本發(fā)明涉及復(fù)合材料成型領(lǐng)域，具體來說，是一種碳纖維復(fù)合材料的鋪放裝置。

背景技術(shù)：

高性能碳纖維樹脂基復(fù)合材料(cfrpcarbonfiberreinforcedplastics)是先進(jìn)復(fù)合材料中用量最多、應(yīng)用最廣的一種材料。以碳纖維作為增強(qiáng)材料，高性能的樹脂材料作為基體，經(jīng)加工工藝等裝置制成碳纖維制品，在增強(qiáng)產(chǎn)品的力學(xué)性能的同時，可以有效減輕產(chǎn)品的重量。而碳纖維的耐高溫性、耐腐蝕性、防磁性及卓越的生物相容性等性能，成為現(xiàn)在航空航天等軍用、民用領(lǐng)域所積極應(yīng)用的一種復(fù)合材料。

最初，碳纖維材料的成型依靠于手糊成型，到目前為止，已經(jīng)逐步發(fā)展到模壓、噴射、等工藝方法。而自從上世紀(jì)80年代出現(xiàn)自動鋪帶技術(shù)(atlautomatedtapelaying)和自動鋪絲技術(shù)(afpautomatedfiberplacement)，可按照模型承力方向在芯模表面進(jìn)行鋪層，提高成型的效率，同時可降低材料的浪費(fèi)率，因而實(shí)現(xiàn)降低復(fù)合材料的生產(chǎn)成本，使其有更為廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有的自動纖維鋪放裝置一般滿足大型結(jié)構(gòu)件的鋪放，但對于結(jié)構(gòu)小巧但相對復(fù)雜的構(gòu)件來說，大型鋪放裝置就降低了裝置的應(yīng)用效率，且空間占地太大，并不能夠滿足設(shè)計(jì)的要求，而且在機(jī)構(gòu)的可靠性及精度上來說還存在較大問題。因而該發(fā)明的鋪放裝置結(jié)構(gòu)小巧緊湊，滿足于小型結(jié)構(gòu)件的鋪放，降低制作成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提出一種碳纖維集成鋪放裝置，滿足小型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的復(fù)合材料制品的快速成型要求而設(shè)計(jì)的，同時解決了目前現(xiàn)有機(jī)構(gòu)的可靠性穩(wěn)定性差等問題，其可靠、穩(wěn)定性高，提高了鋪放可靠性及精度。

本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置，包括供料放卷機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、張力測量機(jī)構(gòu)、重送機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、剪切機(jī)構(gòu)與壓實(shí)機(jī)構(gòu)；其中，供料放卷機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、張力測量機(jī)構(gòu)、重送機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、剪切機(jī)構(gòu)安裝于底板一側(cè)面上，壓實(shí)機(jī)構(gòu)安裝于底板另一側(cè)面上；

所述供料放卷機(jī)構(gòu)由放卷伺服電機(jī)驅(qū)動放卷輥，實(shí)現(xiàn)放卷輥上纏繞的預(yù)浸紗的導(dǎo)送。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)位于供料放卷機(jī)構(gòu)前方，具有位置低于放卷輥的導(dǎo)向輪，由導(dǎo)向輪實(shí)現(xiàn)預(yù)浸紗的導(dǎo)向。張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位于導(dǎo)向機(jī)構(gòu)前方，用來對各束預(yù)浸紗的張力進(jìn)行被動、快速響應(yīng)調(diào)節(jié)，張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)具有由彈簧支撐的張力調(diào)節(jié)輥，且使張力調(diào)節(jié)輥具有豎直方向移動副。張力測量機(jī)構(gòu)位于張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)前方，為安裝有張力傳感器的輥?zhàn)?，用來對各束預(yù)浸紗張力進(jìn)行實(shí)時的準(zhǔn)確測量。重送機(jī)構(gòu)用來在預(yù)浸紗切斷后再繼續(xù)將預(yù)浸紗重送至壓實(shí)機(jī)構(gòu)前段；重送機(jī)構(gòu)具有由重送電動缸驅(qū)動抬起與放下的重送輪，以及由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)動的重送輥軸；由重送電動缸驅(qū)動重送輪下移，實(shí)現(xiàn)將預(yù)浸紗夾緊于重送輪與重送輥軸間，進(jìn)而通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動重送輥軸實(shí)現(xiàn)預(yù)浸紗的重送。夾緊機(jī)構(gòu)用于夾緊預(yù)浸紗。剪切機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動切刀將預(yù)浸紗切斷。

所述壓實(shí)機(jī)構(gòu)前段具有壓實(shí)輥，用來對模具表面上的預(yù)浸紗進(jìn)行壓實(shí)。壓實(shí)機(jī)構(gòu)中壓實(shí)輥可通過柔性彈簧彈力作用被動調(diào)節(jié)與模具間的距離，彈簧彈力由位移傳感器測量。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置，采用集成設(shè)計(jì)，空間占用較小、便于拆卸；

2、本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置，通過主動、被動張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相結(jié)合，響應(yīng)速度快，因而可更為精準(zhǔn)地調(diào)節(jié)張力。

3、本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置，通過激光式位移傳感器代替壓力傳感器，節(jié)省了空間，提高了測量精度。

4、本發(fā)碳纖維集成鋪放裝置，采用電力驅(qū)動代替氣動驅(qū)動，降低了對工作環(huán)境的噪聲污染以及控制難度。

5、本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置，與三自由度精密式工作臺結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)小型三維模型碳纖維復(fù)合材料的快速成型制造。

6、本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置中，適應(yīng)不同曲面的模具鋪放要求以及實(shí)現(xiàn)對單絲束的控制要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置中導(dǎo)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置中張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置中張力測量機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置中重送機(jī)構(gòu)正視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置中重送機(jī)構(gòu)a-a剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置中夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置中剪切機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置中一體化預(yù)浸紗傳送通道結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置中壓實(shí)機(jī)構(gòu)側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置中壓實(shí)機(jī)構(gòu)俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

1-供料放卷機(jī)構(gòu)2-導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3-張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

4-張力測量機(jī)構(gòu)5-重送機(jī)構(gòu)6-夾緊機(jī)構(gòu)

7-剪切機(jī)構(gòu)8-壓實(shí)機(jī)構(gòu)9-底板

10-模具101-放卷伺服電機(jī)102-放卷輥

103-電機(jī)支架201-導(dǎo)向輪202-導(dǎo)向軸

203-導(dǎo)向支撐架301-導(dǎo)軌支撐桿302-導(dǎo)軌

303-滑塊304-浮動支架305-彈簧

306-張力調(diào)節(jié)輥401-傳感器支架402-輥?zhàn)?/p>

403-傳感器安裝底座404-張力傳感器405-側(cè)輥支座

501-重送電動缸502-連接件503-步進(jìn)電機(jī)

504-重送輥軸505-重送輪506-重送機(jī)構(gòu)支撐架

601-夾緊電動缸602-夾緊靴603-夾緊支撐架

604-預(yù)浸紗傳送通道a701-刀具安裝架702-推拉式電磁鐵

703-切刀704-擋板705-電磁鐵安裝架

706-預(yù)浸紗傳送通道b707-縫隙801-壓實(shí)伺服電機(jī)

802-減速箱803-滾珠絲杠804-彈簧

805-鏈接底板806-支撐板807-鏈接支撐板

808-支撐軸809-導(dǎo)軌810-導(dǎo)軌滑塊

811-壓實(shí)輥812-電機(jī)支撐架813-電機(jī)安裝支架

814-法蘭軸承座815-立式軸承座816-限位塊

817-輥架818-激光式位移傳感器

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置，包括供料放卷機(jī)構(gòu)1、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2、張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3、張力測量機(jī)構(gòu)4、重送機(jī)構(gòu)5、夾緊機(jī)構(gòu)6、剪切機(jī)構(gòu)7與壓實(shí)機(jī)構(gòu)8，如圖1所示，以上各個機(jī)構(gòu)均固定于底板9之上，各個機(jī)構(gòu)相互配合完成碳纖維預(yù)浸料的傳送、固化、壓實(shí)功能。上述供料放卷機(jī)構(gòu)1、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2、張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3、張力測量機(jī)構(gòu)4、重送機(jī)構(gòu)5、夾緊機(jī)構(gòu)6、剪切機(jī)構(gòu)7安裝于底板9一側(cè)面上，壓實(shí)機(jī)構(gòu)8安裝于底板9另一側(cè)面上。

所述供料放卷機(jī)構(gòu)1包括放卷伺服電機(jī)101、放卷輥102與電機(jī)支架103，如圖1所示。其中，放卷伺服電機(jī)101安裝于底板9上設(shè)置的電機(jī)支架103上，輸出軸上同軸安裝放卷輥102。放卷輥102上纏繞有預(yù)浸紗；通過放卷伺服電機(jī)101驅(qū)動放卷輥102轉(zhuǎn)動。供料放卷機(jī)構(gòu)1為n個，n為正整數(shù)，n≥1，使本發(fā)明碳纖維集成鋪放裝置實(shí)現(xiàn)n束預(yù)浸紗的導(dǎo)送。

所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2位于供料放卷機(jī)構(gòu)1前方，包括導(dǎo)向輪201、導(dǎo)向軸202與導(dǎo)向支撐架203，如圖2所示。其中，導(dǎo)向軸202兩端固定于底板9上設(shè)置的導(dǎo)向支撐架203左右側(cè)板上。導(dǎo)向軸202上同軸安裝有n個導(dǎo)向輪201，導(dǎo)向輪201通過深溝球軸承與導(dǎo)向軸202相連。導(dǎo)向輪201周向上開有導(dǎo)向槽204，防止預(yù)浸紗導(dǎo)送過程中由導(dǎo)向輪201上脫出。上述n個導(dǎo)向輪201的軸線的豎直高度低于n個供料放卷機(jī)構(gòu)中放卷輥102的軸線；由此，n個供料放卷機(jī)構(gòu)1中的預(yù)浸紗分別牽引至n個導(dǎo)向輪201處，并由導(dǎo)向輪201底部繞過導(dǎo)向輪201，由導(dǎo)向輪201實(shí)現(xiàn)各束預(yù)浸紗的導(dǎo)向。同時在每個導(dǎo)向輪201正下方安裝有張力傳感器，根據(jù)各個張力傳感器獲取的毫伏級別電壓信號，實(shí)現(xiàn)對每束預(yù)浸紗的張力主動控制。在進(jìn)行預(yù)浸紗導(dǎo)送時，可預(yù)先將預(yù)浸紗外部包覆的襯紙端部與導(dǎo)向輪201粘結(jié)在一起，由此導(dǎo)送過程中，導(dǎo)向輪201的轉(zhuǎn)動可實(shí)現(xiàn)襯紙和預(yù)浸紗分離，使襯紙卷到導(dǎo)向輪201上，完成襯紙的收回，省去單獨(dú)設(shè)置收膜機(jī)構(gòu)的空間。

所述張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3為n個，位于導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2前方，分別用來對各束預(yù)浸紗的張力進(jìn)行被動、快速響應(yīng)調(diào)節(jié)。張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3包括導(dǎo)軌支撐桿301、導(dǎo)軌302、滑塊303、浮動支架304、彈簧305與張力調(diào)節(jié)輥306，如圖3所示。其中，導(dǎo)軌支撐桿301垂直于底板9設(shè)置，固定于底板9上。導(dǎo)軌支撐桿301上安裝有與其平行的導(dǎo)軌302，導(dǎo)軌302采用微型直線滾珠絲杠導(dǎo)軌。導(dǎo)軌302上滑動配合安裝有滑塊303。浮動支架304的底部套于導(dǎo)軌支撐桿301上，側(cè)部固定安裝于滑塊303上。彈簧305套于導(dǎo)軌支撐桿301上，彈簧305頂部與底部分別與浮動支架304底部和底板9間接觸，由此通過彈簧305實(shí)現(xiàn)浮動支架304的支撐，以及在浮動支架304與底板9間距發(fā)生變化后的浮動支架304的歸位。張力調(diào)節(jié)輥306一端通過深溝球軸承安裝于浮動支架304側(cè)部，通過軸肩與軸用彈性擋圈對張力調(diào)節(jié)輥306軸向定位。預(yù)浸紗經(jīng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)2后由張力調(diào)節(jié)輥306上方繞過張力調(diào)節(jié)輥306，經(jīng)過張力調(diào)節(jié)輥306進(jìn)行傳送；當(dāng)預(yù)浸紗的張力改變時，浮動支架304會沿導(dǎo)軌支撐桿301滑動，彈簧305的壓縮量隨之改變。預(yù)浸紗的張力張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3

所述張力測量機(jī)構(gòu)4為n個，位于張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3前方，分別用來在各個張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行被動張力調(diào)節(jié)后，對各束預(yù)浸紗張力進(jìn)行實(shí)時的準(zhǔn)確測量，進(jìn)而配合供料放卷機(jī)構(gòu)1實(shí)現(xiàn)對各束預(yù)浸紗進(jìn)行精準(zhǔn)的主動調(diào)節(jié)。張力測量機(jī)構(gòu)4包括傳感器支架401、輥?zhàn)?02、底座403與張力傳感器404，如圖4所示。輥?zhàn)?02為三個，軸線平行設(shè)置，由前至后設(shè)置，為兩個側(cè)輥與一個中部輥；其中，中部輥軸線豎直高度高于兩側(cè)輥軸線。兩側(cè)輥兩端通過深溝球軸承分別安裝于底板9上設(shè)置底座403上。中部輥通過深溝球軸承安裝于傳感器支架401頂部，傳感器支架401底部通過張力傳感器404與底座403通過鎖緊螺母固定。預(yù)浸紗經(jīng)張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3后，依次由后部側(cè)輥下方-中部輥上方-前部側(cè)輥下方繞過三個輥?zhàn)?；由此，通過三個輥?zhàn)?02可保證預(yù)浸紗與輥?zhàn)?02的角度保持不變，使得張力傳感器404對預(yù)浸紗張力的測量更為精準(zhǔn)，可減小誤差。

所述重送機(jī)構(gòu)5具有n套，均安裝在重送機(jī)構(gòu)支撐架506內(nèi)，用來在預(yù)浸紗切斷后再繼續(xù)將預(yù)浸紗重送至壓實(shí)機(jī)構(gòu)前段。重送機(jī)構(gòu)5包括重送電動缸501、連接件502、步進(jìn)電機(jī)503、重送輥軸504與重送輪505，如圖5、圖6所示。其中，重送機(jī)構(gòu)支撐架506包括兩個具有頂板與兩側(cè)板的u型架，前后設(shè)置，固定安裝于底板9上。重送電動缸501采用筆試電動缸，其缸體端與后支架座鉸接，通過后支架座吊裝于后部u型架的頂板上。后部u型架內(nèi)部下方空間用來放置張力測量機(jī)構(gòu)4，使張力測量機(jī)構(gòu)4位于后部u型架內(nèi)，進(jìn)而縮短傳送距離，提高可靠性。重送電動缸501的輸出端與三角形連接件502的a端鉸接，連接件502的b端與前支架座鉸接，使重送電動缸501的輸出端通過前支架座吊裝于前u型架頂面。連接件502的c端上安裝有重送輪505。重送輥軸504兩端通過深溝球軸承安裝于前u型架兩側(cè)板上，通過安裝于前部u型架側(cè)板上的步進(jìn)電機(jī)503驅(qū)動轉(zhuǎn)動。重送輥軸504上沿軸向設(shè)計(jì)有環(huán)形臺肩，使重送輥軸504上沿軸向形成n個環(huán)形凹槽，分別用來設(shè)置n束預(yù)浸紗，限制了預(yù)浸紗在重送輥軸504軸向上的位置。預(yù)浸紗經(jīng)張力測量機(jī)構(gòu)4后，由重送輥軸504上方繞過，置于重送輥軸504上的凹槽內(nèi)。當(dāng)重送電動缸501的輸出端收縮時，重送輪會落下至重送輥軸504上的凹槽內(nèi)，與重送輥軸504相互接觸，將預(yù)浸紗夾緊于重送輪505與重送輥軸504之間。此時，由步進(jìn)電機(jī)503驅(qū)動重送輥軸504轉(zhuǎn)動，通過重送輪505與重送輥軸504間夾緊所產(chǎn)生的摩擦力，在重送輥軸504旋轉(zhuǎn)的過程中對預(yù)浸紗進(jìn)行重送。當(dāng)重送完成時，重送電動缸501的輸出端伸長，帶動重送輪505抬起。

所述夾緊機(jī)構(gòu)6為n個，用來在剪切后將預(yù)浸紗加緊，防止預(yù)浸紗在張力的作用下抽回。夾緊機(jī)構(gòu)6安裝于夾緊支撐架603上，包括夾緊電動缸601與夾緊靴602，如圖7所示。其中，夾緊支撐架603為矩形框架結(jié)構(gòu)，具有頂部吊裝板，整體固定安裝于底板9上。夾緊電動缸601豎直設(shè)置，缸體端通過支架座吊裝于夾緊支撐架603的頂部吊裝板；夾緊電動缸601的輸出端端部固定安裝有夾緊靴602；同時位于夾緊靴子下方，加緊支撐架底邊上開有u型凹槽，內(nèi)部安裝有槽形預(yù)浸紗傳送通道a604，保證在傳送過程中預(yù)浸紗的傳送方向并增加預(yù)浸紗控制的可靠性，且在剪切動作之后防止預(yù)浸紗在張力的作用下回撤。

所述剪切機(jī)構(gòu)7為n個，均安裝于電磁鐵安裝架705上，分別用來對各束預(yù)浸紗剪切，調(diào)整輸出預(yù)浸紗的總寬度，如圖8所示。剪切機(jī)構(gòu)7包括刀具安裝架701、推拉式電磁鐵702與切刀703。其中，電磁鐵安裝架705為矩形框架結(jié)構(gòu)，底部安裝于底板9上。推拉式電磁鐵702上端通過螺母固定安裝于電磁鐵安裝架705頂邊，下端連接刀具安裝架701，刀具安裝架701下部安裝有切刀703；通過刀具安裝架701將推拉式電磁鐵702與切刀703相連。電磁鐵安裝架705底邊上開有u型凹槽，內(nèi)部安裝有預(yù)浸紗傳送通道b706，預(yù)浸紗傳動通道b706為筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部用來穿過預(yù)浸紗，且預(yù)浸紗傳送通道b706上，位于切刀703刀刃下方位置處，設(shè)計(jì)有供切刀703插入的縫隙707，當(dāng)切刀703插入縫隙707后，可將預(yù)浸紗傳送通道b706內(nèi)部截?cái)?。預(yù)浸紗經(jīng)重送機(jī)構(gòu)5后，經(jīng)預(yù)浸紗傳動通道a604與預(yù)浸紗傳動通道b706傳送至模具10表面上，在重送機(jī)構(gòu)5重送完畢后，控制夾緊電動缸601的輸出端伸長，帶動夾緊靴602下移夾緊預(yù)浸紗；隨后控制推拉式電磁鐵702使切刀插入縫隙，由切刀刀刃將預(yù)浸紗切斷，切斷后立刻由推拉式電磁鐵702控制切到歸位，最終由壓實(shí)機(jī)構(gòu)8在模具10表面進(jìn)行壓實(shí)。重送機(jī)構(gòu)5開始重送時，夾緊電動缸601的輸出端縮回。上述重送機(jī)構(gòu)5、夾緊機(jī)構(gòu)6與剪切機(jī)構(gòu)7緊貼設(shè)計(jì)，節(jié)約空間，且夾緊機(jī)構(gòu)6與剪切機(jī)構(gòu)7中的預(yù)浸紗傳動通道a606和預(yù)浸紗傳動通道b706可設(shè)計(jì)為一體結(jié)構(gòu)，如圖9所示。

所述壓實(shí)機(jī)構(gòu)8用來對模具表面上的預(yù)浸紗進(jìn)行壓實(shí)，提高其力學(xué)性能。壓實(shí)機(jī)構(gòu)8包括壓實(shí)伺服電機(jī)801、減速箱802、滾珠絲杠803、彈簧804、鏈接底板805、支撐板806、鏈接支撐板807、支撐軸808、導(dǎo)軌809、導(dǎo)軌滑塊810與壓實(shí)輥811，如圖10、圖11所示。

所述壓實(shí)伺服電機(jī)801軸線沿前后方向設(shè)置，輸出軸同軸連接減速箱802，通過螺栓將壓實(shí)伺服電機(jī)801與減速箱802共同固定于電機(jī)支撐架812上，同時電機(jī)支撐架812固定安裝于底板9上設(shè)置的電機(jī)安裝支架813后側(cè)面上，實(shí)現(xiàn)壓實(shí)伺服電機(jī)801、減速箱802與底板9三者間的定位。

所述滾珠絲杠803與減速箱802的輸出軸同軸設(shè)置，滾珠絲杠803的光軸部分通過聯(lián)軸器與減速箱802的輸出軸同軸連接。滾珠絲杠803一端與具有圓形側(cè)的法蘭軸承座814相連，由法蘭軸承座814支撐，該法蘭軸承座814可通過螺栓固定在電機(jī)安裝支架813前側(cè)面上。滾珠絲杠803的另一端與具有方形支撐側(cè)的立式軸承座815相連，由立式軸承座815支撐，該立式軸承座815可通過螺栓固定安裝在底板9上。

上述滾珠絲杠803上具有螺紋套接的螺母，該螺母上固定有一塊支撐板806；同時滾珠絲杠803上還套有兩塊鏈接支撐板807，兩塊鏈接支撐板807分別位于螺母的前后位置，且兩塊鏈接支撐板807底端通過螺釘與水平設(shè)置的鏈接底板805固定。兩塊鏈接支撐板807間通過兩根支撐軸808相連；兩根支撐軸808位于滾珠絲杠803兩側(cè)，軸線與滾珠絲杠803軸線平行，且共處于同一水平面上。兩根支撐軸808兩端分別與兩塊鏈接支撐板807固定，同時還分別穿過支撐板806左右兩側(cè)。

所述彈簧804具有四根，其中兩根彈簧804套在滾珠絲桿803左側(cè)的支撐軸806上，分別位于兩塊鏈接支撐板807與支撐板806之間；另兩根彈簧804套在滾珠絲桿803右側(cè)的支撐軸806上，同樣位于兩塊鏈接支撐板807與支撐板806之間。

所述導(dǎo)軌809沿前后方向設(shè)置，固定安裝于底板9上。導(dǎo)軌809上安裝有微型導(dǎo)軌滑塊810，使導(dǎo)軌滑塊810可沿導(dǎo)軌滑動。導(dǎo)軌滑塊810與滾珠絲杠803上的螺母固定連接。由此，通過壓實(shí)伺服電機(jī)801驅(qū)動滾珠絲杠810轉(zhuǎn)動，支撐板806沿滾珠絲杠軸線前后移動，壓縮彈簧804，且通過導(dǎo)軌滑塊810與導(dǎo)軌809間的配合進(jìn)行導(dǎo)向，最終帶動兩塊鏈接支撐板807與鏈接底板805整體前后移動。上述導(dǎo)軌809上安裝有限位塊816，通過限位塊816對導(dǎo)軌滑塊810的移動范圍進(jìn)行限位。

所述壓實(shí)輥811通過軸承套接于壓實(shí)輥軸上，壓實(shí)輥811軸兩端分別固定于左右兩側(cè)輥架817前端，左右兩側(cè)輥架817后端固定于前方的鏈接支撐板807上。當(dāng)壓實(shí)輥811與模具10表面接觸，產(chǎn)生的壓力導(dǎo)致彈簧804變形，可通過在支撐板806上安裝激光式位移傳感器818測量彈簧804的變形量，由于彈簧804屬于線性彈性體，因而壓實(shí)力可由彈簧804變形量得到，將反饋的彈簧804變形量輸入控制器，通過pid單位負(fù)反饋控制方法控制，控制壓實(shí)伺服電機(jī)801驅(qū)動滾珠絲杠803轉(zhuǎn)動，移動螺母的位置以調(diào)節(jié)彈簧804的壓縮量，使得前側(cè)的鏈接支撐板807輸出恒定壓實(shí)力。

綜上，當(dāng)模具為復(fù)雜曲面時，會導(dǎo)致壓實(shí)機(jī)構(gòu)8的壓實(shí)力突變破壞預(yù)浸紗的鋪放質(zhì)量，而本發(fā)明中壓實(shí)機(jī)構(gòu)中采用柔性彈簧，可快速有效減弱突變的壓實(shí)力，并且在驅(qū)動器的快速響應(yīng)下驅(qū)動壓實(shí)伺服電機(jī)801轉(zhuǎn)動滾珠絲杠803，由螺母帶動壓實(shí)輥811移動，可有效提高鋪放制品的質(zhì)量，提高鋪放速度提高效率。

本發(fā)明碳纖維集成鋪放壓實(shí)裝置安裝在機(jī)器人的末端法蘭盤，通過對機(jī)器人與碳纖維集成鋪放壓實(shí)裝置進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，將預(yù)浸紗傳送至壓實(shí)機(jī)構(gòu)8中壓實(shí)輥811下方，由壓實(shí)機(jī)構(gòu)8控制壓實(shí)輥811將預(yù)浸紗與模具10貼合固化。當(dāng)壓實(shí)機(jī)構(gòu)8壓實(shí)完畢后，預(yù)浸紗通過重送機(jī)構(gòu)5再次重送至壓實(shí)輥811處，再次進(jìn)行壓實(shí)操作；循環(huán)上述過程實(shí)現(xiàn)預(yù)浸紗在模具10上的自動鋪放。