層合復合件的方法和設備的制作方法
【專利摘要】利用臺架（57，59）將帶層合頭（66，78）沿著基體的長度方向移動，從而將復合帶層合到基體上。層合頭被安裝用于沿著在臺架上的梁（60，76）運動，其中臺架延伸過基體的寬度。層合的方向可以由梁的角度方向的變化而改變。
【專利說明】層合復合件的方法和設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明大體涉及復合結構的制造，并且更具體地，涉及使用自動層板層合來鋪放結構的方法和設備。
【背景技術】
[0002]諸如應用于汽車工業(yè)、航海業(yè)和航空航天的復合結構可以使用自動復合材料施加機器被制造，該機器一般指的是自動纖維鋪設(AFP)機和復合帶鋪放機(CTLM)。這些機器可以被用于航空航天領域，例如，通過以連續(xù)的邊對邊接觸的方式放置多個帶條以形成被壓實到工具上的單個寬型帶寬從而制造大型結構。
[0003]上述機器采用具有操作靈活性比較高的纖維鋪設頭，其包括獨立于其他任何帶條進行添加、減少或切斷任一或所有的相連帶條的能力。但是，這些機器可能不會很好地適用于鋪放相對長且窄的結構，諸如翼梁和縱梁，其需要具有零角度纖維方向的長帶道(tapecourse)以及許多非零角度纖維方向的短帶道。例如，但不局限于，上述自動化機器可能難以鋪放在成型過程中不起皺的零角度長帶道，并且不能有效地鋪放需要多次快速啟動-停止機器運動的相對短的非零角度帶道。
[0004]因此，這就需要一種能夠很好地適合用于鋪放長且窄部分的自動化復合帶層合的方法和設備，其減少或消除層板起皺、減少材料的浪費并且提高非零方向帶道的鋪放率。

【發(fā)明內容】

[0005]所公開的實施例提供一種用于層合相對長且窄的層合結構(比如包括由單向復合帶形成的具有不同纖維方向的多層層板的縱梁和翼梁)的方法和設備。這些實施例使用窄帶并且能夠更好地與長窄部分的寬度尺寸相匹配從而減少浪費。相對長的零角度帶道可以用改善的減少起皺的措施被層合，并且非零角度帶道可以被有效地鋪層，并且以減少材料浪費且同時提高層合率的方式被切斷。該設備的特征是快速鍘刀型帶切割刀具，其可以旋轉到不同切割角度進行切割以消除浪費。非常短的帶道能夠被快速層合。鍘刀型切割刀具的特征是有專門設計的音圈致動器以實現(xiàn)快速的切割運動。切割刀具刀片隨著帶的運動一起樞轉，從而減少帶張力的不期望的尖峰。層合頭包括多個帶控制模塊，其橫向可調以調節(jié)鄰接帶條之間的間隔。用于層合零角度帶道的帶控制模塊允許帶段之間的無明顯間隙的切口，從而形成可以減少層板起皺的不連續(xù)的帶道。層合頭能夠彼此相對精確定位，以便如果需要的話則帶條之間的間隙能夠被改變。
[0006]根據(jù)一個公開的實施例，提供一種用于將復合帶層合到基體上的設備，所述設備包括相對于基體沿著第一軸線可移動的層合機。層合機包括第一和第二分隔開的支撐件以及沿第二軸線延伸過基體的梁。梁與每個支撐件之間的樞轉連接允許梁相對于第一軸線的角度方向的變化。該設備還包括梁上的至少一個帶層合頭，其用于將復合帶層合到基體上。該層合機還包括多個梁和在每個梁上的帶層合頭。該設備還包括位于每個梁和支撐件之間的多個樞轉鏈接，其用于允許每個梁相對于第一軸線的角度方向的改變。支撐件可以相互獨立地沿大致平行于第一軸線的方向運動。當梁的角度方向已經(jīng)變化時，梁與一個支撐件之間的可滑動連接允許梁相對于支撐件滑動。帶層合頭包含被安裝成沿著梁基本上平行運動的多個托架以及在每一個托架上的用于將復合帶條鋪放到基體上的帶控制模塊。
[0007]根據(jù)另一實施例，提出了一種將復合帶層合到基體上的方法。該方法包括:使層合機和基體沿著軸線相對運動，和隨著層合機與基體相對彼此運動，使帶控制模塊沿著臺架上的梁運動。該方法還包括:使用帶控制模塊來層合至少一條復合帶到基體上，和改變梁相對于軸線的角度方向。改變梁的角度方向是通過梁的樞轉被實現(xiàn)的。
[0008]根據(jù)另一實施例，復合帶層合頭包含復合帶的供應，和適用于將帶壓實到基體上的壓緊輥。該頭還包含:帶進給組件，其用于將帶從帶供應進給到壓緊輥；及切割組件，其包含往復運動的切割刀片以用于切割被進給到壓實輥的帶。該切割組件包含轉子組件以用于旋轉切割刀片至多個切割角度中的任意角度。該轉子組件包含殼體和可旋轉地安裝在殼體上的氣缸，并且切割組件還包含與切割刀片聯(lián)接并且往復運動地安裝在氣缸里的活塞。
[0009]根據(jù)另一實施例，提出一種將復合帶層合到基體上的方法，所述方法包含使帶層合頭以傾斜于基體邊緣的角度移動過基體。該方法還包含隨著層合頭移動越過基體，切割復合帶的長度，其包括大致平行于基體邊緣切割所述帶，和將帶壓實到基體上。
[0010]根據(jù)另一實施例，復合帶層合頭包括復合帶的供應、適用于將帶壓實到基體上的壓緊輥和將帶從帶供應進給到壓緊輥的帶進給組件。層合頭還包含用于切割帶的帶切割組件，其包含切割刀片，所述切割刀片能夠在帶被切割時隨著帶一起運動。帶切割組件包括用于將刀片樞轉地安裝在層合頭上的耳軸。刀片在切割過程中可以沿著圓弧軸轉，并且該帶切割組件包括砧座，刀片抵靠該砧座切割帶，其中該砧座可隨刀片沿著圓弧樞轉。
[0011]根據(jù)另一實施例，提出了一種將復合帶層合到基體上的方法，該方法包含使帶層合頭運動過基體，和進給復合帶到層合頭上的壓緊輥。該方法還包括隨著層合頭移動越過基體，使用切割刀片切割復合帶的長度，其包括隨著刀片切割帶，使刀片隨著帶一起移動。該方法還包括將帶壓實到基體上。使刀片隨著帶一起移動包括以基本上相同的速度沿著弧度移動刀片和帶。
[0012]根據(jù)又一實施例，復合帶層合頭包括層合帶的供應和適用于將帶壓實到基體上的壓緊輥。頭還包括用于將帶供應進給給壓緊輥的帶進給組件和用于切割帶的帶切割組件，其包括可移動切割刀片和可移動砧座，刀片抵靠該砧座切割帶。層合頭還包括驅動系統(tǒng)，以用于使刀片和砧座相互同步地運動。刀片和砧座都是可旋轉的，并且該驅動系統(tǒng)包括一對電機以用于以基本上相同的旋轉速度分別旋轉刀片和砧座。
[0013]根據(jù)又一實施例，提出了一種將復合帶層合到基體上的方法，該方法包括使帶層合頭移動過基體，以及進給復合帶到層合頭上的壓緊輥。該方法還包括以基本相同的旋轉速度旋轉切割刀片和砧座，使用切割刀片和砧座切割帶，和將帶壓實到基體上。旋轉刀片和砧座包括使用單獨的電機使刀片和砧座旋轉，并使得電機的轉速同步。切割帶包括進給帶到旋轉刀片和旋轉砧座間的輥隙(nip)。
[0014]根據(jù)又一實施例，提出了一種將復合帶層合到有一定長度和一定寬度的基體的設備，該設備包括可以沿著基體的長度運動的至少一個第一層合機。該第一層合機包括一對可移動支撐件和延伸過基體的寬度并且與每個支撐件聯(lián)接的梁。該設備還包括安裝在梁上且可沿梁移動以用于穿過基體的寬度層合復合帶的第一層合頭。該第一層合頭包括:復合帶的供應、用于將帶壓實到基體上的壓緊輥、用于將來自帶供應的帶進給到壓緊輥的帶進給組件以及切割進給到壓緊輥的帶的長度的帶切割組件。帶切割組件包括切割刀片，其被安裝成隨著帶一起運動并且可旋轉到多個切割角度位置中的任意角度。
[0015]根據(jù)又一實施例，提出了一種將復合帶層合到具有一定長度和一定寬度的基體的方法，該方法包括使第一層合機和基體沿著基體的長度相對運動，和使用第一層合機上的第一帶層合頭從而穿過基體的寬度層合帶。該方法還包括使第二層合機和基體沿著基體長度相對運動，和使用第二層合機上的第二帶層合頭從而穿過基體的寬度層合帶。
[0016]總之，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出了一種用于將復合帶層合到基體上的設備，該設備包括相對于基體沿著第一軸線可移動的層合機，該層合機包括間隔開的第一和第二支撐件以及沿著第二軸線延伸過基體的梁；梁與每個支撐件之間的樞轉連接，其允許梁相對于第一軸線的角度方向的變化；和梁上的至少一個帶層合頭，其用來層合復合帶到基體上。
[0017]該設備的優(yōu)點是，層合機包括多個梁和在每個梁上用于將復合帶層合到基體上的帶層合頭，并且該設備還包括:在每個梁與支撐件間的多個樞轉連接，其允許每個梁相對第一軸線的角度方向變化。
[0018]該設備的優(yōu)點是，該支撐件可以以大致平行于第一軸線的方向相互獨立的運動。
[0019]該設備的優(yōu)點還包括位于梁和其中一個支撐件之間的可滑動連接，其允許梁相對于該一個支撐件滑動。
[0020]該設備的優(yōu)點是，帶層合頭包括多個托架，其被安裝成沿梁基本上平行運動；每個托架上的至少一個帶控制模塊，其用于鋪放復合帶條到基體上；以及當梁的角度方向變化時用于將帶控制模塊相對彼此對齊的裝置。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種將復合帶層合到基體上的方法，該方法包括:使帶層合機和基體沿著軸線相對運動；使帶控制模塊沿著層合機上的梁運動；使用帶控制模塊在基體上層合至少一個復合帶條；和改變梁相對于軸線的角度方向。
[0022]該設備的優(yōu)點是，通過樞轉梁來實現(xiàn)改變梁的角度方向。
[0023]該設備的優(yōu)點是，通過相對移動分別位于梁的末端上的兩個支撐件來實現(xiàn)改變梁的角度方向。
[0024]該設備的優(yōu)點是，改變梁相對于軸線的角度方向包括相對于一個支撐件線性滑動該梁，并且該方法包括基于梁的角度方向的改變而改變的帶控制模塊的起始位置。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提出了一種復合帶層合頭，其包括:復合帶的供應；適合于將帶壓實到基體上的壓緊輥；用于將來自帶供應的帶進給到壓緊輥的帶進給組件；以及切割組件，其包括往復運動的切割刀片以用于將進給到壓緊輥的帶切斷，該切割組件還包括旋轉體組件以用于旋轉切割刀片到多個角度中的任意角度。
[0026]該設備的優(yōu)點是，旋轉體組件還包括殼體、旋轉安裝在殼體上的氣缸和與切割刀片聯(lián)接且在氣缸內往復運動的活塞。
[0027]該設備的優(yōu)點是，旋轉體組件包括與氣缸聯(lián)接的致動器以用于旋轉氣缸至多個旋轉位置中的任意位置。
[0028]該設備的優(yōu)點是，切割組件還包括適用于與壓縮空氣源聯(lián)接的閥和用于操作該閥的電音圈。
[0029]該設備的優(yōu)點是，切割組件還包括帶被刀片切割時抵靠的砧座，該砧座被聯(lián)接到氣缸連接并且可隨氣缸旋轉。
[0030]根據(jù)本方面的又一個方面，提出了一種將復合帶層合到基體上的方法，該方法包括:以傾斜于基體邊緣的角度在基體之上移動帶層合頭；隨著層合頭運動過基體，切割復合帶的長度，其包括基本平行于基體邊緣切割帶；和將帶壓實到基體上。
[0031]該設備的優(yōu)點還包括將復合帶進給到層合頭上的壓緊輥，并且其中壓實該帶是通過壓實層合頭上的壓緊輥實現(xiàn)。
[0032]該設備優(yōu)點還包括，切割帶的長度包括，使得切割刀片往復運動，和基本平行于基體邊緣定向刀片。
[0033]該設備的優(yōu)點還包括，定向刀片包括旋轉刀片。
[0034]該設備的優(yōu)點還包括，切割帶的長度包括使用刀片抵靠砧座切割帶，和基于刀片的方向定向站座至某一位置。
[0035]仍然根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，一種復合帶層合頭被提供，其包括復合帶的供應；適用于壓實帶到基體上的壓緊輥；用于將來自帶供應的帶進給到壓緊輥的帶進給組件；和用于切割帶的帶切割組件，所述帶切割組件包括隨著帶被切割可以隨著帶一起移動的切割刀片。
[0036]該設備的優(yōu)點是，其中帶切割組件包括用于將刀片樞轉安裝在頭上的耳軸。
[0037]該設備的優(yōu)點是，刀片在切割期間可沿圓弧樞轉，帶切割組件包括刀片切割帶時抵靠的砧座，砧座可隨刀片一起隨著圓弧樞轉。
[0038]該設備的優(yōu)點是，還包括框架，帶切割組件被樞轉的安裝在框架上。
[0039]該設備的優(yōu)點是，帶切割組件可以在層合頭上旋轉到多個切割角度中的任意角度。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種層合復合帶到基體上的方法，該方法包括:在基體之上移動帶層合頭；進給復合帶到層合頭上的壓緊輥；隨著在基體之上移動層合頭，使用切割刀片來切割復合帶的長度，其包括隨著刀片切割帶，使刀片隨著帶一起運動；和將帶壓實到基體上。
[0041]該設備的優(yōu)點是，其中使刀片隨著帶一起運動包括使刀片和帶沿圓弧運動。
[0042]該設備的優(yōu)點是，其中刀片以與帶大致相同的速度沿圓弧運動。
[0043]該設備的優(yōu)點是，其中使用切割刀片切割帶的長度包括抵靠砧座切割帶和使砧座隨著刀片一起運動。
[0044]該設備的優(yōu)點是，其中使刀片隨著帶一起運動包括隨著帶被進給到壓緊輥，樞轉刀片。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提出了一種復合帶層合頭，所述復合帶層合頭包括:復合帶的供應；適用于將帶壓實到基體上的壓緊輥；用于將來自帶供應的帶進給給壓緊輥的帶進給組件；用于切割帶的帶切割組件，其包括可移動切割刀片和可移動砧座，刀片抵靠該砧座切割所述帶；和用于使得刀片和砧座彼此同步地運動的驅動系統(tǒng)。
[0046]該設備的優(yōu)點是，刀片和砧座均可旋轉。
[0047]該設備的優(yōu)點是，其中驅動系統(tǒng)包括一對電機以用于分別旋轉刀片和站座。
[0048]該設備的優(yōu)點是，其中電機是同步的從而以大致相同的旋轉速度分別旋轉刀片和砧座。[0049]該設備的優(yōu)點是，其中所述帶切割組件包括:殼體；和第一轉子和第二轉子，所述轉子被軸頸地安裝(journalled)以用于在殼體上旋轉并且分別具有所述刀片和固定到其上隨其旋轉的所述砧座。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提出了一種層合復合帶到基體上的方法，該方法包括:在基體之上移動帶層合頭；進給復合帶到層合頭上的壓緊輥；使切割刀片和砧座以基本相同的旋轉速度旋轉；使用切割刀片和砧座切割所述帶；和將帶壓實到基體上。
[0051]該設備的優(yōu)點是，其中旋轉刀片和砧座包括使用單獨的電機旋轉刀片和砧座；并且使電機的速度同步。
[0052]該設備的優(yōu)點是，其中切割帶包括將帶進給至旋轉刀片和旋轉砧座間的輥隙。
[0053]該設備的優(yōu)點是，其中切割和壓實所述帶包括通過在帶段之間無間隙的情況下切割和壓實一系列鄰接帶段來形成不連續(xù)的帶道。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提出了另一種用來將復合帶層合到具有一定長度和一定寬度的基體上的設備，其包括可沿基體長度運動的至少一個第一層合機，所述第一層合機包括一對可運動支撐件及延伸過基體寬度并與每個支撐件聯(lián)接的梁；安裝到所述梁上并且可以沿著所述梁移動以用來層合復合帶到基體上的第一層合頭，所述第一層合頭包括復合帶的供應、用于將帶壓實到基體上的壓緊輥、將來自帶供應的帶進給到壓緊輥的帶進給組件以及用于切割進給到壓緊輥的帶的長度的帶切割組件，所述帶切割組件包括被安裝成用于隨著所述帶一起運動并且可以旋轉到多個切割角度位置中的任意位置的切割刀片。
[0055]該設備的優(yōu)點是，所述設備還包括在梁與支撐件之間允許使梁的角度方向改變的樞轉連接。
[0056]該設備的優(yōu)點是，其中第一層合頭穿過基體的寬度層合復合帶；和所述支撐件可以沿著基體長度相對于彼此移動。
[0057]該設備優(yōu)點是，其中帶切割組件包括在切割帶過程中可以隨著帶和刀片一起移動通過圓弧的站座。
[0058]該設備的優(yōu)點是，所述設備還包括可以沿著基體的長度移動的第二層合機，所述第二層合機包括:延伸過基體寬度的梁；安裝在第二層合機的梁上以用來沿著基體長度將復合帶層合到基體上的第二層合頭，所述第二層合頭還包括復合帶的供應、將帶壓實到基體上的壓緊輥、將來自帶供應的帶進給到壓緊輥的帶進給組件以及用于切割進給到壓緊輥的帶的長度的帶切割組件。
[0059]該設備的優(yōu)點是，其中第二層合頭上的所述帶切割組件包括旋轉的切割刀片、旋轉砧座和一對彼此同步的電機，所述電機分別用于使刀片和砧座以基本相同的旋轉速度旋轉。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了另一種在有一定長度和一定寬度的基體上層合復合構件鋪層的方法，該方法包括:使得第一層合機和基體沿著基體長度相對運動；使用第一層合機上的第一帶層合頭從而穿過基體寬度層合帶；使得第二層合機和基體沿著基體長度相對運動；和使用第二層合機上的第二帶層合頭從而沿著基體長度層合帶。
[0061]該設備的優(yōu)點是，其中使用第一層合機上的第一帶層合頭層合帶包括大致平行于基體邊緣切割帶的端部。
[0062]該設備的優(yōu)點是，其中基本平行于基體邊緣切割帶的端部包括旋轉切割刀片到基本平行于基體的邊緣的刀片方向。
[0063]該設備的優(yōu)點是，其中使用第一層合機上的第一帶層合頭從而穿過基體寬度層合帶包括使用切割刀片抵靠砧座切割帶的長度，和隨著帶被切割使刀片和砧座隨著帶一起運動。
[0064]該設備的優(yōu)點是，其中使用第二層合機上的第二帶層合頭從而沿著基體長度層合帶包括使帶通過旋轉的切割刀片和旋轉砧座之間的輥隙；和隨著帶被切割使得刀片和砧座以基本相同的旋轉速度旋轉。
[0065]該設備的優(yōu)點是，其中使用第一帶層合頭穿過基體寬度層合帶包括使第一層合頭沿著梁運動，該方法還包括通過梁的角度方向的變化來改變通過第一層合頭將帶層合到基體上的方向。
[0066]該設備的優(yōu)點是，所述設備還包括將構件鋪層修整成凈形狀，使用第二層合機從而在鋪層之上移動修剪器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0067]本發(fā)明的認為是優(yōu)選實施例的特征的新穎特征在附加的權利要求書中闡述。然而，優(yōu)點實施例，以及優(yōu)選的使用模式，通過參考下面對優(yōu)點實施例的詳細描述并當結合附圖閱讀時，本發(fā)明進一步目的和優(yōu)點將會得到更好的理解，其中:
[0068]圖1用于層合復合材料的設備的功能框圖；
[0069]圖2是一種層合復合材料的方法的流程圖；
[0070]圖3是圖1中的設備的一種實施例的平面視圖；
[0071]圖4是圖3中按“圖4”所指定區(qū)域的平面圖；
[0072]圖5是非零角度層合機的等軸側視圖，其被用于鋪放非零層板以形成圖3和圖4所示的設備的部分；
[0073]圖6是圖4中按“圖6”指定方向的端面視圖；
[0074]圖7與圖5相似，只是顯示的是被重新定向成鋪放45度帶道的非零角度層合機；
[0075]圖8是圖7中的層合機的平面圖；
[0076]圖9是套梁中的一根的側視圖，它形成了圖5到圖8中的非零角度層合機的部分；
[0077]圖10是圖9中套梁的透視圖；
[0078]圖11是帶控制模塊中的一個和相關聯(lián)的托架導軌的透視圖，它們形成圖9和圖10中套梁的一部分；
[0079]圖12是圖11中帶控制模塊和相關托架的透視圖；
[0080]圖13是示出通過非零層合機的連續(xù)行進以形成45度層板來鋪放帶道的圖示；
[0081]圖14是使用如圖5到圖8中的非零角度層合機層合復合件的方法的流程圖；
[0082]圖15是圖1和圖2中用于鋪放基本零角度層板的零角度層合機的等軸側視圖；
[0083]圖16是從底部看的圖15中的零角度層合機的另一等軸側視圖；
[0084]圖17是利用圖15和圖16中的零角度層合機來鋪放單個帶道；
[0085]圖18是圖15和圖16中的零角度層合機中所用的帶控制模塊的一側的圖示；
[0086]圖19是圖18中的帶控制模塊的另一側的圖示；
[0087]圖20與圖19相似，只是被分解以顯示帶控制模塊的子組件；[0088]圖21是切割轉子和砧座轉子的端面視圖，其形成了圖18到圖20中的帶控制模塊的一部分；
[0089]圖22是具有利用圖15和圖16中的零角度層合機鋪放的不連續(xù)帶道的層板的平面圖；
[0090]圖23是圖22里按“圖23”指定的區(qū)域；
[0091]圖24是使用圖15和圖16中的零角度層合機來層合復合件的方法的流程圖；
[0092]圖25是圖5到圖8的非零角度層合機中所用的一個帶控制模塊的一部分的等軸側視圖；
[0093]圖26是示出了形成圖25的帶控制模塊的一部分的切割組件的額外細節(jié)的透視圖；
[0094]圖27是圖25和圖26的切割組件的切割刀片的運動的視圖，其在切割帶時隨著帶和石占座一起運動；
[0095]圖28是使用圖25的帶控制模塊壓來層合帶的方法的流程圖；
[0096]圖29是以平行于基體被切割的單個45度帶道及通過角度切割所避免的浪費區(qū)域；
[0097]圖30是使用同圖29 —樣平行于基體邊緣切割的帶來層合復合材料的方法的流程圖；
[0098]圖31是形成圖25的帶控制模塊的一部分的帶切割組件的透視圖；
[0099]圖32是沿著圖31中的32-32截取的剖視圖；
[0100]圖33是與圖32相似的剖視圖，但是顯示了切割組件的額外細節(jié)；
[0101]圖34是圖26的帶控制模塊的俯視圖，顯示了在第一位置的刀片旋轉致動器；
[0102]圖35與圖34相似，只是顯示了已經(jīng)被致動到第二位置的刀片旋轉致動器；
[0103]圖36到圖38分別是處在三個不同旋轉位置的圖31到圖33的切割組件；
[0104]圖39是圖1和圖3中的設備的基本電路和氣路部件的方框圖。
[0105]圖40是飛行器生產(chǎn)和使用方法的流程圖。
[0106]圖41是飛行器的方框圖。
【具體實施方式】
[0107]首先參照圖1，用于將復合構件52鋪設在基體上的層合設備50，該基體可以包括平臺54或工具，該層合設備50 —般來說包括第一層合機56和第二層合機58，每個層合機均由控制器86自動操縱，所述控制器86可以包括計算機、PLC (可編程邏輯控制器)或其他電子控制器。平臺或基體54和層合機56、58能相對運動；在說明的實施例中，層合機56、58可以相對于平臺54獨立運動，但是，在其他實施例中，這個相對運動可以通過相對于層合頭56、58移動平臺54來實現(xiàn)。平臺54可以包括平臺高度控制53，其用于控制平臺54的高度并且因此控制構件鋪層52與層合機56、58之間的豎直距離的高度。構件鋪層52可以包括層合復合帶構成的多個層板(未示出)，其中通過在平臺54上或在構件鋪層52的預先鋪放好的層板上層合多道單向帶來形成每個層板。構件鋪層52的層板可以具有基于預定層板安排的纖維取向。如下面將更加詳細討論的，層合設備50特別適合用于鋪放相對長且窄的構件，諸如在航空業(yè)中使用的縱梁和翼梁(未示出)。[0108]第二層合機58 (有時在下文里指的是零角度層合機58)適合于以大體零角度取向同時層合多道(在圖1中未示出)單向復合帶。在相對長且窄的構件鋪層52的情況下，零角度取向沿著構件鋪層52的長度延伸。層合機58包含臺架57，其包含延伸過平臺54并且在其相反末端由支撐件62、64支撐的橫梁60。一個或更多個帶層合頭66被安裝成用于沿著梁60運動。每個層合頭66可以包括一個或更多個帶控制模塊68，其用于切割、添加和壓實成段的復合帶(在圖1中未示出)到構件鋪層52上。
[0109]第一層合機56 (有時在下文里指的是非零角度層合機56)沿著非零角度取向的取向來層合單向復合帶。例如，但不局限于，第一層合機56可以層合相對于參考方向(諸如構件鋪層52的縱軸線(見圖3中的X軸線))以45度、90度或135度取向的單向復合帶。層合方向的其他角度取向也是可能的。非零角度層合機56包括臺架59，其包含由一對支撐框架72、74所支撐的一組基本平行的梁76。支撐框架72、74被安裝在平臺54上的導軌107(見圖3和圖6)上，用于沿著平臺54的長度運動。每根梁76均包含一個或更多個層合頭78。每個層合頭78都包含一個或更多個帶控制模塊80，其用于在層合頭78隨著梁76行進時切割、添加和壓實單向復合帶到構件鋪層52上。第一組致動器82被提供用于調整梁76之間的間隔，并且第二組致動器84被提供用于調整在每個層合頭78上的相鄰的帶控制模塊80之間的間隔。
[0110]圖2圖示說明一種使用圖1所示出的層合設備50來層合構件的方法。從步驟88開始，第一非零角度層合機56和基體54相對于彼此運動。如前面所提到的，基體可以包括平臺54、工具或形成層板鋪層52的一部分的預先鋪放的層板。在步驟90，在非零角度層合機56上的一個或更多個層合頭78被用于相對于基體54的長度(X軸線98)以所需非零角度在基體54的寬度上(見圖3中的Y軸線98)層合復合帶。在步驟92，零角度層合機58和基體54相對于彼此沿著基體52、54的長度(X-軸線98)軸向運動。在步驟94，在零角度層合機58上的一個或更多個層合頭66被用來沿著基體54的長度層合單向復合帶。步驟88到94可以被重復從而施加多道復合帶，從而形成構件鋪層52的多個層板。在所說明的示例中，基體54被固定，并且層合機56、58可以相對于基體54運動，但是在其他實施例中，可以使基體54相對于層合機56、58移動。
[0111]圖3和圖4是層合設備50的一種典型實施例的說明。該層合設備50在三維坐標系(X、Y、Z)坐標系98中操作，其中X軸線對應于構件鋪層52的長度，Y軸線98對應于構件鋪層52的寬度“W”，Z軸線98大致正交于X-Y平面延伸。層合機56、58相互對齊并且沿著平臺54的長度(X軸線98)獨立地在平臺54上的導軌107上運動從而在平臺表面54a上鋪放構件鋪層52的層板。如前面所提到的，構件鋪層52相對于其寬度“W”是相對較長的并且其可以包括如應用于航空業(yè)中的翼縱梁或翼梁或其他應用的復合構件。在所述的示例中，平臺表面54a基本上是平的，但是在其他實施例中，表面54a可以是具有一定程度彎曲或復雜輪廓的工具(未示出)。
[0112]平臺表面54a可包含電阻加熱元件(未示出)，以便加熱構件鋪層52并且因而提高層合率。平臺54可以是可移除的和/或便攜式的從而允許完成的構件鋪層52被線下運輸以提高機器的利用率。平臺54可以通過由控制器86操縱的電機(未示出)沿Z軸線98豎直移動。利用平臺高度控制53 (見圖1)調節(jié)沿著Z軸線98的平臺位置允許平臺表面54a(圖1)/構件鋪層52與層合頭66、78之間的距離發(fā)生改變。這允許在附加的層板被放置時可以對增加的層合厚度做出補償，且同時保持壓實沖程相對較短并允許平臺上表面54a的快速更換。
[0113]形成零角度層合機58的一部分的臺架57包括橫向延伸的梁60，所述梁60在其相反端部被樞轉連接到一對支撐件62、64，其中支撐件62、64能夠大致平行于X軸線98獨立運動。所述支撐件62、64可以被安裝在平臺54上的導軌107上以用于沿著X軸線98運動。一個或更多個層合頭66被安裝成用于沿著梁60橫向穿過平臺54的寬度運動。
[0114]形成非零角度層合機56的一部分的臺架59包括多個大致平行的梁76，每個梁在其相反端部被支撐在一對側面間隔的框架支撐72、74上且與其樞轉地聯(lián)接。通過臺架驅動電機103沿著導軌107 (見圖3和圖6)驅動框架支撐72、74，其中所述臺架驅動電機103使臺架59沿著平臺54的長度運動。可替代地，臺架59可以被支撐到輪子(未示出)或者其他結構上以用于引導臺架59沿著平臺54的長度的運動。一對懸臂100支撐柔性控制線纜102，其聯(lián)接控制器86 (見圖1)與致動器82、84、帶控制模塊80和其他的形成層合機58的一部分的受控元件。
[0115]圖5和圖6圖示說明了非零角度層合機56的其他細節(jié)。臺架59的每個框架支撐件72、74是大體矩形的并且包括兩個開口側72a、74a，每根梁76的一端104可以穿過所述開口側。每根梁76都懸掛于水平框架部件72b、74b，其形成了框架支撐件72、74的一部分。致動器82被聯(lián)接在梁76與框架部件74b之間，并且其作用是調整梁76之間的節(jié)距或間隔“D“。在所說明的實施例中，每根梁76都包括層合頭78，所述層合頭78包括一組三個帶控制模塊80。但是，多于或少于三個帶控制模塊也可以被采用。另外，雖然說明了四根梁76，但是多于或少于四根梁也可以被采用。在示例的實施例中，在四個成組層合頭78在基體之上每次穿過時，層合機56可以同時層合高達12道帶。
[0116]每個層合頭78包括控制梁76上相鄰帶控制模塊80之間的節(jié)距或間隔“D2”的致動器84。在圖3到圖6中，臺架59被示出為在其90度角度取向，其中梁76被基本平行于Y軸線對齊，并且?guī)Э刂颇K80沿梁76橫移從而鋪放具有基本90度纖維取向的單向帶。在這種構造中，框架支撐件72、74以沿著X軸線98在行進方向上相互對齊。
[0117]框架支撐件72、74可平行于X軸線98相對于彼此獨立地運動，以便改變每根梁76的角度取向，所述梁76被樞轉地安裝在框架支撐件72、74上。梁76的通常角度取向是45度、90度和135度，但是，其他的角度取向也是可能的。圖7是和圖8圖示說明了框架支撐件72、74沿著X軸線78相對彼此已發(fā)生移位，以便相對于X軸線98以45度角來定向梁76。梁76的角度取向的變化且因此層合頭78沿梁76的行進方向的變化可以通過發(fā)送控制信號到驅動電機103來改變，其導致至少其中一個支撐框架72、74相對于另一個支撐框架72、74平行于X軸線98移動。在支撐框架72、74相對于彼此移動時，梁76繞著平行于Z軸線98的軸線樞轉到期望的角度取向。當梁76被樞轉到期望的層合角度時，帶控制模塊80沿X軸線98相對彼此的對齊可以被調整成以便模塊80可以同時開始在基體54邊緣鋪放帶。在所說明的示例中，在梁76已經(jīng)相對于X軸線98樞轉到45度取向時，層合頭78同時鋪放多道具有45度角度取向的帶。在一組帶道被鋪放后，臺架59沿著X軸線98被遞增前進到下一個索引位置，在此下一組非零角度的帶道通過層合頭78被鋪放。由于梁76能夠被樞轉到期望的角度并且?guī)Э刂颇K80能夠相對于彼此被重新對齊從而同時開始鋪放非零角度層板，所以寬幅的帶道可以被鋪層而不存在模塊80的越程(over-travel)，從而導致高的層合率。如前面所提到的，通過由控制器86操縱的電機(未示出)，平臺54可以被沿著Z軸線98遞增地移動從而補償每個剛被鋪放的層板的厚度，從而保持壓實沖程相對較短。
[0118]圖9和圖10圖示說明了其中一根梁76和相關聯(lián)的層合頭78的附加的細節(jié)。每根梁76包括:在其一端上的樞轉軸承118，和與樞轉軸承118隔開的樞轉且滑動軸承120。樞轉軸承118樞轉地聯(lián)接梁76至一個框架支撐件72，并且樞轉且滑動軸承120聯(lián)接梁76至另一個框架支撐件74以用于在梁76改變其角度取向時進行樞轉運動和線性滑動運動二者。如先前所述，層合頭78包含一組三個帶控制模塊80，但是多于或少于三個帶控制模塊80也是可能的。在所說明的示例中，每一個層合頭78將三條大致平行的單方向帶條層合到基體54上?，F(xiàn)在還參照圖11和圖12，每個帶控制模塊80被固定到具有直線導軌運行塊110、112的托架108，所述直線導軌運行塊沿著支撐件106的直線導軌116滑動。托架108被安裝在托架108上的線性伺服電機115沿著導軌116驅動。每個支撐件106被鎖定致動器114安裝在一根梁76上。
[0119]圖13圖示說明了使用非零角度層合機58將有45度纖維取向的相對較窄層板147層合到基體52上。通過在梁76上的四個層合頭78在基體52之上多次通過而形成層板147。在層合頭78的第一次通過124期間，十二個45度帶條132被四根梁76上的十二個帶控制模塊80鋪放，所述四根梁76相互彼此間隔開，如圖中的箭頭145所示出。在第一次通過124以后，臺架59沿著X軸線移動一個遞增距離，并且層合頭78在第二次通過126時鋪放第二組45度帶條。這個鋪放過程在第三次通過128和第四次通過130期間被重復直到帶條132形成基本上連續(xù)的層板147。在每個層板147被形成以后，平臺54 (見圖4)可以通過平臺高度控制53沿著Z軸線98向下遞增移動來補償由于層板147所增加的額外的層合厚度。
[0120]圖14圖示說明了使用圖5到圖8中的層合機58來層合復合帶到基體52或54上的一種方法的總體步驟。從步驟134開始，層合機56和基體52/54沿軸線98相對于彼此運動，在所說明的示例中，軸線98是X軸線98。在136，一個或更多個帶控制模塊80被沿著層合機56上的梁76移動；在138，帶控制模塊80被用來將至少一條帶層合到基體52/54上。在140，通過繞Z軸線98樞轉梁76來改變梁76相對于X軸線98的角度取向，從而改變層合方向。在已經(jīng)在步驟134-140中將每個層板層合到基體52/54上之后，基體52/54相對于帶控制模塊80的高度以及因此二者間的距離可以沿著Z軸線98被調整，以補償剛鋪放好的層板的厚度。這個調整是通過調整圖3和圖4中所示平臺54的高度來完成的。
[0121]現(xiàn)在注意到圖15和圖16，其圖示說明圖1、圖3和圖4中的零角度層合機58的額外的細節(jié)。層合機56包括臺架57，所述臺架57包含一對分別位于平臺54相反兩側的支撐件62、64以及延伸過平臺54并由支撐件62、64支撐的梁60。梁60通過間隔的樞轉軸承150、152被連接到支撐件62、64，其中樞轉軸承150、152與先前在圖9和圖10中所討論的樞轉軸承118、120相似。盡管沒有在圖中示出，不過樞轉軸承152可以包括與圖10中使用的樞轉且滑動軸承120相似的滑動組件，其允許樞轉軸承152線性滑動。樞轉軸承150、152允許梁60改變其相對于X軸線98的角度取向。這種角度取向的改變可以受到一個支撐件62、64相對于另一個支撐件62、64沿著X軸線98的運動的影響。一對帶層合頭66被安裝在軌道148上以用于沿著梁66的長度運動。每個層合頭66包括多個帶控制模塊68，其將在后面被更詳細的描述。在其他實施例中，層合機58可以包括多于三個層合頭66或者只有單個層合頭66。
[0122]在X軸線98方向，帶控制模塊68可以沿著構件鋪層52的長度以邊對邊關系鋪放連續(xù)或不連續(xù)的復合帶道。然而，如圖17所示，由于梁60的角度取向可以被改變，所以可以改變帶道155相對于X軸線98的角度取向a。在一些實施例中，梁60的角度取向可以改變相對較小的量，以便帶道155的角度α在近似O度到5度之間。然而，在其他實施例中，根據(jù)規(guī)定用于特定構件鋪層52的層板安排，梁60可以被旋轉到一定的角度取向，以便帶道155的角度α大于5度并達到近似45度。通過層合機58沿著構件鋪層52的長度鋪放的具有在近似5度與45度之間的取向角度α的帶道155可以提供具有額外的斜交層板剛度的鋪層，其可以減少需要由非零角度層合機56層合的斜交層板的數(shù)量并/或提高層板的性能。層合頭56還可以包括用于將鋪層修剪成凈形狀的超聲波修剪頭142，和用于測量相鄰層合帶道之間的間隔的進程中間隔檢查設備144。使用修剪頭142將構件鋪層修剪成凈形狀是有利的，因為這省去了固化后機加工構件鋪層的需求，并且可以允許構件被共同固化而不是與其他構件結合在一起。盡管沒有在圖中示出，不過帶道155的角度取向α可以通過安裝在梁66上的層合頭66繞Z軸線98的旋轉而改變。
[0123]現(xiàn)在注意指向圖18、圖19和圖20，其說明圖15和圖16的層合機56中所應用的一個帶控制模塊68的額外細節(jié)。帶供應組件160包括單向帶的卷軸172并且可以包括用于帶進給的適合的主動張力和阻斷機構(未示出)。帶進給組件162從供應系統(tǒng)160抽出帶，并將其進給到切割組件166。切割組件166包括同步的切割驅動系統(tǒng)，其包括一對安裝在殼體188上的同步伺服電機182、184。伺服電機182、184分別驅動切割轉子190和砧座轉子192，切割轉子190和砧座轉子192在殼體188內軸頸式旋轉。切割轉子190和砧座轉子192 一起形成輥隙197 (見圖18和圖21)，帶被進給到輥隙197內，并且在切割刀片200和在砧座轉子192上的砧座表面之間被切割。
[0124]添加/壓實組件197包括壓帶輪176 (見圖18)和斜槽186，其引導帶從卷軸172到壓緊輥178，該壓緊輥178將帶156的切割長度壓實到基體54上(見圖18)。拾取系統(tǒng)168在帶156被進給到壓緊輥178之前拾取從帶156抽回的紙(未示出)，并將紙卷回到收集卷軸180上。升降組件164能夠提升和降低組件160、162、179和186，并且控制利用壓緊輥178施加到帶156的壓緊力。
[0125]圖21圖示說明了在圖18-圖20中所示的帶控制模塊60中所用的切割轉子190和砧座轉子192的一種實施例。切割轉子190包括安裝在轉子主體194上的細長切割刀片200。在轉子主體194的相反端上的一對軸承196將轉子190安裝成在如圖20中的殼體188內旋轉。與轉子主體194聯(lián)接的軸198被連接到伺服電機182。切割轉子190和砧座轉子192被定位成形成輥隙197，帶被進給到該輥隙197內。砧座轉子192包括具有安裝軸承191的砧座主體193以及刀片200切割帶156所抵靠的外部砧座表面195。圖19和圖20中的伺服電機182、184是同步的，以便以大致相同的速度分別驅動切割轉子190和砧座轉子192。
[0126]圖22和圖23說明的一種典型的由多個基本平行的零角度帶道208所形成的復合層板206。前述切割和砧座速度的同步性可以使帶156進入到切割組件166 (見圖20)內以便被相繼切割成端對端鄰接而其間基本沒有間隙的短的條段208a，從而形成不連續(xù)的帶道208。標記210指的是層板206的區(qū)域210，在此每道208均是不連續(xù)的，并且均包含多個由切口 212所分隔的段208。如圖23可以最清晰地看到，每道208內的鄰接帶段208a基本彼此連續(xù)且它們之間的間隔很小或者沒有。帶道208內幾乎沒有或沒有間隔的多個切口的使用可以幫助減少或消除層板208在成形期間的起皺現(xiàn)象。雖然只有層板208的區(qū)段210被顯示為具有多個切口 212，但是可以在層板206的任意區(qū)域內形成具有多個切口 212的帶道208，或者具有多個切口 212的帶道208可以延伸遍及層板206的一個或多個或所有道 208。
[0127]圖24是使用圖18-圖20的帶控制模塊160層合復合帶的一種方法的說明。從步驟214開始，層合頭66在基體54之上運動；在步驟216，帶被進給到形成層合頭66的一部分的一個或更多個帶控制模塊160的壓緊輥178。在步驟218，切割刀片200和砧座192以基本相同的速度旋轉，并且在步驟220，刀片200和砧座192被用來將帶切割成不連續(xù)的條或段208a。在步驟222，不連續(xù)的條或段208a被壓實到基體54上。最后，在步驟214-222層板已經(jīng)被壓實到基體54之后，基體54相對于層合頭66的高度并且因此二者之間的距離可以沿著Z軸線98進行調整以補償剛鋪放好的層板的厚度。這個調整可以通過調節(jié)圖3和圖4中所示平臺54的高度來實現(xiàn)。
[0128]現(xiàn)在將注意集中在圖25和圖26，它們示出了在層合頭78 (見圖1、圖5_圖12沖使用的一個帶控制模塊80的部分的說明。利用耳軸232將帶添加/切割組件226安裝在副框架230上以便繞正交于層合頭78的行進方向(未示出)的軸線234進行樞轉運動。副框架230被安裝成在主框架224上借助于滑動組件228線性上下運動。樞轉組件226包括往復式閘刀型的切割刀片238，其大致位于組件226的中心、用于切割在砧座250之上通過的帶(未示出)。在切割帶時，輥242保持刀片238抵靠砧座250就位。帶添加/切割組件226—貫且準確地定位帶的末端。這將在以后做更加詳細的討論，切割刀片238可以借助致動器240旋轉到多個切割位置中的任意位置以便產(chǎn)生成角度的帶切口，這與先前如圖13所描述的有關。
[0129]特別參照圖26，來自帶控制模塊80上的帶供應(未示出)的復合帶被進給通過導向件244并經(jīng)過輥245到樞轉的帶添加/切割組件226，在此其被刀片238切割并且之后被副框架230上的壓緊輥236壓實到基體(未示出)上。在帶被切割的過程中，隨著刀片238通過帶并抵靠砧座250將其切斷，樞轉組件226繞軸線234樞轉運動。
[0130]圖28是利用樞轉組件226在“過程中(on the fly)”產(chǎn)生的帶切口的圖解說明。在切割過程中，刀片238和砧座250隨彼此從256所示位置到256所示位置運動通過圓弧252。在256位置，刀片238向下運動254，并且最初接合帶156。隨著刀片238和砧座250繼續(xù)沿著圓弧252運動，刀片238運動通過帶156并經(jīng)過砧座250直到帶在258被切斷。因此，在切割期間刀片238隨著砧座250以及隨著帶156運動，直到完成切口。因此在“過程中”切割期間刀片238和帶156的這種同時運動，所以帶156內的張力尖峰可以降低，這能夠有助于帶被平緩地進給到壓緊輥236，并且這降低了壓實后帶從基體被提起的可能性。
[0131]圖28圖示說明一種利用使用了圖25和圖26的樞轉切割組件226類型的層合頭78來將復合帶壓實到基體54上的方法的步驟。從270開始，帶層合頭78在基體之上運動；并且在272，帶被進給到壓緊輥236。在274，隨著頭78繼續(xù)運動，刀片238被用于切割成段的帶。在切割過程中，刀片238隨著帶一起運動。在276，帶的被切割長度段被壓實到基體54上。
[0132]現(xiàn)在參照圖29，如前面聯(lián)系圖13中所討論，采用如圖26和圖27的帶控制模塊80類型的層合頭78可以被用來層合非零角度帶道132到基體54上，其中帶道132的末端85基本平行于基體52的邊緣52a被有角度地切割。通過基本平行于基體邊緣52a切割帶132的末端85，而不是正交于帶132的縱向邊緣135切割，避免了浪費帶的由陰影區(qū)域132a指出的區(qū)域。這些成角度的帶切割是通過旋轉切割刀片238以致其基本平行于基體邊緣52a而實現(xiàn)的。
[0133]圖30圖示說明一種使用如圖29的成角度帶切割來層合非零角度帶道到基體54上的方法。從步驟280開始，層合頭78以傾斜于基體54的邊緣52a的角度137 (見圖29)在基體54之上運動。在步驟282，隨著頭78在基體54之上運動，成段的帶132被切割?’大致平行于基體邊緣32a切割帶132。在步驟284，被切割的帶132被壓實到基體54上。
[0134]圖31、圖32和圖33圖示說明與先前結合圖25和圖26討論的樞轉的添加/切割組件226的另外的一些細節(jié)，并且特別是允許進行已經(jīng)在上文描述的成角度帶切割的特征。切割組件226包括轉子組件245，其包括具有可以在殼體288內旋轉的軸承314的氣缸248。氣缸248包括隨著氣缸248 —起旋轉的氣缸頂部290。在氣缸248內往復運動的活塞300被固定到刀片238的上端。刀片238可以具有合適的不粘涂層(未示出)，如氮化鈦或PVD (物理氣相沉積)，以防止刀片在切割過程中粘到帶的樹脂。砧座250與帶支撐件286 一起被砧座臂304連接到氣缸248，并且因此可以與在殼體288內的氣缸248 —起旋轉。刀片鎖緊件308將刀片238固定到活塞300，并且可以被釋放以允許從組件226底部移除和更換刀片。泡沫阻尼器298被提供在活塞300與氣缸頂部290之間，從而在活塞到達其運動的上極限時緩沖活塞300的運動。
[0135]活塞300且因此刀片238的往復運動由通過進氣口 296進入切割組件226的增壓空氣驅動。如圖33所示，進入進氣口 296的空氣通過由電動音圈294控制的滑閥308。在切割循環(huán)中被允許通過閥308的增壓空氣進入閥口 310和氣缸頂部290，然后到氣缸248內。多對閥口 310被提供，其取決于氣缸248和刀片238的旋轉位置相應連接閥308與氣缸248。進入氣缸248的增壓空氣強迫活塞300且因此強迫刀片238向下運動從而抵靠砧座250切割帶的一個長度段。音圈294能夠非?？斓捻憫⑶沂够y308快速被致動和縮回，從而有助于刀片238的快速切割沖程。
[0136]圖34和圖35圖示說明如圖25和圖26中所示的三位置線性致動器240與氣缸頂部290之間的機械連接。在所說明的示例中，線性致動器是氣動操作的三位置氣缸，但是，其他形式的致動器也是可能的。這個三位致動器240線性移動輸出軸240a到三個線性位置中的任意位置。輸出軸240a被樞轉連接到氣缸頂部290，并且使氣缸頂部290隨著氣缸248、刀片238和砧座250 —起旋轉到所需數(shù)量的旋轉位置中的任意位置，所述數(shù)量的旋轉位置在所說明的實施例中包括相對于帶控制模塊80的行進方向在45度、90度和135度的位置。圖36、圖37和圖38分別說明了刀片238旋轉到45度、135度和90度的切割位置。
[0137]圖39是示出設備50的控制部件的功能模塊圖。正如先前所指出的，控制器86可以包括計算機、PLC (可編程邏輯控制器)或其它電子控制裝置，并且用于控制在每個層合機56、58上的一系列的氣 動和電動控制及平臺高度控制53?？刂破?6控制的第一層合機56的元件包括切割驅動322、帶控制模塊功能324、帶控制模塊線性電機115、梁間距和帶控制模塊間距致動器82、84以及臺架驅動電機115?？刂破?6操縱臺架框架驅動102，以便遞增地向前推進臺架59且因此推進聯(lián)動梁76到下一個層合位置，這與圖13描述的有關。當臺架框架驅動102通過相對彼此移動框架支撐件72、74來改變梁76的層合角度時，控制器86發(fā)送控制信號到帶控制模塊線性驅動電機115，這使得模塊80隨梁76相互重新對齊，以致模塊80可以同時開始沿著基體54的起始邊緣(例如，圖13里的邊緣52a)鋪放帶。
[0138]就層合機58來說，控制器86控制臺架運動驅動318、刀片轉子電機182、砧座轉子電機184和帶模塊控制功能320，帶模塊控制功能320包括例如但不限于帶添加和切割功能以及壓緊壓力?？刂破?6也可以控制層合機58上的可以被用于將構件鋪層52切割為凈形狀的一個或更多個修剪頭53的操作。正如前面所討論的，由控制器86同步伺服電機182、184的速度。臺架驅動318可以包括例如但不限于沿著平臺54長度驅動臺架57 (見圖15和圖16)的輪轂電機(未示出)以及驅動層合頭66穿過臺架梁60的電機(未示出)。
[0139]公開的實施例可以發(fā)現(xiàn)在各個行業(yè)有潛在的應用，特別是在交通運輸行業(yè)，包括如航空航天、航海、汽車行業(yè)及其他行業(yè)，這些行業(yè)中都可以應用到自動鋪放設備。因此，現(xiàn)在參照圖40和圖41，本發(fā)明的實施例可以應用在如圖40所示的飛行器制造和服務方法326和如圖41所示的飛行器328的背景下。已公布的在飛行器應用的實施例可以包括，例如，但不限于，如縱梁和翼梁的加勁部件的鋪層。在預生產(chǎn)過程中，示例性方法326可以包括飛行器330的規(guī)格和設計330，及材料采購332。在生產(chǎn)過程中，發(fā)生飛行器328的部件和子組件制造334及系統(tǒng)集成336。之后，飛行器328可以通過認證和交付338以便投入使用340。當被客戶使用時，飛行器328還需要日常的維護和維修342，它也可以包括改良、重構、翻新等。
[0140]方法326的每一個過程可由系統(tǒng)集成商、第三方和/或操作者(如客戶)執(zhí)行或實施。出于本說明的目的，系統(tǒng)集成商可以包括但不限于任意數(shù)量的飛行器制造商及主要系統(tǒng)分包商；第三方可以包括但不限于任意數(shù)量的銷售商、分包商和供應商；并且操作者可以是航空公司、租賃公司、軍事實體和服務組織等。
[0141]如圖41所示，通過示例性方法326制造的飛行器328可以包括具有多個系統(tǒng)346的機身344及內部348。高級系統(tǒng)346的示例包括一個或更多個推進系統(tǒng)350、電氣系統(tǒng)352、液壓系統(tǒng)354和環(huán)境系統(tǒng)356。其他任意數(shù)量的系統(tǒng)也可能被包括。盡管是以航空航天業(yè)為例進行的說明，不過本發(fā)明的實施例也可以應用于其他行業(yè)，例如航海業(yè)、汽車工業(yè)。
[0142]本文的系統(tǒng)和方法的實施例可以在生產(chǎn)和服務方法326的任意一個或更多個階段進行。例如，對應生產(chǎn)過程334的部件或子組件可以以類似于當飛行器328使用中所生產(chǎn)的部件或子組件的方式進行生產(chǎn)或制造。同樣的，一個或多個設備實施例、方法實施例或者二者的組合可以在生產(chǎn)階段334和336中被利用，例如，通過顯著加快飛行器328的組裝或者降低飛行器328的成本。類似的，一個或更多個設備實施例、方法實施例或者二者的組合可以在飛行器138的使用過程中被利用，例如，但不限于，在維護和維修342。
[0143]已經(jīng)出于解釋和描述的目的提出了對不同優(yōu)點實施例的說明，但其并非意在窮舉或限制于所公開的形式的發(fā)明。對本領域的普通技術人員來說許多修改和變化是顯而易見的。然而，不同的優(yōu)點實施例與其他優(yōu)點實施例相比可以提出不同的優(yōu)點。選擇對一個或多個實施例的描述的目的是為了更好的解釋本實施例中原理，實際應用，及使本領域的其他普通技術人員能夠了解已經(jīng)公布的各種修改的實施例，以適合于所設想的特定的用途。
【權利要求】
1.用于在基體上層合復合帶的設備，所述設備包括: 能夠相對于基體沿著第一軸線運動的層合機，所述層合機包括第一和第二隔開的支撐件和沿著第二軸線延伸穿過所述基體的梁； 在所述梁與每個所述支撐件之間的樞轉連接，其允許所述梁相對于所述第一軸線的角度取向發(fā)生改變；以及 在所述梁上的至少一個帶層合頭，其用于在所述基體上層合復合帶。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中所述層合機還包括多個梁以及在每個所述梁上的用于在所述基體上層合復合帶的帶層合頭，并且該設備還包括: 在每個所述梁與所述支撐件之間的多個樞轉連接，其允許每個所述梁相對于所述第一軸線的角度取向發(fā)生改變。
3.根據(jù)權利要求1或權利要求2所述的設備，該支撐件能夠沿基本平行于所述第一軸線的方向相互獨立地運動。
4.根據(jù)任意上述權利要求所述的設備，還包括在所述梁與所述支撐件中的一個支撐件之間的可滑動連接，其允許所述梁相對于另一支撐件滑動。
5.根據(jù)任意上述權利要求所述的設備，所述帶層合頭包括: 多個托架，其被安裝成沿著所述梁基本平行運動； 在所述托架中的每個托架上的至少一個帶控制模塊，其用于在所述基體上鋪放復合帶條；以及 用于在所述梁的角度取向改變時使得所述帶控制模塊相對彼此重新對齊的器件。
6.在基體上層合復合帶的方法，該方法包括: 沿軸線相對移動帶層合機和所述基體； 沿所述層合機上的梁移動帶控制模塊； 使用所述帶控制模塊在所述基體上層合至少一條復合帶；以及 相對于所述軸線改變所述梁的角度取向。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中改變所述梁的角度取向是通過樞轉所述梁來實現(xiàn)的。
8.根據(jù)權利要求6或者權利要求7所述的方法，其中改變所述梁的角度取向是通過相對移動分別位于所述梁的末端上的兩個支撐件來實現(xiàn)的。
9.根據(jù)權利要求要求6-8中任意權利要求所述的方法，其中相對于所述軸線改變所述梁的角度取向包括相對于所述支撐件中的一個支撐件線性滑動所述梁，并且該方法還包括: 基于所述梁的角度取向的改變來改變所述帶控制模塊的起始位置。
【文檔編號】B29C70/38GK103687716SQ201280035525
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年7月3日 優(yōu)先權日:2011年8月4日
【發(fā)明者】T·J·哈格曼, G·L·布冉池, J·P·德懷爾, B·E·胡德, E·倫德, W·M·莫里斯, J·R·施韋德黑姆, T·C·斯通 申請人:波音公司