本發(fā)明涉及一種制備復(fù)合材料型材填充條的設(shè)備及制備工藝。

背景技術(shù)：

大型設(shè)備中對復(fù)合材料的應(yīng)用越來越多，復(fù)合材料在各種設(shè)備構(gòu)件中的應(yīng)用日益增長。但由于復(fù)合材料型材為附模成型，型材與板材連接時在其拐角處會留有三角空隙，導(dǎo)致制件的力學(xué)性能下降。為了解決這一隱患，綜合考慮成本、減重、增強(qiáng)效果等因素，制備復(fù)合材料型材填充條填充空隙是較為合理的選擇。但目前國內(nèi)均采用手工制作，生產(chǎn)效率低下，而且尺寸質(zhì)量不穩(wěn)定，耗時長，這導(dǎo)致了成本的提高，以及結(jié)構(gòu)件尺寸和性能易出現(xiàn)缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一個目的是提供一種能連續(xù)自動化制備復(fù)合材料型材填充條的設(shè)備。

實現(xiàn)本發(fā)明第一個目的的技術(shù)方案是制備復(fù)合材料型材填充條的設(shè)備，包括按照位于機(jī)架上的收放卷系統(tǒng)、加熱成型系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)，以及控制收放卷系統(tǒng)、加熱成型系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)的控制系統(tǒng)；所述收放卷系統(tǒng)包括放卷裝置；述加熱成型系統(tǒng)包括加熱裝置、張力均衡器、預(yù)成型?？诤投ㄐ推?；所述張力均衡器的截面為正弦波形狀，寬度朝向出口逐漸減小；所述牽引系統(tǒng)包括牽引裝置。

所述定型器包含至少兩個截面形狀或者尺寸不同的定型模具。

所述收放卷系統(tǒng)還包括襯紙收卷筒和隔離膜收卷筒和驅(qū)動放卷裝置、襯紙收卷筒和隔離膜收卷筒的電機(jī)。

所述收放卷系統(tǒng)還包括切邊裝置和余料收卷筒；所述切邊裝置包括切邊電機(jī)和平行設(shè)置的兩片切刀；所述余料收卷筒由電機(jī)控制。

所述兩片切刀之間的間距可調(diào)。

所述電機(jī)為扭矩電機(jī)；所述切邊電機(jī)為伺服電機(jī)。

所述收放卷系統(tǒng)還包括過渡輥。

所述牽引裝置還包括切割裝置、機(jī)械手和成品托盤。

所述機(jī)械手為氣動兩爪機(jī)械手。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種復(fù)合材料型材填充條的制備工藝。

實現(xiàn)本發(fā)明第二個目的的技術(shù)方案是采用本發(fā)明前述的設(shè)備，選擇所需截面形狀的定型模具放置于定型器上，復(fù)合材料以條帶形式由放卷裝置送出，經(jīng)過渡輥后通過切邊裝置，切割后的余料由余料收卷筒收集，隔離膜和襯紙分別由隔離膜收卷筒和襯紙收卷筒剝離和收集；復(fù)合材料經(jīng)過加熱裝置加熱軟化，依次經(jīng)張力均衡器、預(yù)成型?？诤投ㄐ推魍瓿沙尚偷玫剿杞孛嫘螤畹奶畛錀l；填充條由牽引裝置牽引到所需長度后，由切割裝置切割，成品由機(jī)械手抓取后放入成品托料盤運(yùn)走。

采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有積極的效果：(1)本發(fā)明的設(shè)備能夠自動化生產(chǎn)復(fù)合材料填充條，加熱成型系統(tǒng)中還設(shè)置張力均衡器，能夠提高填充條的穩(wěn)定性和確保生產(chǎn)的連續(xù)運(yùn)行，解決了現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)不連續(xù)、尺寸和質(zhì)量不穩(wěn)定、耗時長的問題。

(2)本發(fā)明的張力均衡器采用正弦波浪形形狀，且向出口寬度逐漸變窄，這樣能夠很好的穩(wěn)定加熱后的復(fù)合材料的性能，收縮過程中也提高了復(fù)合材料的強(qiáng)度。

(3)本發(fā)明的定型器有多個工位，可以放置多個截面形狀不同的定型模具，這樣可以實現(xiàn)不同截面形狀的填充條的生產(chǎn)。

(4)本發(fā)明的收放卷裝置可以同時收集隔離膜和襯紙，因此對于復(fù)合有一面保護(hù)膜以及復(fù)合有兩面保護(hù)膜的復(fù)合材料帶都可以進(jìn)行收卷，非常方便。

(5)本發(fā)明的收卷裝置還設(shè)置切刀間距可調(diào)的切邊裝置，并設(shè)置余料收卷筒，這樣對復(fù)合材料帶的寬度就沒有限制了，而且余料還可以回收利用。

(6)本發(fā)明的切邊裝置的電機(jī)為伺服電機(jī)，穩(wěn)定高效，精度可控；控制放卷和收卷筒的電機(jī)為扭矩電機(jī)，能確保張力的穩(wěn)定。

附圖說明

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的控制框圖。

附圖中標(biāo)號為：

機(jī)架1、收放卷系統(tǒng)2、放卷裝置21、襯紙收卷筒22、隔離膜收卷筒23、電機(jī)24、切邊裝置25、余料收卷筒26、過渡輥27、加熱成型系統(tǒng)3、加熱裝置31、張力均衡器32、預(yù)成型?？?3、定型器34、牽引系統(tǒng)4、牽引裝置41、切割裝置42、機(jī)械手43、成品托盤44、控制系統(tǒng)5。

具體實施方式

(實施例1)

見圖1和圖2，本實施例的制備復(fù)合材料型材填充條的設(shè)備，包括按照位于機(jī)架1上的收放卷系統(tǒng)2、加熱成型系統(tǒng)3和牽引系統(tǒng)4，以及控制收放卷系統(tǒng)2、加熱成型系統(tǒng)3和牽引系統(tǒng)4的控制系統(tǒng)5。控制系統(tǒng)5包括觸控屏、操作面板和plc操作系統(tǒng)，用于對前述系統(tǒng)的運(yùn)動及工藝參數(shù)進(jìn)行控制，使各系統(tǒng)按照填充條工藝流程有序連續(xù)運(yùn)動，實現(xiàn)設(shè)備連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

收放卷系統(tǒng)2包括放卷裝置21、襯紙收卷筒22、隔離膜收卷筒23、電機(jī)24、切邊裝置25、余料收卷筒26和過渡輥27。電機(jī)24驅(qū)動放卷裝置21、襯紙收卷筒22、隔離膜收卷筒23和余料收卷筒26。切邊裝置25包括切邊電機(jī)和平行設(shè)置的兩片切刀；兩片切刀之間的間距可調(diào)。電機(jī)24為扭矩電機(jī)；切邊電機(jī)為伺服電機(jī)。本系統(tǒng)用于提供復(fù)合材料預(yù)浸料，經(jīng)切割裝置切割成需要的寬度后，分別收集余料、隔離膜和襯紙，并通過過渡輥保證傳輸平直穩(wěn)定，扭矩電機(jī)保證張力的穩(wěn)定。

加熱成型系統(tǒng)3包括加熱裝置31、張力均衡器32、預(yù)成型?？?3和定型器34；張力均衡器32的截面為正弦波形狀，寬度朝向出口逐漸減小，實現(xiàn)張力的均衡，同時將復(fù)合材料帶收窄。定型器34包含至少兩個截面形狀或者尺寸不同的定型模具，可根據(jù)需要自由切換。

牽引系統(tǒng)4包括牽引裝置41、切割裝置42、機(jī)械手43和成品托盤44。機(jī)械手43為氣動兩爪機(jī)械手。

選擇所需截面形狀的定型模具放置于定型器34上，復(fù)合材料以條帶形式由放卷裝置21送出，經(jīng)過渡輥27后通過切邊裝置25，切割后的余料由余料收卷筒26收集，隔離膜和襯紙分別由隔離膜收卷筒23和襯紙收卷筒22剝離和收集；復(fù)合材料經(jīng)過加熱裝置31加熱軟化，保證其具有一定的黏度和粘結(jié)性，依次經(jīng)張力均衡器32、預(yù)成型?？?3和定型器34完成成型得到所需截面形狀的填充條；填充條由牽引裝置41牽引到所需長度后，由切割裝置42切割，成品由機(jī)械手43抓取后放入成品托料盤44運(yùn)走。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了制備復(fù)合材料型材填充條的設(shè)備及制備工藝，設(shè)備包括按照位于機(jī)架上的收放卷系統(tǒng)、加熱成型系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)，以及控制收放卷系統(tǒng)、加熱成型系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)的控制系統(tǒng)；所述收放卷系統(tǒng)包括放卷裝置；述加熱成型系統(tǒng)包括加熱裝置、張力均衡器、預(yù)成型?？诤投ㄐ推?；所述張力均衡器的截面為正弦波形狀，寬度朝向出口逐漸減??；所述牽引系統(tǒng)包括牽引裝置。本發(fā)明的設(shè)備能夠自動化生產(chǎn)復(fù)合材料填充條，加熱成型系統(tǒng)中還設(shè)置張力均衡器，能夠提高填充條的穩(wěn)定性和確保生產(chǎn)的連續(xù)運(yùn)行，解決了現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)不連續(xù)、尺寸和質(zhì)量不穩(wěn)定、耗時長的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：王天宇;段躍新
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京航空航天大學(xué);常州市新創(chuàng)復(fù)合材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.02
技術(shù)公布日：2017.07.28