一种纤维预浸料板材成型一体机

本发明涉及复合材料设计与加工，具体涉及一种纤维预浸料板材成型一体机。

背景技术：

1、随着材料科学的不断发展，越来越多的树脂纤维复合材料被应用于各行各业。连续树脂纤维增强复合塑料，由于轻量且具有高耐久性，所以被使用作为构成汽车、动车或飞机等的各种构件。这些构件通过首先层叠多片由强化树脂纤维所构成的多层预浸片材而制造出预浸片材层叠体，接着重叠多片外形逐渐呈些许不同的预浸片材层叠体而形成。而流水线制造过程中，预浸片材在其纤维方向(纤维的长度方向)、也就是配向方向需要有不同的角度配向裁切。在现有的技术中，裁切配向过程中裁切与搬运都存在停顿现象，这对流水线生产过程中的产品质量及效益存在影响。

2、公开号为cn106029318a的专利说明书公开了一种预浸片材层叠装置，用以制造预浸片材层叠体，该预浸片材层叠体为层叠有多片预浸片材，并且以使一层的预浸片材的纤维方向与其他层的预浸片材不同的方式层叠者。该预浸片材层叠装置具备：使预浸胚材行进的主运送路径；将预浸胚材以设定的角度朝宽度方向切断而形成预浸裁切片材的预浸裁切片材形成部；将所形成的预浸裁切片材移送至在主运送路径上行进的预浸胚材上，并且以使其纤维方向成为设定的方向的方式予以载置于预浸胚材上的移载手；以及使预浸胚材与载置于此预浸胚材的预浸裁切片材熔接的熔接部。

3、公开号为cn113478870a的专利说明书公开了一维延伸的等截面复合材料构件预浸料铺放装置与加工方法。该专利技术利用一维延伸的等截面结构平行剖层相同的特点，采用连续预浸带、定位固定铺放头直接放带复合的方法，完成预浸料叠层连续铺放与在线剪裁。该铺放装置由预浸料叠层支撑结构、铺放组件、切割组件和控制系统组成，n组铺放组件沿传送/或牵引方向依次平行设置，其相对位置与预浸料叠层的相应平行剖层对应；切割组件为与预浸料叠层同步运动的刀具。

4、以上专利技术均不具备随动铺料与裁切功能。

技术实现思路

1、针对上述技术问题以及本领域存在的不足之处，本发明提供了一种纤维预浸料板材成型一体机，利用生产线运行速度，根据运行速度实现同步跟进的随动装置，实现生产线连续运行。

2、一种纤维预浸料板材成型一体机，包括沿生产线依次设置的轴向放卷机构、横向放卷铺料与切割机构、轴向熔融机构、轴向定型机构和牵引机构；

3、横向放卷铺料与切割机构在放卷铺设横向料时可与轴向放卷机构放卷的轴向料同步前进；完成一次横向料铺设后，横向放卷铺料与切割机构可后退至设定位置进行下一次的横向料随动铺设，此设定位置铺设的横向料前端刚好与上一次铺设的横向料后端紧密贴合。

4、在一实施例中，所述的纤维预浸料板材成型一体机，横向放卷铺料与切割机构设置在第一轴向滑轨上且可沿第一轴向滑轨前进后退。

5、在一实施例中，所述纤维预浸料板材成型一体机还包括驱动机构、固定架以及轴向设置的第一调节机构和第二调节机构；

6、固定架侧面设有可轴向活动的活动架；第一调节机构一端设置在固定架一端，另一端螺纹连接活动架，可调节活动架轴向位置；固定架和第一调节机构连接的一端设有第一锁紧螺栓，可固定并锁紧第一调节机构进而防止活动架移动；

7、活动架侧面设有可轴向活动的安装台；第二调节机构一端设置在活动架一端，另一端螺纹连接安装台，可调节安装台轴向位置；活动架和第二调节机构连接的一端设有第二锁紧螺栓，可固定并锁紧第二调节机构进而防止安装架移动；

8、活动架上设有后端传感器，安装架上设有前端传感器，横向放卷铺料与切割机构带有传感器触发头；

9、可通过调节活动架、安装台的轴向位置调节后端传感器和前端传感器轴向间距；

10、后端传感器、前端传感器、传感器触发头和驱动机构形成联锁；前端传感器检测到传感器触发头时，驱动机构驱动横向放卷铺料与切割机构与轴向放卷机构放卷的轴向料同步前进直至后端传感器检测到传感器触发头；后端传感器检测到传感器触发头时，驱动机构驱动横向放卷铺料与切割机构后退直至前端传感器检测到传感器触发头；前端传感器检测到传感器触发头时横向放卷铺料与切割机构所在位置即为所述设定位置。

11、在一实施例中，所述的纤维预浸料板材成型一体机，横向放卷铺料与切割机构包括依次设置的第一阻尼辊组、送料辊组、第一位置感应仪、导向装置、焊接台和拉料装置；

12、第一阻尼辊组带有与第一位置感应仪联锁的第一纠偏装置；第一纠偏装置可根据第一位置感应仪检测的横向料位置调节第一阻尼辊组以保证横向料放卷张力恒定及位置精度；

13、焊接台位于轴向料正上方，焊接台上设有横向料切割装置以及用于焊接横向料和轴向料的焊接装置。

14、在一实施例中，所述纤维预浸料板材成型一体机还包括设置在牵引机构后端、用于横向随动切割纤维预浸料板材的切割机构；

15、切割机构在横向切割纤维预浸料板材时可与纤维预浸料板材同步轴向前进；完成一次横向切割后，切割机构可后退至指定位置进行下一次的随动切割。

16、在一实施例中，所述的纤维预浸料板材成型一体机，切割机构设置在第二轴向滑轨上且可沿第二轴向滑轨前进后退。

17、在一实施例中，所述的纤维预浸料板材成型一体机，轴向熔融机构和轴向定型机构具有相同数量且间隔依次布置。

18、在一实施例中，所述的纤维预浸料板材成型一体机，轴向放卷机构包括沿生产线依次设置的第二阻尼辊组和第二位置感应仪；

19、第二阻尼辊组带有与第二位置感应仪联锁的第二纠偏装置；第二纠偏装置可根据第二位置感应仪检测的轴向料位置调节第二阻尼辊组以保证轴向料放卷张力恒定及位置精度。

20、在一实施例中，所述的纤维预浸料板材成型一体机，轴向放卷机构至少两组，横向放卷铺料与切割机构至少一组，横向放卷铺料与切割机构用于在轴向料之间放卷铺设横向料。

21、在一实施例中，所述的纤维预浸料板材成型一体机，横向放卷铺料与切割机构和轴向熔融机构之间设置用于初步压合的过渡辊。

22、本发明与现有技术相比，有益效果有：

23、本发明的纤维预浸料板材成型一体机，利用生产线运行速度，根据运行速度实现同步跟进的随动装置，实现生产线连续运行，并在运行过程中实现连续不停顿裁切铺叠，提高产品质量及工作效率，并且该随动装置还可以广泛应用于其他需要连续运行中不停顿在线随动生产线上，保证了产品裁切直线度和垂直度，该技术具备较大的应用范围。

技术特征：

1.一种纤维预浸料板材成型一体机，其特征在于，包括沿生产线依次设置的轴向放卷机构、横向放卷铺料与切割机构、轴向熔融机构、轴向定型机构和牵引机构；

2.根据权利要求1所述的纤维预浸料板材成型一体机，其特征在于，横向放卷铺料与切割机构设置在第一轴向滑轨上且可沿第一轴向滑轨前进后退。

3.根据权利要求1所述的纤维预浸料板材成型一体机，其特征在于，所述纤维预浸料板材成型一体机还包括驱动机构、固定架以及轴向设置的第一调节机构和第二调节机构；

4.根据权利要求1所述的纤维预浸料板材成型一体机，其特征在于，横向放卷铺料与切割机构包括依次设置的第一阻尼辊组、送料辊组、第一位置感应仪、导向装置、焊接台和拉料装置；

5.根据权利要求1所述的纤维预浸料板材成型一体机，其特征在于，所述纤维预浸料板材成型一体机还包括设置在牵引机构后端、用于横向切割纤维预浸料板材的切割机构；

6.根据权利要求5所述的纤维预浸料板材成型一体机，其特征在于，切割机构设置在第二轴向滑轨上且可沿第二轴向滑轨前进后退。

7.根据权利要求1所述的纤维预浸料板材成型一体机，其特征在于，轴向熔融机构和轴向定型机构具有相同数量且间隔依次布置。

8.根据权利要求1所述的纤维预浸料板材成型一体机，其特征在于，轴向放卷机构包括沿生产线依次设置的第二阻尼辊组和第二位置感应仪；

9.根据权利要求1所述的纤维预浸料板材成型一体机，其特征在于，轴向放卷机构至少两组，横向放卷铺料与切割机构至少一组，横向放卷铺料与切割机构用于在轴向料之间放卷铺设横向料。

10.根据权利要求1所述的纤维预浸料板材成型一体机，其特征在于，横向放卷铺料与切割机构和轴向熔融机构之间设置用于初步压合的过渡辊。

技术总结
本发明公开了一种纤维预浸料板材成型一体机，包括沿生产线依次设置的轴向放卷机构、横向放卷铺料与切割机构、轴向熔融机构、轴向定型机构和牵引机构；横向放卷铺料与切割机构在放卷铺设横向料时可与轴向放卷机构放卷的轴向料同步前进；完成一次横向料铺设后，横向放卷铺料与切割机构可后退至设定位置进行下一次的横向料随动铺设，此设定位置铺设的横向料前端刚好与上一次铺设的横向料后端紧密贴合。本发明利用生产线运行速度，根据运行速度实现同步跟进的随动装置，实现生产线连续运行。

技术研发人员：祝颖丹,张洪生,陈明达,冯雄峰
受保护的技术使用者：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7