專(zhuān)利名稱：自動(dòng)鋪設(shè)預(yù)浸絲的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)鋪設(shè)預(yù)浸絲的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
先進(jìn)復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比模量的特點(diǎn)，使其在滿足同等強(qiáng)度要求的前提下，相對(duì)于傳統(tǒng)材料顯著的減輕了結(jié)構(gòu)質(zhì)量，其地位已經(jīng)獲得航空航天界的一致認(rèn)可。而復(fù)合材料自動(dòng)鋪設(shè)預(yù)浸絲的技術(shù)具有成型精度高、曲面適應(yīng)性強(qiáng)、鋪放自由度大等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)浸絲獨(dú)立的切割、重送與壓實(shí)等功能，特別適合于大曲率復(fù)雜曲面的大型復(fù)合材料構(gòu)件精密自動(dòng)化成型制造。但其在鋪放具有大折邊的模具時(shí)，如翼梁等，壓輥一端會(huì)翹起，導(dǎo)致已鋪放好的預(yù)浸絲被拉起，令一端無(wú)法緊貼模具，導(dǎo)致預(yù)浸絲無(wú)法被壓實(shí)到模具表面，嚴(yán)重影響鋪絲質(zhì)量。參見(jiàn)圖I和圖2，公開(kāi)了一種以現(xiàn)有的自動(dòng)鋪設(shè)預(yù)浸絲的設(shè)備的滾壓裝置在模具上鋪絲的情形。其中，該滾壓裝置具有鋪絲頭101和壓輥102，該模具具有第一表面104和第二表面106,其中第一表面104和第二表面106具有共同的折邊112,兩個(gè)表面呈一定角度。當(dāng)從第一表面104向第二表面106鋪絲時(shí)，壓輥102壓著預(yù)浸絲108沿著第一表面104 前進(jìn)以壓實(shí)預(yù)浸絲108。當(dāng)該壓輥102的中心110前進(jìn)到折線112時(shí)，該壓輥102會(huì)翻折， 同時(shí)，其一端會(huì)翹起，如圖2所示，這會(huì)使得已鋪放好的預(yù)浸絲的一部分114被拉起，與此同時(shí)，由于壓輥102的另一端無(wú)法緊貼模具從而導(dǎo)致預(yù)浸絲的另一部分116無(wú)法被壓實(shí)。上述情形會(huì)嚴(yán)重地影響到鋪絲的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決壓輥遇到折邊時(shí)翹起而導(dǎo)致預(yù)浸絲無(wú)法壓實(shí)的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種自動(dòng)鋪設(shè)預(yù)浸絲的方法，其用于對(duì)模具的相鄰的第一表面和第二表面鋪絲，所述方法包括如下步驟(a)主壓輥壓置預(yù)浸絲并在第一表面上前進(jìn)，以使預(yù)浸絲在縱向上完全鋪設(shè)在第一表面上；(b)主壓輥壓置預(yù)浸絲并離開(kāi)第一表面，并在第一表面的切向方向上繼續(xù)前進(jìn)，以使預(yù)浸絲在橫向上完全延伸出第一表面；(C)主壓輥壓置延伸出第一表面的預(yù)浸絲在第二表面上；(d)輔助壓輥壓實(shí)延伸出第一表面的預(yù)浸絲在第二表面上。具體地，在步驟(b)中，所述主壓輥壓置預(yù)浸絲并離開(kāi)第一表面的初始離開(kāi)位置為當(dāng)主壓輥的中心落在第一表面和第二表面的交線時(shí)所述主壓輥的所處的位置；所述主壓輥在第一表面的切向方向上繼續(xù)前進(jìn)的距離為W/(2*tg0)的距離，其中，W表示所述主壓輥的寬度，Θ表示所述預(yù)浸絲與所述交線的角度。具體地,在步驟(d)中,所述輔助壓輥由氣缸驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種自動(dòng)鋪設(shè)預(yù)浸絲的設(shè)備，其包括滾壓裝置，所述滾壓裝置具有鋪絲頭、主壓輥、輔助壓輥和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，所述主壓輥通過(guò)固定到所述鋪絲頭上的主 壓輥軸定位，所述輔助壓輥由固定到所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一端的輔助壓輥軸定位，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 的另一端固定到所述鋪絲頭上。具體地，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為可上下驅(qū)動(dòng)的氣缸。具體地，所述主壓輥和所述輔助壓輥之間的距離被配置為當(dāng)對(duì)模具的相鄰的第 一表面和第二表面鋪絲時(shí)，不小于w/tg0的距離；其中，W表示所述主壓輥的寬度，0表示 所述第一表面和所述第二表面的交線與所述預(yù)浸絲之間的角度。具體地，輔助壓輥的寬度與所述主壓輥的寬度相同。應(yīng)用本發(fā)明的自動(dòng)鋪設(shè)預(yù)浸絲的方法以及設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)位于模具折邊處的預(yù) 浸絲的平整鋪放。


為了解釋本發(fā)明，將在下文中參考附圖描述其示例性實(shí)施方式，附圖中圖1示意性地示出了現(xiàn)有技術(shù)中的自動(dòng)鋪絲裝置的滾壓裝置；圖2示出了以圖1所述的滾壓裝置對(duì)相鄰且有角度的兩個(gè)表面鋪絲的示意圖；圖3示意性地示出了本發(fā)明的自動(dòng)鋪絲裝置的滾壓裝置；圖4示出了以圖3所述的滾壓裝置對(duì)相鄰且有角度的兩個(gè)表面鋪絲的示意圖，其 中，該滾壓裝置對(duì)模具的第一表面進(jìn)行鋪絲；圖5示出了以圖4所述的滾壓裝置對(duì)相鄰且有角度的兩個(gè)表面鋪絲的示意圖，其 中，該滾壓裝置沿模具的第一表面的切線方向繼續(xù)前進(jìn)；圖6示出了以圖5所述的滾壓裝置對(duì)相鄰且有角度的兩個(gè)表面鋪絲的示意圖，其 中，該滾壓裝置的主壓輥使預(yù)浸絲覆蓋到第二表面但并未壓實(shí)；圖7示出了以圖6所述的滾壓裝置對(duì)相鄰且有角度的兩個(gè)表面鋪絲的示意圖，其 中，該滾壓裝置的輔助壓輥下壓；圖8示出了以圖7所述的滾壓裝置對(duì)相鄰且有角度的兩個(gè)表面鋪絲的示意圖，其 中，該滾壓裝置的輔助壓輥使預(yù)浸絲壓實(shí)；圖9示出了以圖8所述的滾壓裝置對(duì)相鄰且有角度的兩個(gè)表面鋪絲的示意圖，其 中，該滾壓裝置的輔助壓輥在預(yù)浸絲壓實(shí)后抬起；不同圖中的相似特征由相似的附圖標(biāo)記指示。
具體實(shí)施例方式如圖3所示，本發(fā)明公開(kāi)了 一種自動(dòng)鋪絲設(shè)備的滾壓裝置，該滾壓裝置具有鋪絲 頭201、主壓輥202、氣缸204和輔助壓輥206 ;主壓輥202通過(guò)固定到鋪絲頭201上的主壓 輥軸可旋轉(zhuǎn)地定位；氣缸204的一端固定到鋪絲頭201上另一端固定連接輔助壓輥軸，輔助 壓輥206可旋轉(zhuǎn)地定位到輔助壓輥軸上，藉此，氣缸204可驅(qū)動(dòng)輔助壓輥206上升或下降。本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，該氣缸204可以為其他形式的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。參見(jiàn)圖3-圖9，下面描述了本發(fā)明的滾壓裝置在模具上進(jìn)行鋪絲的操作，其中，該 模具具有第一表面208和第二表面210，其中第一表面208和第二表面210具有共同的折邊 220，兩個(gè)表面呈一定角度。當(dāng)在第一表面208上鋪絲時(shí)，主壓輥202壓著預(yù)浸絲212沿著第一表面208前進(jìn)以壓實(shí)預(yù)浸絲212，同時(shí)，輔助壓輥206處于抬起狀態(tài)。當(dāng)該主壓輥202 的中心214前進(jìn)到折線220時(shí)，主壓輥202不立即翻折到第二表面210，主壓輥202繼續(xù)沿第一表面208的切線方向繼續(xù)前進(jìn)，在繼續(xù)前進(jìn)的過(guò)程中，主壓輥202的中心共前進(jìn)了距離 d，同時(shí)使得部分預(yù)浸絲218延伸出第一表面208之外，如圖5所示。這段距離與主壓輥202 的寬度W和鋪絲角度Θ有關(guān)再前進(jìn)的這段距離為d = w/(2*tg0)。其中，當(dāng)鋪絲角度 Θ實(shí)際上為0°或90°時(shí)，主壓輥202則不需再前進(jìn)。當(dāng)主壓輥202的中心前進(jìn)完上述距離d后，鋪絲頭201翻折到模具的第二表面 210。通過(guò)自身張力的作用，上述部分延伸出第一表面208之外的預(yù)浸絲218可以平整地覆蓋到第二表面210上，如圖6所示。此時(shí)，預(yù)浸絲218并沒(méi)有通過(guò)主壓輥202被壓實(shí)到第二表面210上，因此，控制氣缸204作動(dòng)，使輔助壓輥206下壓，如圖7所示。主壓輥202繼續(xù)鋪放，該鋪絲頭201帶動(dòng)輔助壓輥206向前運(yùn)動(dòng)，藉此，輔助壓輥206將預(yù)浸絲218壓實(shí)到第二表面210上，如圖8所示。當(dāng)預(yù)浸絲218被輔助壓輥206全部壓實(shí)后，控制氣缸204作動(dòng)，將輔助壓輥206抬起，如圖9所示。這樣，就實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)鋪絲設(shè)備對(duì)預(yù)浸絲在模具的折邊部位的平整鋪放。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，主壓輥202和輔助壓輥206之間的距離被配置為當(dāng)對(duì)模具的相鄰的第一表面208和第二表面210鋪絲時(shí)，該距離不小于Wtg Θ的距離以使得該輔助壓輥206可以對(duì)鋪設(shè)在第二表面210上的全部預(yù)浸絲進(jìn)行壓實(shí)動(dòng)作；其中，W表示主壓輥202的寬度，Θ表示第一表面208和第二表面210的交線與預(yù)浸絲218之間的角度。也可以理解，該輔助壓輥206的寬度與主壓輥202的寬度相同。本發(fā)明不以任何方式限制于在說(shuō)明書(shū)和附圖中呈現(xiàn)的示例性實(shí)施方式。示出以及描述的實(shí)施方式(的部分)的所有組合明確地理解為并入該說(shuō)明書(shū)之內(nèi)并且明確地理解為落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。而且，在如權(quán)利要求書(shū)概括的本發(fā)明的范圍內(nèi)，很多變形是可能的。
此外，不應(yīng)該將權(quán)利要求書(shū)中的任何參考標(biāo)記構(gòu)造為限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)鋪設(shè)預(yù)浸絲的方法，其用于對(duì)模具的相鄰的第一表面和第二表面鋪絲，所述方法包括如下步驟 (a)主壓輥壓置預(yù)浸絲并在第一表面上前進(jìn)，以使預(yù)浸絲在縱向上完全鋪設(shè)在第一表面上； (b)主壓輥壓置預(yù)浸絲并離開(kāi)第一表面，并在第一表面的切向方向上繼續(xù)前進(jìn)，以使預(yù)浸絲在橫向上完全延伸出第一表面； (c)主壓輥壓置延伸出第一表面的預(yù)浸絲在第二表面上； (d)輔助壓輥壓實(shí)延伸出第一表面的預(yù)浸絲在第二表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在步驟(b)中，所述主壓輥壓置預(yù)浸絲并離開(kāi)第一表面的初始離開(kāi)位置為當(dāng)主壓輥的中心落在第一表面和第二表面的交線時(shí)所述主壓輥的所處的位置；所述主壓輥在第一表面的切向方向上繼續(xù)前進(jìn)的距離為W/(2*tg Θ )的距離，其中，W表示所述主壓輥的寬度，Θ表示所述預(yù)浸絲與所述交線的角度。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的方法，其特征在于，在步驟(d)中，所述輔助壓輥由氣缸驅(qū)動(dòng)。
4.一種自動(dòng)鋪設(shè)預(yù)浸絲的設(shè)備，其包括滾壓裝置，所述滾壓裝置具有鋪絲頭、主壓輥、輔助壓輥和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，所述主壓輥通過(guò)固定到所述鋪絲頭上的主壓輥軸定位，所述輔助壓輥由固定到所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一端的輔助壓輥軸定位，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的另一端固定到所述鋪絲頭上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為可上下驅(qū)動(dòng)的氣缸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的設(shè)備，其特征在于，所述主壓輥和所述輔助壓輥之間的距離被配置為當(dāng)對(duì)模具的相鄰的第一表面和第二表面鋪絲時(shí)，不小于W/tg0的距離；其中，W表示所述主壓輥的寬度，Θ表示所述第一表面和所述第二表面的交線與所述預(yù)浸絲之間的角度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述輔助壓輥的寬度與所述主壓輥的寬度相問(wèn)。
全文摘要
一種自動(dòng)鋪設(shè)預(yù)浸絲的方法和設(shè)備，用于對(duì)模具的相鄰的第一表面和第二表面鋪絲，所述方法包括如下步驟(a)主壓輥壓置預(yù)浸絲并在第一表面上前進(jìn)，以使預(yù)浸絲在縱向上完全鋪設(shè)在第一表面上；(b)主壓輥壓置預(yù)浸絲并離開(kāi)第一表面，并在第一表面的切向方向上繼續(xù)前進(jìn)，以使預(yù)浸絲在橫向上完全延伸出第一表面；(c)主壓輥壓置延伸出第一表面的預(yù)浸絲在第二表面上；(d)輔助壓輥壓實(shí)延伸出第一表面的預(yù)浸絲在第二表面上。應(yīng)用本發(fā)明的自動(dòng)鋪設(shè)預(yù)浸絲的方法以及設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)位于模具折邊處的預(yù)浸絲的平整鋪放。
文檔編號(hào)B29C70/38GK102700151SQ201210150630
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者余永波, 劉軍, 孫成, 文立偉, 晏冬秀, 李志遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:上海飛機(jī)制造有限公司, 南京航空航天大學(xué)