一种具有防褶皱功能的高性能碳纤维加工设备的制作方法

1.本发明涉及碳纤维加工技术领域，具体为一种具有防褶皱功能的高性能碳纤维加工设备。


背景技术：

2.由碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性 外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的制备完成后的碳纤维呈织物的状态，为了方面进行收集储存，需要使用到碳纤维收卷设备对其进行收卷。
3.但是，现有的碳纤维收卷设备在使用过程中存在一些缺陷：一、收卷过程中碳纤维织物易发生褶皱现象，导致碳纤维织物在收卷辊上呈不规则状堆积，严重影响收卷效果；二、纠偏效果较差，一方面不能够根据碳纤维织物的实际规格进行调节，另一方面在纠偏时不能够针对性地对其调节，因此不满足现有的需求，对此我们提出了一种具有防褶皱功能的高性能碳纤维加工设备。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种具有防褶皱功能的高性能碳纤维加工设备，以解决上述背景技术中提出的碳纤维在收卷过程中易产生褶皱的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有防褶皱功能的高性能碳纤维加工设备，包括外壳，所述外壳内部一侧的上端固定安装有收卷座，所述收卷座的内部转动安装有收卷辊，所述收卷辊的外部缠绕设置有碳纤维织物，所述收卷辊一侧的上下端均安装有除静电装置，且除静电装置与外壳通过螺栓固定，所述外壳内部的中间位置处安装有纠偏装置，所述纠偏装置的一侧固定安装有第三伺服电机，所述纠偏装置的一侧设置有调节装置，所述调节装置上端的两侧均安装有光电传感器，且光电传感器与调节装置滑动连接，所述调节装置的一侧设置有除褶皱装置，除褶皱装置设置有四个，且除褶皱装置分别位于碳纤维织物上下端的两侧。
6.优选的，所述除褶皱装置的内部安装有第一传动辊，且第一传动辊的一端与除褶皱装置转动连接，所述除褶皱装置的一侧安装有第二伺服电机，且第二伺服电机的输出轴与其中一个所述第一传动辊的一端通过联轴器传动连接，所述第一传动辊之间通过传动带传动连接，所述传动带的外部固定设置有刮板，刮板设置有若干个，且刮板呈依次分布，所述传动带位于靠近所述碳纤维织物一端的刮板与碳纤维织物相贴合。
7.优选的，所述除褶皱装置靠近外壳的一侧均安装有第二电动推杆，且第二电动推杆安装有两个，所述第二电动推杆的两端分别与除褶皱装置和外壳通过螺栓固定。
8.优选的，所述调节装置内部的两侧均安装有丝杠，且丝杠的一端与调节装置通过
轴承转动连接，所述调节装置的两端均固定安装有第一伺服电机，且第一伺服电机的输出轴与丝杠的另一端通过联轴器传动连接，所述丝杠的外部安装有滑动块，且滑动块与丝杠相适配，所述滑动块的上端与光电传感器固定连接，所述调节装置的下方设置有安装箱，且安装箱与外壳固定连接，所述安装箱的内部安装有plc，且plc的输入端与光电传感器的输出端电性连接，所述plc的输出端与第三伺服电机的输入端电性连接。
9.优选的，所述光电传感器内部的上端安装有红外发射器，所述光电传感器内部的下端安装有接收器。
10.优选的，所述纠偏装置的内部安装有第二传动辊，且第二传动辊安装有四个，所述第三伺服电机的输出轴与其中一个所述第二传动辊的一端通过联轴器传动连接，所述第二传动辊之间通过纠偏带传动连接，所述纠偏装置对称分布于碳纤维织物下端的两侧，所述纠偏装置靠近外壳的一侧均安装有第一电动推杆，且第一电动推杆安装有两个，所述第一电动推杆的两端分别与纠偏装置和外壳通过螺栓固定。
11.优选的，所述纠偏带的外部均设置有橡胶垫，且橡胶垫与纠偏带粘连固定。
12.优选的，所述除静电装置的内部均固定安装有净离子发生器，所述净离子发生器的一端安装有风机，且风机与外壳固定连接。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明通过在碳纤维织物上下端的两侧均设置有除褶皱装置，在碳纤维织物的收卷过程中，通过上下两个除褶皱装置之间，开启第二伺服电机，第二伺服电机的输出轴带动第一传动辊进行转动，在传动带与其他第一传动辊的配合下，令传动带外部的刮板朝外侧进行移动，而刮板的上端与碳纤维织物相贴合，那么刮板在接触碳纤维织物时由碳纤维织物的中心朝边缘进行移动，移动过程中，在两侧除褶皱装置上刮板的摩擦拉力下将碳纤维织物表面的褶皱进行捋直，从而在收卷的过程中保持平直的状态，同时在除褶皱装置靠近外壳的一端安装有第二电动推杆，一方面能够根据碳纤维织物的厚度规格进行调节，另一方面能够调节碳纤维织物上下端刮板之间的间距，避免间距过大不能够对碳纤维织物进行实时除褶皱或者间距过小导致无法收卷。
14.2、本发明通过在外壳内部的中间位置处安装有调节装置，根据碳纤维织物的宽度预先对光电传感器进行调节，开启第一伺服电机，第一伺服电机的输出轴带动调节装置内部的丝杠进行转动，在丝杠与滑动块在摩擦力的作用下，将旋转运动转化为直线运动，从而令滑动块带动光电传感器在调节装置的上方进行移动，从而合理调节对碳纤维织物的纠偏位置。
15.3、本发明通过在收卷辊与调节装置之间设置有纠偏装置，光电传感器通过红外发射器能够探测碳纤维织物的边缘，读出碳纤维织物的实际位置与设定位置的偏移量，并将偏移量转换成与之成正比电信号，再将电信号送入plc，信号经过plc放大、校准后，输出至第三伺服电机，第三伺服电机根据信号的大小，带动第二传动辊进行转动，在纠偏带与其他第二传动辊的配合下，带动纠偏带外部的橡胶垫进行移动，由于橡胶垫与碳纤维织物之间的摩擦力较大，橡胶垫移动的过程中，能够带动碳纤维织物朝一侧同步进行位移，两个纠偏装置同向运转时，能够实现碳纤维织物的整体移动，单独运转时，能够针对单一侧的位置的调节，灵活性得到进一步提高。
16.4、本发明通过在外壳上下端的一侧均设置有除静电装置，使用时，通过开启净离
子发生器和风机，利用高电压使空气电离产生大量正负电荷，并用风机将正负电荷吹出，形成一股正负电荷的气流，吹至碳纤维织物时，将碳纤维织物表面所带的电荷中和掉，可以用来消除静电，进一步提高收卷效果。
附图说明
17.图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明的光电传感器安装结构示意图；图3为本发明的除褶皱装置结构示意图；图4为本发明的纠偏装置结构示意图；图5为本发明的图1中a区域局部放大图。
18.图中：1、外壳；2、收卷座；3、收卷辊；4、除静电装置；5、净离子发生器；6、风机；7、碳纤维织物；8、纠偏装置；9、第一电动推杆；10、纠偏带；11、安装箱；12、plc；13、调节装置；14、第一伺服电机；15、光电传感器；16、除褶皱装置；17、第二电动推杆；18、传动带；19、刮板；20、第二伺服电机；21、丝杠；22、滑动块；23、红外发射器；24、接收器；25、第一传动辊；26、第二传动辊；27、第三伺服电机；28、橡胶垫。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种具有防褶皱功能的高性能碳纤维加工设备，包括外壳1，外壳1内部一侧的上端固定安装有收卷座2，收卷座2的内部转动安装有收卷辊3，收卷辊3的外部缠绕设置有碳纤维织物7，收卷辊3一侧的上下端均安装有除静电装置4，且除静电装置4与外壳1通过螺栓固定，外壳1内部的中间位置处安装有纠偏装置8，纠偏装置8的一侧固定安装有第三伺服电机27，纠偏装置8的一侧设置有调节装置13，调节装置13上端的两侧均安装有光电传感器15，且光电传感器15与调节装置13滑动连接，调节装置13的一侧设置有除褶皱装置16，除褶皱装置16设置有四个，且除褶皱装置16分别位于碳纤维织物7上下端的两侧。
21.进一步，除褶皱装置16的内部安装有第一传动辊25，且第一传动辊25的一端与除褶皱装置16转动连接，除褶皱装置16的一侧安装有第二伺服电机20，且第二伺服电机20的输出轴与其中一个第一传动辊25的一端通过联轴器传动连接，第一传动辊25之间通过传动带18传动连接，传动带18的外部固定设置有刮板19，刮板19设置有若干个，且刮板19呈依次分布，传动带18位于靠近碳纤维织物7一端的刮板19与碳纤维织物7相贴合，在两侧除褶皱装置16上刮板19的摩擦拉力下将碳纤维织物7表面的褶皱进行捋直，从而在收卷的过程中保持平直的状态。
22.进一步，除褶皱装置16靠近外壳1的一侧均安装有第二电动推杆17，且第二电动推杆17安装有两个，第二电动推杆17的两端分别与除褶皱装置16和外壳1通过螺栓固定，一方面能够根据碳纤维织物7的厚度规格进行调节，另一方面能够调节碳纤维织物7上下端刮板19之间的间距，避免间距过大不能够对碳纤维织物7进行实时除褶皱或者间距过小导致无法收卷。
23.进一步，调节装置13内部的两侧均安装有丝杠21，且丝杠21的一端与调节装置13通过轴承转动连接，调节装置13的两端均固定安装有第一伺服电机14，且第一伺服电机14的输出轴与丝杠21的另一端通过联轴器传动连接，丝杠21的外部安装有滑动块22，且滑动块22与丝杠21相适配，滑动块22的上端与光电传感器15固定连接，调节装置13的下方设置有安装箱11，且安装箱11与外壳1固定连接，安装箱11的内部安装有plc12，且plc12的输入端与光电传感器15的输出端电性连接，plc12的输出端与第三伺服电机27的输入端电性连接，在丝杠21与滑动块22在摩擦力的作用下，将旋转运动转化为直线运动，从而令滑动块22带动光电传感器15在调节装置13的上方进行移动，从而合理调节对碳纤维织物7的纠偏位置。
24.进一步，光电传感器15内部的上端安装有红外发射器23，光电传感器15内部的下端安装有接收器24，光电传感器15通过红外发射器23能够探测碳纤维织物的边缘，通过接收器24读出碳纤维织物7的实际位置与设定位置的偏移量，并将偏移量转换成与之成正比电信号。
25.进一步，纠偏装置8的内部安装有第二传动辊26，且第二传动辊26安装有四个，第三伺服电机27的输出轴与其中一个第二传动辊26的一端通过联轴器传动连接，第二传动辊26之间通过纠偏带10传动连接，纠偏装置8对称分布于碳纤维织物7下端的两侧，纠偏装置8靠近外壳1的一侧均安装有第一电动推杆9，且第一电动推杆9安装有两个，第一电动推杆9的两端分别与纠偏装置8和外壳1通过螺栓固定，第三伺服电机27根据信号的大小，带动第二传动辊26进行转动，在纠偏带10与其他第二传动辊26的配合下，带动纠偏带10外部的橡胶垫28进行移动，两个纠偏装置8同向运转时，能够实现碳纤维织物7的整体移动，单独运转时，能够针对单一侧的位置的调节，灵活性得到进一步提高。
26.进一步，纠偏带10的外部均设置有橡胶垫28，且橡胶垫28与纠偏带10粘连固定，由于橡胶垫28与碳纤维织物7之间的摩擦力较大，橡胶垫28移动的过程中，能够带动碳纤维织物7朝一侧同步进行位移。
27.进一步，除静电装置4的内部均固定安装有净离子发生器5，净离子发生器5的一端安装有风机6，且风机6与外壳1固定连接，利用高电压使空气电离产生大量正负电荷，并用风机6将正负电荷吹出，形成一股正负电荷的气流，吹至碳纤维织物7时，将碳纤维织物7表面所带的电荷中和掉，可以用来消除静电，进一步提高收卷效果。
28.工作原理：使用时，根据碳纤维织物7的宽度预先对光电传感器15进行调节，开启第一伺服电机14，第一伺服电机14的输出轴带动调节装置13内部的丝杠21进行转动，在丝杠21与滑动块22在摩擦力的作用下，将旋转运动转化为直线运动，从而令滑动块22带动光电传感器15在调节装置13的上方进行移动，从而合理调节对碳纤维织物7的纠偏位置，光电传感器15通过红外发射器23能够探测碳纤维织物7的边缘，读出碳纤维织物7的实际位置与设定位置的偏移量，并将偏移量转换成与之成正比电信号，再将电信号送入plc12，信号经过plc12放大、校准后，输出至第三伺服电机27，第三伺服电机27根据信号的大小，带动第二传动辊26进行转动，在纠偏带10与其他第二传动辊26的配合下，带动纠偏带10外部的橡胶垫28进行移动，由于橡胶垫28与碳纤维织物7之间的摩擦力较大，橡胶垫28移动的过程中，能够带动碳纤维织物7朝一侧同步进行位移，实现纠偏，在碳纤维织物7的收卷过程中，开启第二伺服电机20，第二伺服电机20的输出轴带动第一传动辊25进行转动，在传动带18与其
他第一传动辊25的配合下，令传动带外部的刮板19朝外侧进行移动，而刮板19的上端与碳纤维织物7相贴合，那么刮板19在接触碳纤维织物7时由碳纤维织物7的中心朝边缘进行移动，移动过程中，在两侧除褶皱装置16上刮板19的摩擦拉力下将碳纤维织物7表面的褶皱进行捋直，从而在收卷的过程中保持平直的状态，另外通过开启净离子发生器5和风机6，利用高电压使空气电离产生大量正负电荷，并用风机6将正负电荷吹出，形成一股正负电荷的气流，吹至碳纤维织物7时，将碳纤维织物7表面所带的电荷中和掉，可以用来消除静电，进一步提高收卷效果。
29.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。