形成，所述輥旋轉地安裝在裝配至箱體的底壁的支撐底架195上。圖11和圖12示出了第三實施例，其中纖維鋪放頭安裝在柱式移動系統(tǒng)上。鋪放機包括具有端肘211的柱式移動系統(tǒng)201 ；鋪放頭203，其通過輸送裝置連接至纖維儲存裝置204，輸送裝置包括置于護套206中的柔性管。移動系統(tǒng)201包括立柱212，其沿著第一水平方向X活動地安裝在兩個水平導軌 213上；以及托架214，或滑動托架，其沿著垂直方向Z垂直活動地安裝在立柱上，立柱和托架的移動通過安置的驅動裝置來執(zhí)行并且受鋪放機的主控制器的伺服控制。三軸機器人肘型的肘211具有諸如前面所述的三個部分211a、211b、211c。肘圍繞水平旋轉軸線從其第一部分211a至托架的側端樞轉地安裝。第三部分211c為了鋪放頭的移動而在肘側在接近于導軌布置的模具上方支承鋪放頭。
儲存裝置包括用于收納纖維卷筒的紗架M1，紗架一體化在平行六面體箱體242 內，而平行六面體箱體242通過其底壁固定于托架上。兩個張力限制系統(tǒng)248置于箱體內從而各個張力限制系統(tǒng)收納一層纖維的纖維。各個纖維在柔性管中通過，柔性管通過其一端固定至與張力限制系統(tǒng)一體化的下游固定系統(tǒng)和與鋪放頭一體化的下游固定系統(tǒng)，一組柔性管通過位于箱體的布置在端肘側的側壁對加的頂部的開口。在所述開口處經(jīng)由凸緣裝配護套的開口上游端。冷卻裝置207包括裝配至箱體的冷卻單元273，例如冷卻單元273抵靠與肘對置的側壁布置，所述單元能夠將經(jīng)冷卻的脈沖空氣直接吹入箱體內，冷脈沖空氣通過護套的開口上游端穿過從而通過其開口下游端離開。因此，冷卻單元使得可對箱體的內部以及護套和鋪放頭進行冷卻。在此實施例中，當鋪放頭接近于紗架時，必須去除的護套多余長度保持較小。護套的松弛恢復系統(tǒng)208只包括裝配在側壁Mh的下部處的自動線纜卷繞裝置觀8，此自動卷繞裝置的線纜289的自由端裝配至護套206，使得護套具有以下形狀包括護套上游端的第一區(qū)段206a經(jīng)由大致90°的肘形彎曲部206b連接至第二區(qū)段206c，第二區(qū)段206c大致對應于護套的沿著端肘布置的下游部^K)c。卷繞裝置線纜觀9的自由端裝配至彎曲部。因而護套下游部總是被彈性且橫向地朝紗架拉動。在線纜附著點的下游，護套有利地穿過布置于肘上方大致在肘和托架的裝配平面處的引導圈209內。此引導圈由水平高輥、水平低輥、兩個垂直側輥形成，所述輥旋轉地安裝在裝配至托架和箱體的側壁的支撐底架295上。雖然已經(jīng)結合多個特定的實施例描述了本發(fā)明，但應理解的是，本發(fā)明決不是限于此，而是包括所描述裝置的所有技術等同裝置及其組合，這些也應當落入本發(fā)明的范圍內。
權利要求
1.一種纖維施加機，包括用于移動纖維施加頭的移動系統(tǒng)；纖維儲存裝置；以及用于將纖維從所述儲存裝置輸送到所述施加頭的纖維輸送裝置，其特征在于，所述纖維輸送裝置(5)置于至少一個管狀柔性護套(6，106，206)的內部通道(61，161J61)中，所述纖維施加機進一步包括用于將冷氣體噴射到所述護套的所述內部通道中的冷卻裝置(7，107，207)。
2.根據(jù)權利要求1所述的纖維施加機，其特征在于，所述纖維輸送裝置包括柔性管 (5)，每根柔性管能夠將纖維收納在其內部通道中，所述柔性管布置在至少一個柔性護套 (6，106，206)的所述內部通道中。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的纖維施加機，其特征在于，所述護套(6，106，206)從布置在所述儲存裝置(4，104，204)處的上游端(6 延伸至布置在所述施加頭(3，103，203)處的開口下游端(63)，所述冷氣體噴射裝置(7，107，207)能夠將冷氣體從所述護套的所述上游端噴射到所述護套的所述內部通道(61)中，所述噴射裝置使得在所述護套內產(chǎn)生朝向所述施加頭的冷氣體流(F)，所述冷氣體流從所述開口下游端離開。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的纖維施加機，其特征在于，所述護套(6，106， 206)分別通過上游固定裝置和下游固定裝置將其上游端(6 和其下游端(6 分別裝配至所述儲存裝置(4，104，204)和所述施加頭(3，103，203)，所述護套具有足夠的長度和柔性從而不會約束施加頭移動系統(tǒng)的運動。
5.根據(jù)權利要求4所述的纖維施加機，其特征在于，所述纖維施加機包括松弛恢復系統(tǒng)(8，108，208)，所述松弛恢復系統(tǒng)作用于所述護套(6，106，206)上，使得無論所述施加頭的位置如何，至少所述護套的下游部(60c，160c，260c)保持基本繃緊。
6.根據(jù)權利要求5所述的纖維施加機，其特征在于，所述松弛恢復系統(tǒng)(8，108，208) 包括彈性回復用裝置(85，88，188，288)，所述彈性回復用裝置將所述護套的一點彈性地連接至所述纖維施加機的相對于所述儲存裝置固定的一點(81a，182)，使得所述護套形成以下形式可變長度的第一區(qū)段0^，106a，206a)連接至所述儲存裝置并且經(jīng)由彎曲部(6b， 106b, 206b)連接至可變長度的第二區(qū)段(6c，106c，206c)，所述第二區(qū)段包括所述護套的下游部，所述彈性回復用裝置連接在所述第二區(qū)段和/或所述彎曲部的一點處。
7.根據(jù)權利要求6所述的纖維施加機，其特征在于，所述連接裝置包括至少一個自動線纜卷繞裝置(85，88，188，288)，所述卷繞裝置之中的一個構件和其線纜(86，89，189， 289)的自由端(86a，89a，189a)連接至所述纖維施加機的所述一點，另一構件固定至所述護套的所述第二區(qū)段(6c, 106c, 206c)或所述彎曲部(6b，106b，206b)。
8.根據(jù)權利要求7所述的纖維施加機，其特征在于，所述松弛恢復系統(tǒng)(8，108，208)包括安裝在固定于所述儲存裝置(104)的導軌(81)上的滑塊(84b)，所述滑塊經(jīng)由線纜(86) 連接至所述護套(6)并且經(jīng)由線纜(89)的所述自動卷繞裝置(88)彈性地連接至所述導軌的與所述施加頭對置的一端(81a)，將所述滑塊連接至所述護套的所述線纜(86)是第二自動卷繞裝置(85)的線纜。
9.根據(jù)權利要求6至8中任一項所述的纖維施加機，其特征在于，所述移動系統(tǒng)包括六軸機器人型多關節(jié)臂(10)，所述儲存裝置(4)包括用于收納纖維卷筒的紗架(41)，所述紗架一體化在箱體0 內，護套(6)的所述第一區(qū)段(6a)與所述彎曲部(6b)和所述第二區(qū)段(6c) —起形成布置在所述紗架上方的可變尺寸環(huán)。
10.根據(jù)權利要求6至8中任一項所述的纖維施加機，其特征在于，所述移動系統(tǒng) (101,201)為笛卡爾型移動系統(tǒng)，其包括第一托架(114，212)，其沿著水平方向活動地安裝；以及第二托架(115，214)，其可垂直移動地安裝在所述第一托架上并且在其下端設置有承載所述施加頭(3，20；3)的機器人肘(111，211)，所述儲存裝置(4，204)包括用于收納纖維卷筒的至少一個紗架(141a，141b ；241)，所述至少一個紗架安裝在所述第一托架(114) 上或者安裝在所述第二托架(214)上。
11.根據(jù)權利要求5至10中任一項所述的纖維施加機，其特征在于，所述移動系統(tǒng)(1， 101,201)設置有引導圈(9，109，209)，所述護套的所述第二區(qū)段(6c, 106c, 206c)穿過所述引導圈。
12.根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的纖維施加機，其特征在于，所述冷卻裝置(7， 107,207)包括能夠在所述護套(6，106，206)的所述內部通道(61)中形成脈沖冷空氣流的冷卻單元(73，173，273)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造由復合材料制成的部件的纖維施加機，其包括用于移動纖維施加頭(3)的系統(tǒng)(1)；纖維儲存裝置(4)；以及用于將纖維從所述儲存裝置輸送到所述施加頭的纖維輸送裝置(5)，所述纖維施加機的特征在于，所述纖維輸送裝置置于至少一個管狀柔性護套(6)的內部通道(61)中，所述纖維施加機進一步包括能夠將冷氣體噴射到所述護套的所述內部通道(61)中的冷卻裝置(7)。
文檔編號B29C70/38GK102196897SQ200980143115
公開日2011年9月21日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權日2008年10月28日
發(fā)明者亞力山大·哈姆林, 伊萬·哈蒂 申請人:科里奧利合成技術公司