双工位自动铺丝成型机床的制作方法

1.本实用新型涉及碳纤维的铺丝装置领域，详细地讲是一种双工位自动铺丝成型机床。


背景技术：

2.众所周知，随着技术的不断发展，大型飞机以及大型航天器都在广泛采用轻量化设计，从而获得更大的推重比，提高载荷搭载能力，加之结构强度要求不断提高，既保证强度，又要较少质量成为轻量化设计的核心问题，碳纤维复合材料成型是解决这一问题的最好途径之一。传统的碳纤维铺放都是采用手工铺放或机器手工结合的方式，铺放效率低，铺放质量不稳定，随着自动铺丝技术的广泛应用和发展，已经成为复合材料成型自动化技术的典型代表。
3.就铺丝机来说，因各制造商的铺丝手腕及铺丝头构型不同，所能铺放碳纤维构件的类型也不一样，比如，航空航天大型球冠类构件、椎体类构件、进气道类构件、导弹壳体类构件等，属于回转体，需要搭配卧式工作台加a
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c共线式铺丝手腕，才能完成铺放及环缠工艺，且铺丝头大都采用4x6.35mm铺丝头或8x6.35mm铺丝头。而翼面类、航天器壁板类等构件，属于开放型、大曲率结构件，可采用双弧轨或十字交叉式铺丝手腕，一般采用8x12.7mm铺丝头，或16x12.7mm铺丝头，甚至是24x12.7mm的铺丝头。因此，在实际应用中，一台铺丝机很难满足对不够形式构件的铺放成型，需要引进多台铺丝机才能满足实际生产需要，但因铺丝机价格昂贵等因素，给航空航天类大型复合材料构件的铺丝成型造成诸多影响。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种双工位自动铺丝成型机床，可大幅拓展铺放构件类型，降低对铺丝机床成本投入，具有结构紧凑、占用平台空间少等优点。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双工位自动铺丝成型机床，设有龙门机床底座，其特征是，在龙门机床底座上安装有可实现x向移动的两个龙门架，所述两个龙门架背对背安装，安装在每个龙门架上可实现y向移动的横向滑板，安装在每个横向滑板上可实现z轴垂直移动的滑枕a和滑枕b；所述的滑枕a下端面安装十字交叉式三轴手腕，安装在十字交叉式三轴手腕法兰上的16x12.7mm铺丝头；所述的滑枕b下端面安装u形a
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c共线式三轴手腕，安装在u形a
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c共线式三轴手腕法兰上的8x6.35mm铺丝头。
6.本实用新型还可通过如下措施来实现：龙门机床底座的中间安装有铺放工作台位。所述的龙门架侧端面中心位置安装有回转工作台。
7.本实用新型的有益效果是，两个工位悬挂不同功能的铺丝手腕和铺丝头，可大幅拓宽铺丝机的铺放范围，降低对铺丝机床成本投入，具有结构紧凑、占用平台空间少等优点。
附图说明
8.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
9.图1为本实用新型的结构示意图。
10.图2为本实用新型工位a手腕及铺丝头结构图。
11.图3为本实用新型工位b手腕及铺丝头结构图。
12.图中1
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龙门机床底座；2
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龙门架a；3
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龙门架b；4
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横向滑板a；5
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滑枕a；6
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三轴手腕a；7
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铺丝头a；8
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铺放工作台a；9
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横向滑板b；10
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滑枕b；11
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三轴手腕b；12
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铺丝头b；13
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回转工作台b；61
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a1轴线；62
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b1轴线；63
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c1轴线；121
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a2轴线；122
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b2轴线；123
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c2轴线。
具体实施方式
13.在图中，本实用新型包括龙门机床底座1，安装在龙门机床底座1上可实现x向移动的龙门架a2和龙门架b3，且龙门架a2和龙门架b3背对背安装，安装在龙门架a2上可实现y1向移动的横向滑板a4，安装在横向滑板a4上可实现z1轴垂直移动的滑枕a5；安装在滑枕a5下端面的三轴手腕a6和铺丝头a7，如图2所示，三轴手腕a6采用十字交叉式结构，包括可以实现绕a1轴线61旋转的a1轴，绕b1轴线62旋转的b1轴，绕c1轴线63旋转的c1轴，所述c1轴端面法兰安装铺丝头a7，采用16丝束12.7mm宽的碳纤维预浸丝；其中x1、y1、z1轴为直线进给轴，a1、b1、c1轴为旋转轴，由数控系统控制，可实现六轴联动的精确坐标控制，从而保证丝束的铺放精度。铺放工作台a8位于龙门机床底座1的中间位置，铺放工作台a8上安装小曲率构件模具，从而实现机翼壁板类、航天器壁板类构件的自动铺丝成型。
14.以此类推，安装在龙门架b3上可实现y2向移动的横向滑板b9，安装在横向滑板b9上可实现z2轴垂直移动的滑枕b10；安装在滑枕b10下端面的三轴手腕b11和铺丝头b12，如图3所示，三轴手腕b11采用十字交叉式结构，包括可以实现绕a2轴线121旋转的a2轴，绕b2轴线122旋转的b2轴，绕c2轴线123旋转的c2轴，所述c2轴端面法兰安装铺丝头b12，采用8丝束6.35mm宽的碳纤维预浸丝；回转工作台b13安装在龙门架b3的侧端面中心位置；其中x2、y2、z2轴为直线进给轴，a2、b2、c2轴为旋转轴，p轴为回转轴，由数控系统控制，可实现七轴联动的精确坐标控制，从而保证丝束的铺放精度。用于大曲率开放型曲面(翼梁类)和回转类构件(s进气道类、锥壳类等)的碳纤维预浸料复杂形状制件自动铺丝成型。
15.本实用新型利用安装在龙门机床底座上的两套龙门架，构建出两套x、y、z三轴直线运动工位，两个工位悬挂不能功能的铺丝手腕和铺丝头，且工位a铺放工作台位于龙门机床的中间，工位b回转工作台安装在龙门机床底座x方向的外侧。


技术特征：
1.一种双工位自动铺丝成型机床，设有龙门机床底座，其特征是，在龙门机床底座上安装有可实现x向移动的两个龙门架，所述两个龙门架背对背安装，安装在每个龙门架上可实现y向移动的横向滑板，安装在每个横向滑板上可实现z轴垂直移动的滑枕a和滑枕b；所述的滑枕a下端面安装十字交叉式三轴手腕，安装在十字交叉式三轴手腕法兰上的16x 12.7mm铺丝头；所述的滑枕b下端面安装u形a
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c共线式三轴手腕，安装在u形a
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c共线式三轴手腕法兰上的8x 6.35mm铺丝头。2.根据权利要求1所述双工位自动铺丝成型机床，其特征在于所述的龙门机床底座的中间安装有铺放工作台位。3.根据权利要求1所述双工位自动铺丝成型机床，其特征在所述的龙门架侧端面中心位置安装有回转工作台。

技术总结
本实用新型涉及一种双工位自动铺丝成型机床，属于碳纤维的铺丝装置具领域。设有龙门机床底座，其特征是，在龙门机床底座上安装有可实现X向移动的两个龙门架，所述两个龙门架背对背安装，安装在每个龙门架上可实现Y向移动的横向滑板，安装在每个横向滑板上可实现Z轴垂直移动的滑枕A和滑枕B；所述的滑枕A下端面安装十字交叉式三轴手腕，安装在十字交叉式三轴手腕法兰上的16x 12.7mm铺丝头；所述的滑枕B下端面安装U形A


技术研发人员：白贤荣 高山 邹言波
受保护的技术使用者：威海光威精密机械有限公司
技术研发日：2020.12.21
技术公布日：2021/9/7