织物定位装置的制造方法
【专利摘要】一种用于吸引器的位置调整装置包括：定位板(22)，其可安置为至少邻近模具(18)的表面；至少一个驱动器(24)，其操作性地连接到所述定位板以移动所述定位板，并更改所述定位板相对于所述模具的表面的第一高度、第一倾斜角度、第一侧向位置和旋转位置中的至少一者；至少一个定位器(10)，其安置在穿过所述定位板的开口中，所述定位器从所述定位板上悬挂并可独立于所述定位板移动；至少一个吸引器(20)，其连接到所述至少一个定位器；及接头，其安置在所述定位器与所述定位板之间，所述接头准许所述至少一个定位器改变相对于所述定位板的第二高度、第二倾斜角度和第二侧向位置中的至少一者。
【专利说明】织物定位装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请案请求2013年12月19日提交的首次提交的美国专利申请案第61/918,293号的优先权。
发明领域
[0003]本发明涉及一种设计为调整相关联织物吸引器(例如织物提升吸盘)的高度和定向的装置的构造和操作。更具体地，本发明涉及一种旨在帮助提升、操纵织物并将织物从传送站传送到模具的器件。甚至更具体地，本发明的装置设计为帮助提升、操纵和传送用于制造由复合材料(例如用于构造飞机的复合材料)制成的组件的织物。
[0004]相关技术描述
[0005]现有技术包括可用于搬运织物材料的若干器件的实例。这包括机织和非机织织物，例如挠性碳织物。
[0006]借助于背景，如熟悉本领域的技术人员应显而易见的，对于大型小体积的复合组件来说，手工铺叠仍是用于模制这类复合组件的最常见方法，所述复合组件包括以下物料项，例如飞机组件、机翼、飞机整流罩、船壳、风力涡轮机叶片等等。
[0007]某些飞机组件(例如机翼)的装配涉及形成具有多个弯曲部分的复合三维几何结构。为了形成这些几何机构，将大片碳纤维织物与集成到机翼蒙皮中的扶强材(也称为飞机中的纵梁)一起使用。对于常规手工铺叠来说，估计需要约一个小时来搬运约15kg(38.1lb)的织物材料。因此，生产时间是个问题。
[0008]如熟悉本领域的技术人员应显而易见的，手动程序易出错并在一些情况下可能缺乏精确的再现性。
[0009]例如，已知对织物材料的人工搬运会导致织物材料的拉伸或皱褶。另外，如果使用夹持工具，那么夹持工具会在搬运期间损伤织物，尤其在使用夹钳工具的位置处。尤其如果在最终形成复合组件之前需要移除并更换受损的织物积层，那么这些变形会通过增加生产时间而负面影响生产复合组件的能力。
[0010]作为背景，一些现有技术参考资料描述了依赖于碳纤维织物积层的复合结构的形成。其它现有技术参考资料依赖于以重叠型样施加的复合材料胶带(即窄条带)。向复合组件制造商呈现特定挑战的是这两种技术中的第一种技术。
[0011]美国专利第6，343，639号(下文称为“‘639专利”)描述了一种用于铺叠织物以生产层压物的机器。所述机器包括具有穿孔式上表面19的工作台18。(‘639专利，第2栏，第59-64行。)将织物从织物辊30沉积到工作台18上。(‘639专利，第3栏，第5-10行。)提供辊48以使用真空压力拾取切割成适当形状之后的织物元件。(‘639专利，第4栏，第28-37行。)接着将成形材料传送到其沉积的铺叠站40、42 ο (‘ 639专利，第4栏，第38-46行。)
[0012]美国专利申请公开案第2007/0187026号(下文称为“‘026申请案”)描述了一种织物搬运装置和一种复合物制造方法。在此，在切割工作台110上切割织物并使其成形。(‘026申请案，第
[0023]段)。随后，在上卷到真空致动的收线滚筒130之后，将切割的织物从切割工作台110传送到模具工作台170。(‘026申请，第
[0024]至
[0025]段)。
[0013]美国专利申请公开案第2011/0240213号(下文称为“‘213申请案”)描述了用于堆布和悬垂增强纤维结构部分以生产异型坯的方法和器件。‘213申请案依赖于相对的辊式输送机21、22以将织物沉积在芯19上。(‘ 213申请案，第[0053 ]段)。
[0014]美国专利第8，088，236号(下文称为“‘236专利”)描述了用于生产大面积纤维复合结构组件的装置和方法。所述装置包括成形元件I，非机织毯15从非机织辊2、3沉积到成形兀件I上。(‘ 236专利，第6栏，第4-13彳丁)。
[0015]美国专利第7，228，611号(下文称为“‘611专利”)描述了将大型未固化的复合层压物从凸铺叠芯轴工具传送到凹固化工具的方法。(‘611专利，摘要。)
[0016]美国专利第8，114，241号(下文称为“‘241专利”)描述了一种用于在由待聚合的材料制成的机身筒周围应用真空袋的方法。当芯轴10围绕旋转轴线旋转时，袋材料薄板30应用于芯轴10。(‘241专利，第4栏，第1-6行。)
[0017]美国专利第7，611，601号(下文称为“‘601专利”)描述了依赖于将多个织物条带施加于铺叠模具或工具上的自动化铺叠系统和方法。(‘601专利，第4栏，第40-64行。)
[0018]美国专利第7，137，182号(下文称为“‘182专利”)描述了一种依赖于多个材料分配器形成复合结构的装置，所述多个材料分配器并排设置以将材料条带62沉积到模具上。(‘182专利，第4栏，第8-35行。)模具位于旋转转台80上。(‘182专利，第3栏，第39-47行。)
[0019]美国专利申请公开案第2007/0277919号(下文称为“‘919申请案”)描述了用于自动监测复合制造过程的系统和方法。所述过程依赖于激光来帮助检测会影响制造过程的边缘、重叠、间隙、裙皱及异物碎片。(‘919申请案，摘要。)
[0020]虽然上文所描述的方法和装置中的每一者提供了至少一些用于使织物组件的制造自动化的解决方案，但仍需要使大积层织物材料的铺叠和搬运自动化的机械器件。
[0021]另外，需要可有助于改进与由复合织物材料制造组件(例如飞机组件)相关联的铺叠过程的可靠性、准确性和可重复性。
[0022]总之，仍然需要搬运织物材料(例如，用于制造复合组件的织物)而在其被搬运时不使织物材料卷曲、折叠、拉伸或以其它方式改变织物材料的形状的器件。
【发明内容】
[0023]本发明解决了与现有技术相关联的一个或多个缺陷。
[0024]特别地，本发明提供了一种利于将挠性材料(例如织物)从一个位置搬运和传送到另一位置的装置。
[0025]更具体地，本发明提供了经由连接到阵列板的织物搬运器阵列将织物从一个位置搬运并传送到另一位置。设想搬运器被动连接到阵列板以使得阵列板的移动引起搬运器中的单独搬运器的移动。
[0026]本发明的第一方面提供一种用于吸引器的位置调整装置，其包括:定位板，其可安置为至少邻近模具的表面;至少一个驱动器，其操作性地连接到定位板以移动定位板并更改定位板相对于模具表面的第一高度、第一倾斜角度、第一侧向位置和旋转位置中的至少一者;至少一个定位器，其安置在穿过定位板的开口中，所述定位器从定位板上悬挂并可独立于定位板移动；至少一个吸引器，其连接到至少一个定位器;及接头，其安置在定位器与定位板之间，所述接头准许至少一个定位器改变相对于定位板的第二高度、第二倾斜角度和第二侧向位置中的至少一者。
[0027]设想定位板可以是在其中限定多个开口的平面薄板。替代地，定位板可以是其中具有多个开口的桁架。
[0028]设想至少一个驱动器连接到定位板。
[0029]还设想，至少一个定位器包括多个定位器且至少一个吸引器包括多个吸引器，每一定位器包括处于顶端的封盖，防止每一定位器通过定位板中的每一开口下落，并且每一定位器包括附接到底端处的多个吸引器中的一者。
[0030]在一个实施方案中，设想吸引器可以是吸盘。替代地，吸引器可以是静电元件。
[0031]在其它实施方案中，每一定位器可以包括由一种材料制成的杆，所述材料包括但不限于钢、金属、金属合金、塑料、热塑性材料、复合材料、尼龙、聚四氟乙稀、芳纟仑复合材料、陶瓷以及纤维素材料。
[0032]在本发明的所选实施方案中，每一接头可以包括:套筒，其安置在定位板中的每一开口内；和旋转枢轴，其受控地安置在每一套筒内，其中每一定位器可滑动地安置为穿过每一旋转枢轴中的孔，从而准许调整每一定位器相对于定位板的第二高度，且其中每一旋转枢轴可在每一套筒内旋转，从而准许调整每一定位器相对于定位板的第二角度。虽然不限制本发明，但设想每一旋转枢轴是球形的。
[0033]替代地，设想每一接头可以包括:旋转枢轴，其不受控地安置在定位板中的每一开口上方，其中每一定位器可滑动地安置为穿过每一旋转枢轴中的孔，从而准许调整每一定位器相对于定位板的第二高度，且其中每一旋转枢轴是可旋转的，从而准许调整每一定位器相对于定位板的第二角度和每一定位器与每一开口的边缘的距离中的至少一者。仍然设想每一旋转枢轴是球形的。
[0034]在另一个设想的实施方案中，每一接头可以包括:套筒，其安置在定位板中的每一开口内；第一旋转枢轴，其受控地安置在每一套筒内；以及第二旋转枢轴，其不受控地安置在定位板中的每一开口上方，其中每一定位器可滑动地安置为穿过每一第一旋转枢轴中的第一孔且每一定位器可滑动地安置为穿过每一第二旋转枢轴中的第二孔，从而准许调整每一定位器相对于定位板的第二高度，且其中每一第一旋转枢轴可在每一套筒内旋转，从而准许调整定位器相对于定位板的第二角度。第一和第二旋转枢轴可以是球形的。
[0035]另外，设想至少一个定位器包括多个定位器且至少一个吸引器包括多个吸引器，其中也设想装置包括将邻近的吸引器彼此连接的连接器。连接器可以是经由接头而端对端彼此连接的多个杆。替代地，连接器可以是挠性杆。在另外的设想的实施方案中，连接器可以是挠性薄板。
[0036]应从所附图式和从本文中的论述来理解本发明的另外的特征。
[0037]附图简述
[0038]现将结合所附图式来描述本发明，其中:
[0039]图1是根据本发明的织物搬运阵列的第一个实施方案的图解侧视图，其展示刚好在通过吸引器夹持织物之后而在从拾取工作台提升织物之前的阵列；
[0040]图2是图1中所示的织物搬运阵列的图解侧视图，其展示在拾取工作台与模具之间的中点处的阵列，拾取工作台与模具两者在此图式中均以图形格式加以图示；
[0041]图3是图1中所示的织物搬运阵列的图解侧视图，其展示在将织物放置在模具上之前、在织物搬运阵列已经符合模具的表面轮廓之后的时刻的织物搬运阵列；
[0042]图4是根据本发明的织物搬运阵列的第二个实施方案的图解侧视图，此实施方案是图1至图3中所示的织物搬运装置的变体，其中织物搬运阵列展示为处于与图3中所描绘的织物搬运阵列的第一个实施方案相同的位置；
[0043]图5是用于图4中所示的织物搬运阵列的第二实施方案中的静电垫的第一变体的图解俯视图；
[0044]图6是图5中所示的静电垫的第二变体；
[0045]图7是图5中所示的静电垫的第三变体；
[0046]图8是图5中所示的静电垫的第四变体；
[0047]图9是连接到形成图1中所示的织物搬运阵列的织物吸引器中的一者的定位器的第一实施方案的图解侧视图，其展示处于第一定向的定位器；
[0048]图10是图9中所示的定位器的图解侧视图，其展示处于第二定向的定位器；
[0049]图11是图9中所示的定位器的图解侧视图，其展示处于第三定向的定位器；
[0050]图12是连接到形成图1中所示的织物搬运阵列的织物吸引器中的一者的定位器的第二实施方案的图解侧视图，其展示处于第一定向的定位器；
[0051]图13是图12中所示的定位器的图解侧视图，其展示处于第二定向的定位器；
[0052]图14是图12中所示的定位器的图解侧视图，其展示处于第三定向的定位器；
[0053]图15是连接到形成图1中所示的织物搬运阵列的织物吸引器中的一者的定位器的第三实施方案的图解侧视图，其展示处于第一定向的定位器；
[0054]图16是图15中所示的定位器的图解侧视图，其展示处于第二定向的定位器；
[0055]图17是图15中所示的定位器的图解侧视图，其展示处于第三定向的定位器；以及
[0056]图18是图1中所示的织物搬运阵列的一部分的图解俯视图。
【具体实施方式】
[0057]现将结合一个或多个实施方案来描述本发明。对任一特定实施方案的论述旨在说明本发明的广度和范围。换言之，虽然将注意力集中于特定实施方案，但这些实施方案并不旨在限制本发明的范围。相反，在理解本文中呈现的论述和图式后，熟悉本领域的技术人员将易于理解所描述和所说明的实施方案的一或多个变型和等效物。那些变型和等效物旨在由本发明所涵盖，犹如将在本文中加以描述。
[0058]现代飞机制造已偏离传统上对用于飞机的外部组件的铝和铝合金的依赖，并已变得更大地依赖于复合材料。预期未来的飞机将甚至更大程度地依赖于由复合材料制成的组件。其原因很简单:一般地，复合材料比其金属配对物更强劲并更轻，并至少由于这个原因而呈现优于金属及其合金的工程与设计优势。另外，由于熟悉本领域的技术人员显而易见的原因，当复合部件用于构造飞机时，通常需要较少部件。
[0059]然而，由复合材料制造组件仍有工程方面的挑战。
[0060]如熟悉本领域的技术人员应显而易见并借助于以下论述的背景，术语“复合材料”涵盖广泛类别的不同物质。在飞机制造的背景下，应将复合材料理解为指代主要由碳纤维和树脂制成的织物。虽然设想本发明涵盖碳纤维织物，但本发明并不旨在限制于此。用于制造复合组件的其它织物还旨在由本发明的范围所涵盖。举例来说，本发明包括但不限于并入了芳纶纤维、陶瓷、玻璃和相关化合物的当前已知或待未来开发的材料。此外，将不同化合物和材料组合在一起的织物还旨在由本发明所涵盖。
[0061]—般地，织物属于两种类别之一。第一类别为机织织物。机织织物涵盖由复合材料线制成的机织织物。机织织物具有玮线和织样，如熟悉本领域的技术人员应显而易见的。这些材料类似于由其它纤维材料(诸如棉)制成的布。第二类别为非机织织物。非机织织物涵盖并非由机织在一起的线制成的非机织织物。通常，非机织织物组合多种纤维，所述多种纤维随机编结以形成棉絮或替代地在特定方向上对准。这些材料有时称为具有单向或单轴纤维。
[0062]如熟悉本领域的技术人员应显而易见的，在构造飞机组件时，在以预定定向将多层织物层压到彼此上后，使用树脂或其它类型之基质材料来将织物层彼此粘结。基质材料包括但不限于树脂、环氧材料、尼龙、聚酯、聚丙烯、陶瓷等等。
[0063]在本领域中，已知织物可以预浸渍有诸如树脂的基质材料。这类织物常称为“预浸体”织物。替代地，织物可以是“干”织物，意味着所述织物并未预浸渍有诸如树脂的基质材料。
[0064]在任一种情况下，大体上认识到基质材料将被引入到织物中并通常使用压力和/或热量进行固化以产生复合材料组件。一旦固化为硬化组件，那么可进一步机械加工硬化组件以制造飞机部件。
[0065]—种用于制造和固化复合织物结构的过程被熟悉本领域的技术人员称为“树脂传递灌注”或“RTI”。其它过程在本领域中也是已知的，且本发明并不旨在限于RTI。
[0066]如熟悉本领域的技术人员也应显而易见，不管用于构造飞机组件的织物的类型如何(即，预浸体或干织物)，使用所述织物的构造技术都倾向于属于两种常规类别。制造飞机部件的第一种方法依赖于织物条带(包括通常称为“胶带”或“束”的织物条带)的层的重复涂覆。在此制造方法中，条带按照预定型样施加于模具表面。在制造飞机组件的第二种方法中，以预定型样和布置将切割成预定形状的织物薄板铺叠在彼此上方。在任一种技术中，层中的纤维的定向通常在层之间变化。在每一层具有略微不同定向的情况下，可在任何特定方向上使飞机组件的强度达到最高。
[0067]就依赖于使用织物条带的制造方法来说，条带通常是从辊分配的。特别地，当条带辊通过模具表面时，以平行的行将单层织物条带分配到模具上。辊的定向可针对条带的每次连续施加而更改，以改变复合纤维的方向定向。
[0068]第二制造方法主要依赖于人工操纵织物。具体地，首先借助于切割机或其它方法使单独材料片成形并接着以正确定向将所述材料片定位在模具上。当然，有可能采用一或多个机械器件来将预切割的织物片定位成适当定向以用于形成飞机组件。在这第二种制造方法下，因此尤其在其自动化过程(或至少部分自动化)的情况下，本发明涉及所述第二制造方法本身。
[0069]当机械器件拾取并携载一片织物以在预定定向上将织物铺叠在模具上时，优选的是使织物沉积在模具上以使得织物适当定位并使得织物不会变形、折叠或以其它方式扭曲。如应显而易见的，当沉积织物以使得织物处于正确定向而不扭曲时，在引入和/或硬化基质材料后，织物层将适当地形成最终复合结构。
[0070]如从相关技术的论述应显而易见的是，许多自动化器件依赖于真空辊以拾取复合织物并将复合织物从一个位置传送到另一个位置。
[0071]本发明提供定位器10，其旨在与织物搬运阵列12合作以从第一位置16(例如可能发生或可能不会发生切割的铺叠工作台16)拾取复合织物14，目的是将织物14传送到第二位置18(例如图3中所示的模具18)。在描述定位器10的细节之前，提供对织物搬运阵列12的论述。
[0072]织物搬运阵列12包括多个织物吸引器20，所述多个织物吸引器以栅格型样布置，如图18中所示(展示阵列12的图解俯视图)。吸引器20沿x-y平面布置。如在以下论述中将显而易见的是，吸引器20的位置可相对于彼此移动，使得复合织物14可以预定位置和定向沉积在第二位置18处(即，沉积在模具上)。
[0073]设想吸引器20是吸盘或附接到定位器10的任何其它形式的夹持介质。在一个设想的实施方案中，设想吸引器20是吸盘。然而，吸引器20可以是静电器件或任何其它合适的等效物。机械操作的吸引器20还可用于搬运复合织物14。不管所采用的吸引器20的类型如何，设想吸引器20夹持在复合织物14上而不损坏或以其它方式扭曲复合织物14。
[0074]定位器10连接到定位板22，在所说明的实施方案中，定位板22是安置在吸引器20的阵列上方的平面结构。重力g作用于吸引器20，其帮助吸引器20通过其相应定位器10从定位板22上悬挂。具体地，定位器10延伸穿过板22，使得定位器可相对于所述板移动。为了防止定位器10完全通过板22，定位器10具备将定位器保留在板22上的封盖26，而不管板22相对于铺叠工作台16、模具18或其它结构的位置如何。如应显而易见的是，当板22已移动到封盖26位于板22的顶面上的位置时，定位器10和吸引器20被提升并与板22—起移动。
[0075]虽然定位板22被说明为平面结构，但应注意，定位板22可构造为诸如桁架的结构基质。定位板22的确切构造对于本发明来说并不重要。在一个替代构造中，定位板22的形状可以不是平面的。实际上，定位板22可设计有预定弯曲部分或其它三维构型。
[0076]应注意，阵列12和定位板22的各种实施方案在本文中被描述为具有正方形或矩形形状。然而，不需要这些形状来实践本发明。相反，在不偏离本发明的范围的情况下，阵列12和定位板22可采用任何合适的形状。举例来说，阵列12和定位板22可为三角形、六边形、多边形、圆形、半圆形、椭圆形或无定形。
[0077]设想定位器10是可沿z轴自由移动并处于相对于定位板22的角向定向的刚性杆。z轴平行于(或至少基本上平行于)重力g。虽然设想为刚性杆，但应注意，在不偏离本发明的范围的情况下，定位器10可具有任何合适的形状和构型。
[0078]作为刚性杆，设想定位器10是由诸如金属的刚性材料制成。为了减小定位器10的重量并因此减小阵列12的重量，定位器10可由诸如招或招合金的合适金属制成。替代地，定位器10可由任何其它合适的材料制成，所述材料包括但不限于钢、金属、金属合金、塑料、热塑性材料、复合材料、尼龙、聚四氟乙烯、芳纶复合材料、陶瓷、纤维素材料等等。如应显而易见的是，用于构造定位器10的确切材料对于本发明的构造来说并不重要。然而，应注意，用于定位器10的材料有可能在操作期间抗弯曲力、拉伸力和/或压缩力，使得吸引器20维持相对于彼此的合适位置。
[0079]虽然定位器10被说明为刚性杆(且被设想为刚性杆)，但应注意，定位器10可具有某一适度的挠度。换言之，在应用于定位器时，术语“刚性”并不旨在表示定位器10是完全不可挠的。如将从以下论述显而易见的是，定位器10的某种挠度可通过在需要时或期望时提供与移动有关的小容差而帮助将织物14定位在第二位置18处(例如，定位在模具18处)。
[0080]设想定位板22连接到定位器驱动器24。驱动器24连接到定位板22，使得定位板可在高度方向(例如平行于重力g的方向)上进行调整。如下文更详细地论述，定位器10可以上述方式相对于定位板22自由移动。因此，在对定位板22的高度进行控制的情况下，当将织物14沉积在模具18上时，有可能将织物14相对于模具18定向在几乎任何定向上。
[0081]驱动器24可具有适用于阵列12的任何构造和操作。在一个实施方案中，设想驱动器24可具有至定位板22的齿轮附接。在另一设想的实施方案中，驱动器24可电磁连接到定位板。另外，驱动器24可经由线缆或其它挠性连接器连接到定位板22。如熟悉本领域的技术人员应显而易见的是，在不偏离本发明的范围的情况下，驱动器24可经由多个不同连接中的任一种连接到定位板22。
[0082]应注意，驱动器24可以包括彼此合作以调整定位板22的高度的多个驱动单元。换言之，本发明并不旨在限于其中单个驱动器24与定位板22相关联的构造。
[0083]在阵列12的操作期间，设想定位板22保持与地面平行(即垂直于重力g)。然而，这对于本发明的操作来说并不是必要的。设想定位板22可在需要时或在期望时相对于水平位置倾斜。另外，在需要时或期望时，定位板22可围绕轴线(例如中心轴线)旋转。
[0084]定位器10各自盖有封盖26。除了熟悉本领域的技术人员应显而易见的其它益处以夕卜，封盖26保证定位器10从板22上悬挂。应注意，定位器10全部被展示为具有相同长度。然而，设想定位器10可具有不同长度。另外，设想可在定位器10上调整封盖26的位置以更改相关联吸引器20的位置。
[0085]吸引器20经由连接器28而彼此连接。连接器28在邻近的吸引器20之间延伸以维持吸引器20相互间的位置关系。
[0086]在所说明的实施方案中，连接器28各自由经由接头36、38连接到彼此的三个杆30、
32、34构造而成。连接器28维持吸引器20相互间的位置关系，但准许吸引器20作为群组移动。如应从图14显而易见，吸引器20在其相对于彼此的侧向移动中受限。连接器28确保吸引器20作为群组移动并确保任何两个单独吸引器20之间的距离将不准许以任何明显方式变化。如果一个吸引器20将移动到明显不同于邻近吸引器20的位置，那么织物14可能变扭曲，从而使织物14不适用于制造多积层织物复合组件。
[0087]图2是在拾取织物14之后但在将织物14沉积在模具18之前的阵列12的图解侧视图。由于准许吸引器20相对于定位板独立地移动，所以设想吸引器20在如图所示的重力g的作用下下降到其相应的最低位置。
[0088]图3是在阵列12邻近模具18定位并准备将织物14沉积到模具18上的时刻的阵列12的图解侧视图。由于定位器10可移动地连接到定位板22，所以吸引器20在抵靠模具18的表面下降时调整其相应位置。一旦以预定位置和定向来沉积织物14，那么吸引器20释放织物14而使得阵列12可返回到铺叠工作台16以获取下一片织物14以便放置在模具18上。重复此过程直到所有织物14片已按其预定位置和定向沉积在模具18上。
[0089]应注意，阵列12也可以将其它材料输送到模具18。举例来说，一层复合材料可包括粘合层或蜂窝材料。阵列12可具备能够输送材料以及定向材料的吸引器20。
[0090]在阵列12的替代布置中，设想连接器28可由挠性杆(未展示)替换。在此类设想的布置中，所述杆将不需要任何接头36、38。实际上，所述杆将具备足够的挠性以准许邻近吸引器20相对于彼此移动，并具有足够刚性以使得任何两个单独吸引器20之间的距离将不准许过大变化。如上文所指示，设想定位器20具有足够刚性以使得其抗拉伸、压缩和挠曲，从而维持吸引器20相对于彼此的恒定位置关系。
[0091]图4图示阵列12的变型。在此图解侧视图中，图示了阵列40的第一变体。阵列40类似于阵列12，不同之处在于连接器28和吸引器20已用含有嵌入式静电元件的单个垫42替换。
[0092]设想垫42是足够刚性的，使得其不能折叠或以其它方式引入由阵列40从拾取工作台16携载到模具18的织物14中的扭曲。换言之，设想垫42是足够刚性的，使得其在拾取织物14之前向织物14呈现平滑的连续表面。另外，设想垫42是足够刚性的，使得其在从拾取工作台16运送到模具18期间抵制折叠或其它缺陷的形成。
[0093]在本发明的阵列40的此第二实施方案的背景下，一个或多个静电元件(另外称为静电吸引器)与垫42相关联或并入到垫42中。虽然其并入到或附接到垫42，但设想这些静电元件与上文所描述的静电吸引器20类似(或相同)。因此，也用元件符号20来标识静电元件。
[0094]如熟悉本领域的技术人员应显而易见的是，图4中的静电吸引器20的说明旨在仅说明静电吸引器20可并入到垫42或附接到垫42的不同方式。对图4中所示的静电吸引器20在垫42中的放置的描绘并不旨在限制本发明。
[0095]如熟悉本领域的技术人员应显而易见的是，可以多种方式实现将静电吸引器20并入垫42中。
[0096]在图4和图5中所示的第一个变体中，静电吸引器20作为离散元件并入到垫42中。在此，将静电元件20展示为圆形。然而，静电元件20不一定为圆形。在不偏离本发明的范围的情况下可采用任何形状。
[0097]图6图示垫42中的静电元件20的第二个设想的变体。在此设想的实施方案中，静电元件是十字形的。与在先前实施方案中，静电元件20以规则型样布置在垫42内。然而，如应显而易见的，静电元件20在垫42内不一定均匀地(或规则地)间隔，以保持在本发明的范围内。设想静电元件可以不规则型样布置，同时保持在本发明的范围内。为了说明不规则的布置，已从图6中所示的实施方案中移除静电元件43中的所选静电元件。
[0098]图7图示本发明的垫42的第三个设想的变体。在此，静电元件20成形为跨越垫42的宽度延伸的条状物。如应显而易见的，静电元件20的长度和定向对于垫42的操作来说并不是特别重要。在不偏离本发明的范围的情况下，可采用静电元件20的其它长度和定向。
[0099 ]图8图示本发明的垫42的第四个设想的变体。在此，静电元件20被限定为垫42中或垫42上的单独区域。如同视频监测器上的像素，设想可在需要时或期望时“打开”或“关闭”静电元件20。如应显而易见的，在不偏离本发明的范围的情况下，限定静电元件20的单独区域的尺寸和形状可变化。
[0100]应注意，设想吸引器20的吸引强度是可调整的。因此，设想阵列12、40可以提升和输送具有不同重量、厚度、密度等的织物14片。
[0101]在所说明的实例中，垫42是定位器10所附接到的材料薄板。换言之，垫42将连接器42限定在邻近定位器10之间。
[0102]如上文所描述，通过将材料薄板用作连接器42，维持吸引器20处于相对于彼此的合适的位置关系，以使得当阵列40到达模具18时适当定向织物14。如从上文应显而易见的，在平坦条件下由阵列40拾取织物14。阵列40接着在平坦条件下(其与定位板22的形状一致)将织物14从铺叠工作台16输送到模具18。仅在其中静电吸引器20更改其相对于定位板22的位置的模具18处，在彼时将织物14沉积到模具18上。设想垫42使瑕疵到织物14的引入减至最少。
[0103]用于构造连接器(和/或连接器薄板或垫)42的材料可以是许多不同物质中的任一种。连接器42可由机织织物、非机织织物、纤维素材料、复合材料、金属、金属合金、塑料、热塑性材料、橡胶、橡胶类材料、尼龙、聚四氟乙烯、聚乙烯、陶瓷或类似物制成。连接器42的确切组成对于本发明的操作来说并不重要，除了材料应允许吸引器20充分挠曲以适当定位以便将织物14放置在模具18上之外。
[0104]图9图示旋转接头48(下文也大体上称为接头)的第一个实施方案，旋转接头48被设想为将一个或多个定位器10连接到定位板22。如图所示，定位板22包括多个开口或孔50。设想定位器10安置在每一开口 50中。套筒52安置在开口 50内。套筒52在开口 50内与受控旋转枢轴54接合。虽然受控旋转枢轴54通过套筒52保持在开口 50中，但其可在套筒52内自由旋转。定位器10可经由孔56与受控旋转枢轴54可滑动地接合，孔56延伸穿过受控旋转枢轴54。如这个所设想的实施方案中所说明，受控旋转枢轴54被塑成球体或球的形状以利于定位器1在开口 50内的移动。
[0105]虽然选择特定材料用于构造定位器10，但套筒52或受控旋转枢轴54对于本发明的操作来说并不特别重要，设想将选择材料以易于相对于彼此移动。换言之，设想针对每一组件选择的材料将抵制彼此粘结，从而准许定位器10相对于定位板22的自由移动。
[0106]举例来说，定位器10可由铝或铝合金制成，如上文所描述。受控旋转枢轴54可由利于与定位器10滑动接合的相容性材料制成。还设想受控旋转枢轴54是由利于在开口 50中的套筒52内的移动的材料制成。
[0107]可针对受控旋转枢轴54选择的材料包括但不限于青铜、浸油青铜、黄铜、浸油黄铜、塑料、热塑料材料、陶瓷、纤维素材料、有机材料、聚四氟乙烯或类似物。因此，定位器10可容易在受控旋转枢轴54内限定的孔56内滑动而不粘结。
[0108]类似地，设想套筒52是由准许受控旋转枢轴54在其中旋转的材料制成。因此，套筒52可由与针对受控旋转枢轴54选择的材料相容的任何材料制成。润滑剂可以提供在套筒52与受控旋转枢轴54之间以利于受控旋转枢轴54在套筒52内的旋转。
[0109]图1O是图9中所示的旋转接头48的图解侧视图。在此视图中，展示已经在受控旋转枢轴54中的孔56内相对于定位板22滑动到不同高度h后的定位器10，因此，(例如)定位板22的高度已降低超过定位器10和/或吸引器20的极端已接触铺叠工作台16或模具18的点。如从上文应显而易见的，高度h由若干变量表示，所述变量包括但不限于模具18的形状、定位器10的长度和板22与模具18的距离。
[0110]图11是图9中所示的旋转接头48的图解侧视图。在此视图中，受控旋转枢轴54已相对于图9中所示的位置旋转。因此，定位器10已采用相对于定位板22的不同角度。
[0111]图12图示根据本发明的旋转接头58(在下文中也大体上称为接头)的第二实施方案。
[0112]在此实施方案中，旋转接头58包括不受控旋转枢轴60而不是关于第一实施方案说明的受控旋转枢轴54。不受控旋转枢轴60包括定位器10所延伸穿过的中心孔62，在此实施方案中，不受控旋转枢轴60位于定位板22的顶部并且并未在开口50内保持受控。
[0113]如先前实施方案中，定位器10可在不受控旋转枢轴60的孔62内自由滑动。因此，如图13中所示，定位器10可移动以使得封盖26安置为高于定位板22预定高度h。
[0114]图14图示在已相对于定位板22角向移位角度之后的定位器10。又，这类似于旋转接头48的操作，但在此情况下，当定位器10(和/或吸引器20)的极端与具有极限曲率的区域接触(例如在模具18处)时，允许不受控旋转枢轴60相对于孔50移动。
[0115]因此，不受控旋转枢轴60仍与定位板保持接触，设想不受控旋转枢轴60可由具有合适重量的材料制成。所设想的材料包括钢，但这并不旨在限制本发明。如上文关于受控旋转枢轴54所描述，在不偏离本发明的范围的情况下，可针对不受控旋转枢轴60选择各种材料中之任一种。举例来说，孔50可以是呈埋头孔形式或其它波状形式的凹部，以允许改进枢轴60的定位。
[0116]继续参考图12至图14，描述了与旋转接头58相关联的另一个特征。特别地，不受控旋转枢轴60能够相对于开口 50移动。因此，定位器10能够以360°从所示初始位置移动距离r。由于定位器10可从初始位置移动距离r，所以定位器10可以通过在开口 50内位移高达距离r来调整模具18的极限曲率。如从图示应显而易见的，设想开口50是圆形的且距离r是开口 50的半径。
[0117]图15是根据本发明的旋转接头64(在下文中也大体上称为接头)的第三实施方案的图解侧视图。此设想的实施方案组合了受控旋转枢轴54与不受控旋转枢轴60。
[0118]图16是旋转接头64的图解侧视图，其中定位器已在定位板22的上方移位预定高度
ho
[0119]图17图示旋转接头64，其中定位器10已相对于定位板22以预定角度移位。
[0120]图18是阵列12的图解俯视图。旋转接头48、58或64定位在连接器28的每一相交处。根据本发明的一个实施方案，所有旋转接头48、58、64可共享相同构造。在另一个设想的实施方案中，旋转接头48、58、64可彼此不同。换言之，在不偏离本发明的范围的情况下，可采用不同旋转接头48、58、64的组合。
[0121]为了利于对图18中所示的阵列12的各种设想实施方案的论述，将旋转接头48、58、64的九个代表性位置标示为A、B、C、D、E、F、G、H、I(下文称为“A至I”)。虽然设想旋转接头48、58、64中之任一者可放置在位置A至I中的任一者处，但存在本文具体枚举的旋转接头48、58、64的三种型样。
[0122]在第一个设想的实施方案中，受控旋转接头48提供在位置A至I中的每一者处。在第二实施方案中，不受控旋转接头58提供在A至I中的每一者处。在第三实施方案中，受控旋转接头48或旋转接头60提供在位置E处且不受控旋转接头58提供在其余位置A、B、C、D、F、G、
H、I处。
[0123]第二实施方案和第三实施方案设想不受控旋转接头58将准许定位器10在其相应的相关联开口 50内侧向移动。以此方式，设想在(例如)模具18向阵列12上的定位器10呈现极限曲率的情况下，定位器10将不太可能锁定(或约束)在开口 50的单独开口内。
[0124]继续参考第二实施方案，设想利用在中心位置E处的受控旋转接头48将有助于使定位器10保持大体上与阵列12对准。在一个设想的变型中，在其余位置A、B、C、D、F、G、H、I包括不受控旋转接头58的情况下，旋转接头64可用在位置E处。以此方式，预期旋转接头64和不受控旋转接头58将以类似方式运作，因为其各自包括不受控旋转枢轴60。具体地，由于接头58、64中的每一者包括不受控旋转枢轴60，所以在从铺叠工作台16到模具18的运送期间定位器10将具有均匀高度。
[0125]虽然可在位置A至I处针对阵列12采用接头48、58、64的任何可能的组合，但结合阵列12的第三实施方案论述的布置被视为适用于本发明的阵列12的许多应用。如应显而易见的，每一不受控旋转枢轴60有助于将相关联定位器10定心在相关联开口 50中。设想不受控旋转枢轴60仅在不寻常或极端情况下相对于开口 50位移。为了阻止定位器10的阵列12未对准，以上文所论述的方式结合接头58来使用接头48、64。
[0126]如应显而易见的，位置A至I仅表示定位器10的更大的阵列12。因此，可跨越整个阵列12重复接头48、58、64的所选的预定型样。因此，设想接头48、58、64可遵循重复型样。替代地，在需要时或期望时，接头48、58、64可跨越阵列12以非重复型样不均匀地分布。
[0127]再次参考图3和图4，例如，应注意，弧形平面表示可通过模具18的表面呈现给吸引器20的一个可能的表面特征。如熟悉本领域的技术人员应显而易见的，在将织物14沉积于用于机翼的模具18之前，模具18(例如)将呈现一组复杂的不同表面构型或轮廓，多个吸引器20需要适应所述不同表面构型或轮廓。
[0128]如上文所论述，在图1至图3中图示的实施方案中，吸引器20中的邻近吸引器经由连接器28而彼此连接。在图4至图8中图示的实施方案(及变型)中，吸引器20附接到或并入到垫42(也称为连续薄板42)。连接器28、42维持吸引器20彼此相关，而不管由模具18限定的形状的轮廓如何。如从上文应显而易见的，当阵列12、40下降到模具18的表面时，连接器28、42将吸引器20中的邻近吸引器的之间的高度h限制在预定范围内。这防止任一个吸引器20的高度h径向偏离任何邻近吸引器20的高度h。连接器28、42保证从一个吸引器20到下一个吸引器的平滑转移，并因此保证织物搬运阵列12在模具18的表面上的平滑造型。
[0129]如应显而易见的，连接器28、42确保邻近吸引器20之间的三维距离基本上保持不变。换言之，连接器28、42确立了吸引器20之间基本上恒定的位置关系。就此而言，连接器28、42被视为基本上不展现伸长或压缩性质。如果准许连接器28、42拉伸或压缩，那么邻近吸引器20之间的基本上均匀的三维距离将更难以维持。
[0130]如上文所述，本发明是结合本发明的一个或多个实施方案来描述的。所述实施方案旨在说明本发明的广度。集中于任一个特定实施方案并不旨在限制所述特定实施方案。因此，本发明旨在涵盖变型和等效物，如熟悉本领域的技术人员将理解的。
【主权项】
1.一种用于吸引器的位置调整装置，其包括: 定位板，其可安置为至少邻近模具的表面； 至少一个驱动器，其操作性地连接到所述定位板以移动所述定位板，并更改所述定位板相对于所述模具的所述表面的第一高度、第一倾斜角度、第一侧向位置和旋转位置中的至少一者； 至少一个定位器，其安置在穿过所述定位板的开口中，所述定位器从所述定位板上悬挂并可独立于所述定位板移动； 至少一个吸引器，其连接到所述至少一个定位器；以及 接头，其安置在所述定位器与所述定位板之间，所述接头准许所述至少一个定位器改变相对于所述定位板的第二高度、第二倾斜角度和第二侧向位置中的至少一者。2.根据权利要求1所述的位置调整装置，其中所述定位板包括: 在其中限定多个开口的平面薄板。3.根据权利要求1所述的位置调整装置，其中所述定位板包括: 在其中具有多个开口的桁架。4.根据权利要求1至4中任一项所述的位置调整装置，其中所述至少一个驱动器连接到所述定位板。5.根据前述任一权利要求所述的位置调整装置，其中所述至少一个定位器包括多个定位器且所述至少一个吸引器包括多个吸引器，每一定位器包括处于顶端的封盖，防止每一定位器通过所述定位板中的每一开口下落，并且每一定位器包括附接在底端处的所述多个吸引器中的一者。6.根据权利要求5所述的位置调整装置，其中每一吸引器包括吸盘。7.根据权利要求5所述的位置调整装置，其中每一吸引器包括静电元件。8.根据前述任一权利要求所述的位置调整装置，其中每一定位器包括由一种材料制成的杆，所述材料选自由以下各者组成的群组:钢、金属、金属合金、塑料、热塑性材料、复合材料、尼龙、聚四氟乙烯、芳纶复合材料、陶瓷以及纤维素材料。9.根据前述任一权利要求所述的位置调整装置，其中每一接头包括: 套筒，其安置在所述定位板中的每一开口内；以及 旋转枢轴，其受控地安置在每一套筒内； 其中每一定位器可滑动地安置为穿过每一旋转枢轴中的孔，从而准许调整每一定位器相对于所述定位板的所述第二高度，且 其中每一旋转枢轴可在每一套筒内旋转，从而准许调整每一定位器相对于所述定位板的所述第二角度。10.根据权利要求9所述的位置调整装置，其中每一旋转枢轴是球形的。11.根据前述任一权利要求所述的位置调整装置，其中每一接头包括: 旋转枢轴，其不受控地安置在所述定位板中的每一开口上方， 其中每一定位器可滑动地安置为穿过每一旋转枢轴中的孔，从而准许调整每一定位器相对于所述定位板的所述第二高度，且 其中每一旋转枢轴可旋转，从而准许调整每一定位器相对于所述定位板的所述第二角度和每一定位器与每一开口的边缘的距离中的至少一者。12.根据权利要求11所述的位置调整装置，其中每一旋转枢轴是球形的。13.根据前述任一权利要求所述的位置调整装置，其中每一接头包括: 套筒，其安置在所述定位板中的每一开口内； 第一旋转枢轴，其受控地安置在每一套筒内；以及 第二旋转枢轴，其不受控地安置在所述定位板中的每一开口上方， 其中每一定位器可滑动地安置为穿过每一第一旋转枢轴中的第一孔且每一定位器可滑动地安置为穿过每一第二旋转枢轴中的第二孔，从而准许调整每一定位器相对于所述定位板的所述第二高度，且 其中每一第一旋转枢轴可在每一套筒内旋转，从而准许调整所述定位器相对于所述定位板的所述第二角度。14.根据权利要求13所述的位置调整装置，其中所述第一旋转枢轴和所述第二旋转枢轴是球形的。15.根据前述任一权利要求所述的位置调整装置，其中所述至少一个定位器包括多个定位器且所述至少一个吸引器包括多个吸引器，所述位置调整装置还包括: 将邻近的吸引器彼此连接的连接器。16.根据权利要求15所述的位置调整装置，其中所述连接器包括经由接头而端对端彼此连接的多个杆。17.根据权利要求15所述的位置调整装置，其中所述连接器包括挠性杆。18.根据权利要求15所述的位置调整装置，其中所述连接器包括挠性薄板。
【文档编号】B65H3/08GK105916787SQ201480069827
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2014年12月9日
【发明人】安德鲁·杰斯, 保尔·弗雷泽, 林恩赛·里贝克尼鲍曼
【申请人】肖特兄弟公司