一种滑动导向双向铺压装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种滑动导向双向铺压装置，包括两个安装基板、两个导向装置、一个固定丝束导向器和一个双向铺压头，两个导向装置分别安装于两个安装基板的顶部端面，每个导向装置均包括导轨和配置于该导轨上的并能沿该导轨滑动的滑块；固定丝束导向器的两端分别固定于两个安装基板的内侧面上，用于将来自不同方向的丝束汇集整合成并均匀排布后喂入双向铺压头；双向铺压头的两端分别固定在两个导向装置的滑块上，从而能够连同滑块在一定行程范围内沿导轨的正反两个方向滑动，将在滑动过程中将来自固定丝束导向器的丝束进行铺压。本发明使得铺压头在单程铺放结束后不需要进行扭转和回程空驶就可以直接进行反向铺放，极大地提高了成型效率。
【专利说明】一种滑动导向双向铺压装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及复合材料自动铺放成型【技术领域】，具体涉及一种用于复合材料自动铺放成型的滑动导向双向铺压装置，尤其适用于多束复合纤维丝束材料铺放成型过程，主要用于实现对复合材料进行双向的丝束导向、合束及铺放功能。
【背景技术】
[0002]复合材料具有高比强度、高比模量、耐疲劳、减振性好、工艺性好等优点，这些优点对飞行器的性能具有很大的价值，在航天航空工业中已经得到了广泛的应用。同时在其他行业，如体育器材、船舶、高铁等领域，复合材料的用量也在日益增多。
[0003]对高曲率轮廓复材整体构件，如飞机机身段，以及其他诸如喷气发动机整流罩、进气道、喷管、锥形管、压气机叶片、圆形或“C”形通道管等椭圆高曲率轮廓整体复材构件，使用复合材料自动铺带机设备将难以满足铺放制造的要求。复合材料自动铺丝机由于可以对多束窄条丝带进行单独控制，可根据铺放层轮廓形状对丝束进行独立切断控制，可铺放复杂的、甚至带窗口的曲面。因此，对于此类复杂构件，需要使用自动铺丝机来实现铺放加工制造。
[0004]铺压头前端的导向铺压装置是铺丝机核心部件，担负着对多条纤维丝束的导向、收束、合束及在模具表面铺敷的功能，保证来自不同方向不同角度的多条纤维丝束经过导向合束装置，顺利形成分布均匀、表面平整的纤维布匹，在铺压辊的作用下，在模具表面实现稳定的高质量铺放效果。
[0005]传统的导向合束装置为非对称结构，丝束进入铺压装置的导向合束通道与铺压装置位置固定，无法逆向铺放；同样由于结构限制，铺压头无法进行旋转掉头，只能进行单方向纤维丝束铺敷，因此回程为空驶状态，导致铺放效率较低。
【发明内容】
[0006](一 )要解决的技术问题
[0007]本发明旨在解决传统铺压装置只能实现单向铺丝功能、回程空驶、铺放效率较低问题。
[0008]( 二 )技术方案
[0009]为解决上述技术问题，本发明提出一种滑动导向双向铺压装置，包括两个安装基板、两个导向装置、一个固定丝束导向器和一个双向铺压头，其中，所述两个安装基板为两个平板，每个安装基板具有两个主表面，且其中一个安装基板的一个主表面与另一安装基板的一个主表面相互面对，该相互面对的主表面为内侧面，不相互面对的主表面为外侧面；所述两个安装基板的顶部均具有顶部端面，该顶部端面位于同一平面上；所述两个导向装置分别安装于所述两个安装基板的顶部端面，每个导向装置均包括导轨和配置于该导轨上的并能沿该导轨滑动的滑块；所述固定丝束导向器的两端分别固定于所述两个安装基板的内侧面上，用于将来自不同方向的丝束汇集整合成并均匀排布后喂入所述双向铺压头；所述双向铺压头的两端分别固定在所述两个导向装置的所述滑块上，从而能够连同滑块在一定行程范围内沿所述导轨的正反两个方向滑动，将在所述滑动过程中将来自固定丝束导向器的丝束进行铺压。
[0010]根据本发明的【具体实施方式】，所述固定丝束导向器包括双面导向体、左盖板和右盖板，其中，所述双面导向体为端面为等腰梯形的柱体，该端面固定连接于所述安装基板的内侧面，使得柱体的长度方向垂直于该内侧面；所述梯形端面的两条侧边所在的侧面为两个第一安装面，其分别安装左盖板和右盖板，以构成丝束导向通道。
[0011 ] 根据本发明的【具体实施方式】，所述第一安装面上开有导向凹槽，该导向凹槽与覆盖在第一安装面上的所述左盖板或右盖板构成所述丝束导向通道。
[0012]根据本发明的【具体实施方式】，在每条所述导向凹槽的内部，开有导气孔，带有一定压力的气体从导气孔中吹入所述导向凹槽。
[0013]根据本发明的【具体实施方式】，所述双向导向体的底面开有进气孔，所述双面导向体一个端面开有工艺气孔；所述工艺气孔将每条导向凹槽内的导气孔和所述进气孔连通起来，使得由所述进气孔通入的气体能够经由工艺气孔而从各导气孔流出。
[0014]根据本发明的【具体实施方式】，通过所述导气孔的气体的温度低于所述丝束的温度。
[0015]根据本发明的【具体实施方式】，通过所述导气孔的气体的压力和温度是可调的。
[0016]根据本发明的【具体实施方式】，所述双向铺压头由两个单侧丝束导向器、一个铺压辊和两个支座组成，其中，所述铺压辊的两端分别支承于所述支座上，且该所述铺压辊能够绕其中心轴转动；所述两个单侧丝束导向器设置于该铺压辊的中心轴的两侧，且其长度方向平行于所述铺压辊的中心轴，其两端均分别固定于所述两个支座上；所述支座用于与导向装置的滑块固定连接。
[0017]根据本发明的【具体实施方式】，所述单侧丝束导向器包括主导向体、浮动双向配丝器和盖板，其中，所述主导向体用于与支座固定连接，并用于和所述浮动双向配丝器构成丝束通道，并将丝束导向至铺压辊；所述浮动双向配丝器构成丝束导向通道，作为固定丝束导向器的延伸部分，用于对来自固定丝束导向器的丝束进行导向与合束；所述盖板用于和浮动双向配丝器装配，构成封闭的丝束导向通道。
[0018]根据本发明的【具体实施方式】，所述主导向体包括位于中部的中部导向部分以及两个侧翼，其中，所述中部导向部分为长条型的板状，用于构成丝束的通道的一个侧面；所述两个侧翼从所述中部导向部分的长度方向的两端延伸出，用于与所述两个支座上固定。
[0019]根据本发明的【具体实施方式】，所述中部导向部分的面向所述铺压辊的一侧为安装平面；所述中部导向部分的靠近所述两个侧翼的部分分别具有从安装平面向铺压辊凸出的两个凸起部，该两个凸起部均位于中部导向部分的宽度方向的靠近铺压辊的一侧；并且，每个所述凸起部的一个侧面为与所述铺压辊的表面形状一致的弧形工作曲面。
[0020]根据本发明的【具体实施方式】，在所述两个凸起部之间，沿着所述中部导向部分的长度方向开有平行于其宽度方向的辅助导向通道，该辅助导向通道供所述丝束穿入。
[0021]根据本发明的【具体实施方式】，所述浮动双向配丝器为端面为梯形的柱体，柱体的长度方向与主导向体的长度方向一致，柱体的四个侧面分别是上底面、下底面和两个侧面，两个侧面与底面之间的夹角相等，两个侧面分别是第一安装面和第二安装面，其中，所述第一安装面上开有多个连通所述两个底面的第一导向凹槽，所述第二安装面上开有多个连通所述两个底面的第二导向凹槽。
[0022]根据本发明的【具体实施方式】，所述第一导向凹槽和第二导向凹槽的宽度相等，且在所述浮动双向配丝器的长度方向上相互交错排列，由此第一导向凹槽和第二导向凹槽均在本侧面上以与凹槽宽度相等的间隔排列。
[0023]根据本发明的【具体实施方式】，所述主导向体的中部导向部分的辅助导向通道包括多个第一辅助导向通道和多个第二辅助导向通道，分别对应所述浮动双向配丝器的第一导向凹槽和第二导向凹槽。
[0024]根据本发明的【具体实施方式】，所述盖板为板状结构，固定于所述浮动双向配丝器的与所述主导向体相对的另一侧面。
[0025]根据本发明的【具体实施方式】，所述铺压辊包括中心轴和围绕中心轴的铺压辊身，所述中心轴的两端分别卡在所述两个支座上。
[0026]根据本发明的【具体实施方式】，还包括设置于各导向装置上的限位器，所述限位器用于对所述导向装置的所述滑块滑行位置进行限制。
[0027]根据本发明的【具体实施方式】，还包括驱动器，其用于驱动所述导向装置的滑块进行所述双向滑动，以带动所述双向铺压头进行双向滑动。
[0028]根据本发明的【具体实施方式】，还包括连接器，其用于将所述驱动器的运动传递给所述导向装置的滑块。
[0029](三)有益效果
[0030]本发明具有双向对称结构，可实现复合材料在模具表面的双向高速高效铺敷。本发明使得铺压头在单程铺放结束后，使得铺压头不需要进行扭转，不再需要回程空驶，就可以直接进行反向铺放，极大地提高了成型效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是本发明提出的滑动导向双向铺压装置的一个实施例的结构示意图；
[0032]图2是本发明的滑动导向双向铺压装置的安装基板的结构示意图；
[0033]图3是本发明的滑动导向双向铺压装置的导向装置的结构示意图；
[0034]图4是本发明的滑动导向双向铺压装置的导轨的结构示意图；
[0035]图5是本发明的滑动导向双向铺压装置的滑块的结构示意图；
[0036]图6是本发明的滑动导向双向铺压装置的限位器的结构示意图；
[0037]图7A和图7B是本发明的滑动导向双向铺压装置的固定丝束导向器的结构示意图，其中图7A是轴测图，图7B是左视图；
[0038]图8A是本发明的滑动导向双向铺压装置的固定丝束导向器的双面导向体的附视图；
[0039]图SB是本发明的滑动导向双向铺压装置的固定丝束导向器的双面导向体的左视图；
[0040]图8C是本发明的滑动导向双向铺压装置的固定丝束导向器的双面导向体的仰视图；
[0041]图9是本发明的滑动导向双向铺压装置的双向铺压头的结构示意图；
[0042]图10是本发明的滑动导向双向铺压装置的所述单侧丝束导向器的结构示意图；
[0043]图11是本发明的滑动导向双向铺压装置的主导向体的结构示意图；
[0044]图12是本发明的滑动导向双向铺压装置的浮动双向配丝器的结构示意图；
[0045]图13是本发明的滑动导向双向铺压装置的盖板的结构示意图；
[0046]图14是本发明的滑动导向双向铺压装置的铺压辊的结构示意图；
[0047]图15A和图15B是本发明的滑动导向双向铺压装置的支座的结构示意图，其中图15A是轴侧图，图15B是仰视图；
[0048]图16是本发明的滑动导向双向铺压装置的连接器的结构示意图；
[0049]图17是本发明的滑动导向双向铺压装置的驱动器的结构示意图；
[0050]图18A和图18B是本发明的滑动导向双向铺压装置双向铺放放流程示意图，其中图18A显示的是向右铺放状态，图18B显示的是向左铺放状态。
【具体实施方式】
[0051]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
[0052]本发明提出的一种具有对称结构的带有滑动导向的双向铺压装置，图1是本发明提出的滑动导向双向铺压装置一个实施例的结构示意图，如图1所示，该滑动导向双向铺压装置包括一对安装基板a、一对导向装置b、两对限位器C、一个固定丝束导向器d、一个双向铺压头e、连接器f和驱动器g。
[0053]所述两个安装基板a为两个平板，每个安装基板a具有主表面，主表面为面积最大且相互平行的两个相对表面。且其中一个安装基板a的一个主表面与另一安装基板的一个主表面相互面对。该相互面对的主表面在此称为内侧面,不相互面对的主表面在此称为外侧面。
[0054]所述两个安装基板a的顶部均具有顶部端面，该顶部端面位于同一平面上，由此，所述两个导向装置b分别安装于所述两个安装基板a的该顶部端面上。
[0055]所述导向装置包括导轨bl和配置于该导轨bl上的并能沿该轨导bl滑动的滑块b2。
[0056]所述固定丝束导向器d的两端分别固定于所述两个安装基板a的内侧面上，用于将来自不同方向的丝束汇集整合成并均匀排布后喂入所述双向铺压头e ；
[0057]所述双向铺压头e的两端分别固定在两个导向装置b的所述滑块b2上，从而能够连同滑块b2在一定行程范围内沿所述导轨bl的正反两个方向滑动，将在所述滑动过程中将来自固定丝束导向器d的丝束进行铺压。所述驱动器f用于驱动所述导向装置的滑块b2进行双向滑动，以带动所述双向铺压头e进行双向滑动。
[0058]图2是本发明的滑动导向双向铺压装置的安装基板的结构示意图。如图2所示，所述安装基板a为整个装置的支撑部分，其顶部端面用于与所述导向装置b连接。在该实施例中，安装基板a为矩形平板。
[0059]所述安装基板a的顶部端面作为第一安装面a4，开有螺纹孔al，用于与导向装置b进行连接，同时螺纹孔al还作为固定限位器c的安装孔，通过螺钉，可将导向装置b与固定限位器c固定住螺纹孔al上。所述螺纹孔al的数量与实际安装的导向装置b的数量匹配，在本实施例中，每块安装基板a的第一安装面a4上所开的螺纹孔al的数量为3个。
[0060]所述安装基板a的外侧面为第二安装面a5，开有圆形通孔a3，用于与驱动器g进行连接。通过螺钉，可将驱动器g固定安装基板的第二安装面上。所述圆形通孔a3的数量、位置与实际安装的驱动器g的安装孔位相匹配，在本实施例中，每块安装基板a的第二安装面上a5所开的圆形通孔a3的数量为4个。
[0061]所述安装基板a的内侧面作为第三安装面a6。
[0062]所述安装基板a的第二安装面a5上还开有沉头通孔a2，沉头通孔a2从第二安装面贯通第三安装面。所述沉头通孔a2用于与固定丝束导向器d进行连接。通过螺钉，可将固定丝束导向器d固定到一对安装基板a的第三安装面a6上。所述沉头孔a2的数量、位置与实际安装的固定丝束导向器d的安装孔位匹配，在本实施例中，每块安装基板a的第二安装面a5上所开的沉头孔a2的数量为4个。
[0063]图3是本发明的滑动导向双向铺压装置的导向装置的结构示意图。如图3所示，所述导向装置b为标准配件，作为整个装置的导向部分，导向装置b约束了双向铺压头的运动方向。
[0064]所述导向装置b由两部分组成，即由导轨bl和配置于导轨bl上的并能沿轨导bl滑动的滑块b2组成。
[0065]图4是本发明的滑动导向双向铺压装置的导轨的结构示意图，图5是本发明的滑动导向双向铺压装置的滑块的结构示意图。如图4和图5所示，所述导轨bl为标准件，这里不做赘述。导轨bl上等间距开有沉头圆形通孔bl-Ι，其数量和位置与安装基板a第一安装面上的螺纹孔al相对应，通过螺钉，将导轨bl固定在安装基板a的第一安装面上。导轨bl-2为导轨顶面，bl-3为导轨的侧面。
[0066]所述滑块b2同样为标准件，与导轨bl配合使用。滑块顶部为安装面，其上开有螺纹孔b2_l。
[0067]图6是本发明的滑动导向双向铺压装置的限位器的结构示意图。如图6所示，限位器为U型结构，用于对滑块b2的滑行运动进行限位。
[0068]所述限位器的顶部开有圆形通孔Cl，使用螺钉可将限位器c和导轨bl固定在基板a上。限位器的U型凹槽的端面c2卡在导轨两个侧面bl-2上，保证限位器的止动面c3垂直于滑块b2的运动方向，达到良好的接触，保证限位效果。
[0069]所述限位器c的圆形通孔Cl距止动面c3的距离决定了实现双向铺压换向位置的关键，根据需要进行确定。
[0070]每个导向装置b的每个导轨bl的首尾两端都设置有所述限位器C，即共有两对限位器C。
[0071]图7A和图7B是本发明的滑动导向双向铺压装置的固定丝束导向器的结构示意图。其中，图7A是轴测图，图7B是左视图。
[0072]如图7A和图7B所示，固定丝束导向器d用于将来自不同方向的丝束汇集整合以均匀排布，并喂入双向铺压头e进行丝束的双向铺放。
[0073]所述固定丝束导向器d包括双面导向体dl、左盖板d2和右盖板d5。双面导向体dl为端面为等腰梯形的柱体，该端面固定连接于所述安装基板a的内侧面，使得柱体的长度方向垂直于该内侧面；所述梯形端面的两条侧边所在的侧面为两个第一安装面dl-Ι。两个第一安装面dl-1与其他两个侧面之间的夹角相等。两个第一安装面dl-Ι上分别安装左盖板d2和右盖板d5，以构成丝束导向通道。
[0074]图8A是本发明的滑动导向双向铺压装置的固定丝束导向器的双面导向体的附视图。如图8A所示，第一安装面dl-Ι上开有螺纹孔dl-4。通过螺钉，可将左盖板d2或右盖板d5覆盖安装在双面导体dl的第一安装面dl-Ι上。左盖板d2或右盖板d5和一安向装面dl-Ι上的螺纹孔位置及数量对应匹配。
[0075]根据本发明，双面导向体dl的第一安装面dl-Ι上开有导向凹槽dl-2，该导向凹槽dl-2与覆盖在第一安装面dl-Ι的左盖板d2或右盖板d5构成丝束导向通道，对丝束进行导向和合束。导向凹槽的数量与设计要求有关，在本实施例中，两个工作斜面上共开有32条导向凹槽。
[0076]优选的，在每条所述导向凹槽dl-2的内部，开有导气孔dl-3，带有一定压力的气体从导气孔dl-3中吹入导向凹槽dl-2，对运行中的丝束进行吹气。带有压力的气体在丝束和导向槽之间形成一层气膜，使漂浮在气膜上的丝束沿导向槽滑行，起到降低摩擦，辅助丝束通过的作用。导气孔dl-3的数量和位置的设计与第一导向凹槽的设计密切相关。
[0077]图8B是本发明的滑动导向双向铺压装置的固定丝束导向器的双面导向体dl的左视图。如图8B所示，双面导向体dl的两个端面dl-7上也开有螺纹孔dl-8。通过螺钉，将双面导向体dl的端面dl-7与安装基板a的内侧面连接在一起。双面导向体dl的螺纹孔dl-8的位置和数量与安装基板a的内侧面上开的沉头通孔a2匹配对应。
[0078]图SC是本发明的滑动导向双向铺压装置的固定丝束导向器的仰视图。如图SC所示，所述双向导向体dl的底面铣有底凹槽dl-9，例如是圆形平底的底凹槽。在底凹槽dl-9的底面开有进气孔dl-ΙΟ。在进气孔dl-ΙΟ的进气口安装进气接头d4，进气接头用于连通外部气源。
[0079]在双面导向体dl —侧端面开有工艺气孔dl-5，工艺气孔dl-5将每条导向凹槽内的导气孔dl-3和所述进气孔dl-9连通起来，同时，工艺气孔dl-5的端部安装堵头d3，以对工艺气孔dl-5进行密封。这样，由进气孔dl-ΙΟ通入的气体能够经由工艺气孔而从各导气孔dl-3流出ο
[0080]优选的，通过导气孔dl-3的气体的温度低于丝束的温度，在气体流动过程中，带走丝束多余的热量。对于复合材料纤维丝束，能够降低其温度，控制预浸在丝束中的树脂的粘度，也保证了丝束在导向槽内的通过性。
[0081]更优选的，通过导气孔dl-3的气体的压力和温度是可调的。这样，可根据构成丝束的不同复合材料或不同树脂类型，或者不同的树脂预浸程度等条件，调整气体的压力和温度，达到最佳传送效果。
[0082]可见，双面导向体dl为整个装置的核心部件之一，所有的导向、收束、合束功能、气浮减摩及丝束降温功能都是通过双面导向体dl完成的，这种对称结构的固定丝束导向器d可协同双向铺压头e—同工作，实现对纤维丝束的双向铺放。图9是本发明的滑动导向双向铺压装置的双向铺压头的结构示意图。所述双向铺压头e为滑动导向双向铺压装置的核心部件，如图9所示，通过其在导向装置b的滑块b2上的运动，实现对丝束的双向铺压。
[0083]所述双向铺压头e包括两个单侧丝束导向器el、一个铺压棍e2和两个支座e3。所述铺压辊e2为圆柱形部件，其两端可通过支承轴分别支承于所述支座e3上，且该所述铺压辊e2能够在其轴承的导引下绕其自身的中心轴转动。所述两个单侧丝束导向器el均为长条型结构，其设置于该铺压辊e2的中心轴的两侧，且其长度方向平行于所述铺压辊e2的中心轴。如图9所示，该两个单侧丝束导向器el具有对称结构，且其两端均分别固定于所述两个支座上。
[0084]可见，所述支座用于固定两个单侧丝束导向器el以及位于单侧丝束导向器el之间的铺压辊e2，形成铺压辊e2和单侧丝束导向器el之间的固定位置关系。
[0085]同时，所述支座e3作为连接部分，用于与导向装置b的滑块b2固定连接，，使得双向铺压头e可沿着导轨bl整体双向移动。
[0086]所两个单侧向丝束导向器el均用于对丝束进行导向。铺压辊e2用于对来自单侧丝束导向器el的丝束进行铺敷和施压。
[0087]所述单侧丝束导向器el的两端分别连接所述两个支座e3中的一个，所述铺压辊e2的两端也固定于该两个支座e3，由此，所述支座将该单侧丝束导向el和铺压辊e2连接在一起。
[0088]所述两个支座e3又分别安装在所述导向装置b的滑块b2上，实现整个双向铺压装置沿着导轨bl的整体滑动。
[0089]根据铺压方向的需要，通过双向铺压头的运动，使得其中的一个单侧丝束导向器el与固定丝束导向器d配合构成完整丝束导向通道，实现纤维丝束在指定方向的运动出丝。
[0090]图10是本发明的滑动导向双向铺压装置的所述单侧丝束导向器el的结构示意图。如图9所示，所述单侧丝束导向器el在双向铺压头e上成对使用，结构完全相同。这里以其中的一套进行说明。
[0091]如图10所示，单侧丝束导向器el包括主导向体el-1、浮动双向配丝器el-2和盖板 el_3。
[0092]所述主导向体el-Ι为单侧丝束导向器el的主体部分，用于与支座e3固定连接，并用于和所述浮动双向配丝器el-2构成丝束通道，并将丝束导向至铺压辊e2。
[0093]所述浮动双向配丝器el-2为端面为梯形的柱体，柱体的长度方向与主导向体的长度方向一致。柱体的四个侧面分别是上底面、下底面和两个侧面，两个侧面与底面之间的夹角相等。两个侧面分别是第一安装面el_2al和第二安装面el_2a2，其两个侧面分别与主导向体el-Ι和盖板el-3连接，构成丝束导向通道，作为固定丝束导向器d的延伸部分，用于对来自固定丝束导向器d的丝束进行导向与合束。
[0094]所述盖板el-3为截面为平行四边形的板状结构，用于和浮动双向配丝器el_2装配，构成封闭的丝束导向通道。
[0095]图11是本发明的滑动导向双向铺压装置的主导向体的结构示意图。如图11所示，所述主导向体el-Ι为单侧丝束导向器的主体部分，起到连接、固定和丝束导向功能，接收来自浮动双向配丝器el-2的丝束并将其导向至铺压辊e2。
[0096]所述主导向体el-Ι包括中部导向部分以及两个侧翼。中部导向部分为长条型的板状，用于构成丝束的通道的一个侧面。
[0097]两个侧翼从中部导向部分的长度方向的两端延伸出，用于与所述两个支座e3上固定。两个侧翼可以为镜像对称结构。
[0098]在该实施例中，所述侧翼为L形，L形的下边为底面el-la，的底面el_la为第一安装面，用于和支座e3的第一安装面e3_l连接。在侧翼的底面el_la的相对表面el_lb上开有圆形通孔el-lc，以便通过螺钉将主导向体el-Ι和支座e3连接在一起，再将支座e3与导向装置b的滑块b2连接，则主导向体可沿着导轨bl直线滑行。
[0099]所述平板状的中部导向部分面向铺压辊的一侧为安装平面el-lh，中部导向部分的靠近两个侧翼的部分分别具有从安装平面el-lh向铺压辊凸出的凸起部，且凸起部位于中部导向部分的宽度方向的靠近铺压辊的一侧。该凸起部的一个侧面为与铺压辊的表面形状一致的弧形工作曲面el-ld。S卩，该弧形工作曲面el-ld是与铺压辊e2同心的圆弧面，以此确保弧形曲面不会与铺压辊发生机械干涉。
[0100]另一方面，在两个凸起部之间，沿着中部导向部分的长度方向开有平行于其宽度方向的辅助导向通道，辅助导向通道供丝束穿入，从而延伸了丝束导向的长度，为丝束顺利进入铺压辊Θ2进行铺敷提供有效保障。
[0101]辅助导向通道包括多个第一辅助导向通道el-le和多个第二辅助导向通道el-lf，分别对应浮动双向配丝器el-2的第一导向凹槽el_2bl和第二导向凹槽el_2b2，辅助导向通道延伸了丝束导向的长度，约束了丝束的运动路径，保证纤维丝束能够准确地进入铺压辊正下方，获得整齐均匀的铺敷质量。
[0102]所述安装平面el-lh用于与浮动双向配丝器连接。在该实施例中，其上开有用于安装的圆形通孔el-lg。通过螺钉，可将所述安装平面el-lh与浮动双向配丝器的第二安装面el_2a2安装为一体。主导向体的安装平面el_lh和浮动双向配丝器的第二安装面el_2a2上的螺纹孔el_2c2开孔位置匹配，数量相同。
[0103]图12是本发明的滑动导向双向铺压装置的浮动双向配丝器的结构示意图，该图为俯视图。如图12所示，所述浮动双向配丝器el-2为端面为梯形的柱体，柱体的长度方向与主导向体的长度方向一致。柱体的四个侧面分别是上底面、下底面和两个侧面，两个侧面与底面之间的夹角相等。两个侧面分别是第一安装面el_2al和第二安装面el_2a2
[0104]第一安装面el_2al上开有多个连通两个底面的第一导向凹槽el_2bl，在靠近端面的部分开有安装螺纹孔el_2cl。
[0105]第二安装面el_2a2上开有多个连通两个底面的第二导向凹槽el_2b2，在靠近端面的部分也开有安装螺纹孔el_2c2。
[0106]所述第一导向凹槽el_2bl和第二导向凹槽el_2b2的宽度相等，且在所述浮动双向配丝器el-2的长度方向上相互交错排列，由此第一导向凹槽el_2bl和第二导向凹槽el-2b2均在本侧面上以与凹槽宽度相等的间隔排列，保证丝束通过分布在两个安装面上的导向凹槽后，形成等间隔均布的丝束布匹，实现质量稳定一致的铺敷效果。
[0107]所述第一导向凹槽el_2bl和第二导向凹槽el_2b2和固定丝束导向器dl的导向凹槽的数量和位置一致。
[0108]并且，所述浮动双向配丝器el-2的第一导向凹槽el_2bl和第二导向凹槽el_2b2的数量和位置分别与所述主导向体el-Ι的中部导向部分的辅助导向通道的第一辅助导向通道el-le和第二辅助导向通道el-lf对应。
[0109]所述浮动双向配丝器el-2的第二安装面el_2a2与所述主导向体的安装表面el-lh安装后构成封闭的丝束通道。主导向体的安装表面el-lh上开有圆形通孔el_lg，和浮动双向配丝器的第二安装面el_2a2上的螺纹孔el_2c2开孔位置匹配，数量相同。通过螺钉，可将所述主导向体的安装表面el-lh与浮动双向配丝器的第二安装面el_2a2安装为一体。
[0110]图13是本发明的滑动导向双向铺压装置的盖板的结构示意图。如图13所示，
[0111]所述盖板el-3为板状结构，固定于所述浮动双向配丝器的与主导向体相对的另一侧面，即浮动双向配丝器的第一安装面el_3a。
[0112]在与盖板el-3的第一安装面el_3a相对的平面两侧开有沉头孔el_3b。沉头孔el-3b和浮动双向配丝器的第一安装面el_2al上的螺纹孔el_2cl开孔位置匹配，数量相同。通过螺钉，可将所述盖板el-3的第一安装面el_3a与浮动双向配丝器的第一安装面el-2al安装为一体，安装后可构成封闭的丝束通道。
[0113]主导向体el-Ι和盖板el-3的内侧表面分别于浮动双向配丝器el_2的两个斜面配合安装，构成丝束的导向引导通道。
[0114]图14是本发明的滑动导向双向铺压装置的铺压辊的结构示意图。如图14所示，所述铺压辊e2为圆柱状结构，铺压辊e2包括中心轴e2_2和围绕中心轴e2_2的铺压辊身e2-l。铺压辊身e2-l用于对对合成纤维布匹的丝束进行铺压，使其可以紧密贴合在模具表面；中心轴e2_2的两端分别卡在所述两个支座e3上。
[0115]所述中心轴的端头铣出平面e2_3，用来卡在支座e3的安装槽位e3_3上，实现对铺压辊的安装固定。
[0116]图15A和图15B是本发明的滑动导向双向铺压装置的支座的结构示意图。其中图15A是轴侧图，图15B是仰视图。
[0117]如图15A和图15B所示，所述支座e3为倒“T”型结构，支座e3—方面起到定位和固联作用，将一对单向导丝器el和铺压辊e2定位和固联到其本体上面；另一方面，支座e3还作为中间连接件，将双向铺压头e和导向装置c连接到一起。
[0118]所述平面e3_l为支座e3第一安装面，在其上开有螺纹孔e3_2。螺纹孔的位置和数量与单向导丝器el的主导向体el-Ι的L型侧翼的圆形通孔el_lb相对应。通过螺钉，可将一对单向导丝器el面对面固定在一对支座e3上，完成对单向导丝器el的定位及与支座e3的固联。
[0119]所述长圆形凹槽e3_3为支座e3的第一安装槽位，在其侧壁上开有螺纹孔e3_4。铺压辊e2轴端的平面e2-3正好嵌入支座的第一安装槽位e3-3，再通过旋入螺纹孔e3_4的紧钉螺钉，实现对铺压辊e2轴端的固定。采用一对支座e3即可实现对铺压辊e2的定位及固联安装。
[0120]所述矩形凹槽e3_5为支座e3的第二安装槽位，为连接器f的安装提供了空间。
[0121]所述底面e3_6为支座e3的第二安装面，在其上开有圆形通孔e3_7，孔的位置和数量与导向装置b的滑块b2上的螺纹孔相对应。通过螺钉将支座e3与导向装置b的滑块b2连接，实现双向铺压头e沿着导轨bl的直线滑动。
[0122]图16是本发明的滑动导向双向铺压装置的连接器的结构示意图。如图16所示，所述连接器f为“Z”型结构，其作用是在驱动器g和导向装置b之间建立连接，将驱动器g的运动传递给导向装置b的滑块b2，通过推动滑块b2的运动，带动安装于滑块上的双向铺压头e沿导轨bl做直线滑动。
[0123]所述平面f I为连接器f的第一安装面，其上开有圆形通孔f2。将所述第一安装面fl嵌入支座e3的第二安装槽位e3-5中，通过螺钉将连接器f的第一安装面与导向装置b的滑块b2进行螺纹连接，实现连接器f与滑块b2的固联。
[0124]所述槽孔f3为减重槽孔，在保证连接器足够的强度和刚度的前提下，对连接器f进行减重处理。
[0125]所述平面f4为连接器f的第二安装面，其上开有圆形通孔f5，用于与驱动器g的第二安装面g2_l匹配安装，通过螺钉将连接器f的第二安装面与驱动器g的第二安装面g2-l连接到一起，实现连接器f与驱动器g之间的固联。
[0126]图17是本发明的滑动导向双向铺压装置的驱动器的结构示意图。如图17所示，所述驱动器g采用标准的直线驱动器件。在本实施例中，采用气动驱动的无杆气缸，由安装基座gl、驱动滑块g2和导向杆g3三部分组成，驱动滑块g2在气压的驱动下可沿着导向杆g3做双向直线运动。在本发明中，不局限于采用气动驱动的直线器件，采用电驱动或其他驱动方式都在本专利的保护范围内。
[0127]如图17所示，所述驱动器g安装基座gl的平面gl-Ι为第一工作面，其上开有圆形通孔gl-2，用于和安装基板a的第二安装面a5进行连接。通过螺钉，可将驱动器g固定在安装基板的第二安装面a5上。所述圆形通孔的数量、位置与安装基板a的第二安装面a5上安装孔位相匹配。
[0128]所述驱动器g驱动滑块g2的顶面g2_l为第二工作面，其上开有圆形通孔g2_2，用于和连接器f的第二安装面f4进行连接。通过螺钉，可将驱动器g的驱动滑块g2与连接器f固联在一起，进而实现对双向铺压头e的往复直线驱动。
[0129]图18A和图18B是本发明的滑动导向双向铺压装置双向铺放放流程示意图。其中图18A显示的是向右铺放状态，图18B显示的是向左铺放状态。
[0130]以32束丝束铺放为例，本发明所述双向铺压装置双向铺放放流程如下:
[0131]A、右向铺放
[0132]如图18A所示，当向右铺放时，进行下列步骤:
[0133]1.驱动器g推动导向装置b的滑块b2沿其导轨bl向左做直线滑动，带动安装于滑块b2上的双向铺压头e ；
[0134]2.驱动器g推动导向装置b的滑块b2直至与左侧限位器c接触，双向铺压头e停止运动；
[0135]3.切换至向右铺放状态。此时，固定丝束导向器d与右侧单侧丝束导向器el的浮动双向配丝器el-2构成完整的丝束导向通道。来自不同方向的纤维丝束在固定丝束导向器d和右侧单侧丝束导向器el的共同作用下，形成待铺放的纤维布匹，系统处于向右铺放状态；
[0136]4.在外部运动系统的驱动下，整个双向铺压装置向右运动进行铺放直至单程铺放结束；
[0137]B、左向铺放
[0138]如图18B所示，当向左铺放时，进行下列步骤:
[0139]1.驱动器g推动导向装置b的滑块b2沿其导轨bl向右做直线滑动，带动安装于滑块b2上的双向铺压头e ；
[0140]2.驱动器g推动导向装置b的滑块b2直至与右侧限位器c接触，双向铺压头e停止运动；
[0141]3.切换至向左铺放状态。此时，固定丝束导向器d与左侧单侧丝束导向器el的浮动双向配丝器el-2构成完整的丝束导向通道。来自不同方向的纤维丝束在固定丝束导向器d和右侧单侧丝束导向器el的共同作用下，形成待铺放的纤维布匹，系统处于向左铺放状态；
[0142]4.在外部运动系统的驱动下，整个双向铺压装置向左运动进行铺放直至单程铺放结束；
[0143]综合上述，本发明的滑动导向双向铺压装置具有如下优点:
[0144]本发明通过一套系统实现了双向铺放，从而使铺压效率提高一倍。
[0145]本发明的限位器精确可调，保证固定丝束导向器与单侧丝束导向器的浮动双向配丝器位置精确匹配。
[0146]本发明不局限于32束系统，可以根据实际要求进行数量上的增减。
[0147]本发明的滑动导向双向铺压装置可整体拆卸更换。
[0148]本发明的驱动系统可以采用气动驱动，但不局限于气动，也可以采用电动平台驱动；驱动系统采用直线运动，不需要旋转运动。
[0149]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种滑动导向双向铺压装置，包括两个安装基板(a)、两个导向装置(b)、一个固定丝束导向器(d)和一个双向铺压头(e)，其中， 所述两个安装基板(a)为两个平板，每个安装基板(a)具有两个主表面，且其中一个安装基板(a)的一个主表面与另一安装基板的一个主表面相互面对，该相互面对的主表面为内侧面，不相互面对的主表面为外侧面；所述两个安装基板(a)的顶部均具有顶部端面，该顶部端面位于同一平面上； 所述两个导向装置(b)分别安装于所述两个安装基板(a)的顶部端面，每个导向装置(b)均包括导轨(bl)和配置于该导轨(bl)上的并能沿该导轨(bl)滑动的滑块(b2)； 所述固定丝束导向器(d)的两端分别固定于所述两个安装基板(a)的内侧面上，用于将来自不同方向的丝束汇集整合成并均匀排布后喂入所述双向铺压头(e)； 所述双向铺压头(e)的两端分别固定在所述两个导向装置(b)的所述滑块(b2)上，从而能够连同滑块(b2)在一定行程范围内沿所述导轨(bl)的正反两个方向滑动，将在所述滑动过程中将来自固定丝束导向器(d)的丝束进行铺压。
2.如权利要求1所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于，所述固定丝束导向器(d)包括双面导向体(dl)、左盖板(d2)和右盖板(d5),其中， 所述双面导向体(dl)为端面为等腰梯形的柱体，该端面固定连接于所述安装基板(a)的内侧面，使得柱体的长度方向垂直于该内侧面； 所述梯形端面的两条侧边所在的侧面为两个第一安装面(dl-Ι)，其分别安装左盖板(d2)和右盖板(d5)，以构成丝束导向通道。
3.如权利要求2所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于，所述第一安装面(dl-1)上开有导向凹槽(dl-2)，该导向凹槽(dl-2)与覆盖在第一安装面(dl-Ι)上的所述左盖板(d2)或右盖板(d5)构成所述丝束导向通道。
4.如权利要求3所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于，在每条所述导向凹槽(dl-2)的内部，开有导气孔(dl-3)，带有一定压力的气体从导气孔(dl-3)中吹入所述导向凹槽(dl-2)。
5.如权利要求4所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于，所述双向导向体(dl)的底面开有进气孔(dl-ΙΟ)，所述双面导向体(dl) —个端面开有工艺气孔(dl-5);所述工艺气孔(dl-5)将每条导向凹槽内的导气孔(dl-3)和所述进气孔(dl-9)连通起来，使得由所述进气孔(dl-ΙΟ)通入的气体能够经由工艺气孔而从各导气孔(dl-3)流出。
6.如权利要求4或5所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于，通过所述导气孔(dl-3)的气体的温度低于所述丝束的温度。
7.如权利要求4或5所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于，通过所述导气孔(dl-3)的气体的压力和温度是可调的。
8.如权利要求1所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于，所述双向铺压头(e)由两个单侧丝束导向器(el)、一个铺压辊(e2)和两个支座(e3)组成，其中， 所述铺压辊(e2)的两端分别支承于所述支座(e3)上，且该所述铺压辊(e2)能够绕其中心轴转动； 所述两个单侧丝束导向器(el)设置于该铺压辊(e2)的中心轴的两侧，且其长度方向平行于所述铺压辊(e2)的中心轴，其两端均分别固定于所述两个支座上； 所述支座(e3)用于与导向装置(b)的滑块(b2)固定连接。
9.如权利要求8所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于，所述单侧丝束导向器(el)包括主导向体(el-Ι)、浮动双向配丝器(el-2)和盖板(el_3)，其中， 所述主导向体(el-Ι)用于与支座(e3)固定连接，并用于和所述浮动双向配丝器(el-2)构成丝束通道，并将丝束导向至铺压辊(e2)； 所述浮动双向配丝器(el-2)构成丝束导向通道，作为固定丝束导向器(d)的延伸部分，用于对来自固定丝束导向器(d)的丝束进行导向与合束； 所述盖板(el-3)用于和浮动双向配丝器(el-2)装配，构成封闭的丝束导向通道。
10.如权利要求9所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于，所述主导向体(el-Ι)包括位于中部的中部导向部分以及两个侧翼，其中， 所述中部导向部分为长条型的板状，用于构成丝束的通道的一个侧面； 所述两个侧翼从所述中部导向部分的长度方向的两端延伸出，用于与所述两个支座(e3)上固定。
11.如权利要求10所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于， 所述中部导向部分的面向所述铺压辊(e2)的一侧为安装平面(el-lh)； 所述中部导向部分的靠近所述两个侧翼的部分分别具有从安装平面(el-lh)向铺压辊凸出的两个凸起部，该两个凸起部均位于中部导向部分的宽度方向的靠近铺压辊的一侧； 并且，每个所述凸起部的一个侧面为与所述铺压辊的表面形状一致的弧形工作曲面(el-1d)。
12.如权利要求11所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于， 在所述两个凸起部之间，沿着所述中部导向部分的长度方向开有平行于其宽度方向的辅助导向通道，该辅助导向通道供所述丝束穿入。
13.如权利要求12所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于，所述浮动双向配丝器(el-2)为端面为梯形的柱体，柱体的长度方向与主导向体的长度方向一致，柱体的四个侧面分别是上底面、下底面和两个侧面，两个侧面与底面之间的夹角相等，两个侧面分别是第一安装面(el_2al)和第二安装面(el_2a2)，其中， 所述第一安装面(el_2al)上开有多个连通所述两个底面的第一导向凹槽(el_2bl),所述第二安装面(el_2a2)上开有多个连通所述两个底面的第二导向凹槽(el_2b2)。
14.如权利要求13所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于，所述第一导向凹槽(el_2bl)和第二导向凹槽(el_2b2)的宽度相等，且在所述浮动双向配丝器(el_2)的长度方向上相互交错排列，由此第一导向凹槽(el_2bl)和第二导向凹槽(el_2b2)均在本侧面上以与凹槽宽度相等的间隔排列。
15.如权利要求14所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于，所述主导向体(el-1)的中部导向部分的辅助导向通道包括多个第一辅助导向通道(el-le)和多个第二辅助导向通道(el-lf)，分别对应所述浮动双向配丝器(el-2)的第一导向凹槽(el_2bl)和第二导向凹槽(el-2b2) ο
16.如权利要求13所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于，所述盖板(el-3)为板状结构，固定于所述浮动双向配丝器(el-2)的与所述主导向体(el-Ι)相对的另一侧面。
17.如权利要求2所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于，所述铺压辊(e2)包括中心轴(e2_2)和围绕中心轴(e2_2)的铺压辊身(e2_l)，所述中心轴(e2_2)的两端分别卡在所述两个支座(e3)上。
18.如权利要求1所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于，还包括设置于各导向装置(b)上的限位器(C)，所述限位器用于对所述导向装置(b)的所述滑块(b2)滑行位置进行限制。
19.如权利要求1所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于，还包括驱动器(g)，其用于驱动所述导向装置的滑块(b2)进行所述双向滑动，以带动所述双向铺压头(e)进行双向滑动。
20.如权利要求19所述的滑动导向双向铺压装置，其特征在于，还包括连接器，其用于将所述驱动器(g)的运动传递给所述导向装置(b)的滑块(b2)。
【文档编号】B29C70/38GK104385629SQ201410432382
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】吴保林, 贾立好, 徐德 申请人:中国科学院自动化研究所