一种纤维方向可控的碳纤维预浸料半自动铺放装置的制作方法

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一种纤维方向可控的碳纤维预浸料半自动铺放装置的制作方法

本实用新型涉及自动铺放装置领域,尤其涉及一种纤维方向可控的碳纤维预浸料半自动铺放装置。



背景技术:

碳纤维板即碳纤维加固补强单向板材,其成型工艺是将碳纤维浸渍树脂后在模具内固化并连续拉挤成型。具有拉伸强度高、耐腐蚀性、抗震性、抗冲击性等良好性能,能充分发挥碳纤维的强度和弹性模量,在施工时可免除碳纤维单向织物的树脂固化阶段,强度利用效率高,施工方便。

碳纤维材料具有强度高、弹性模量低、重量轻等优点,使得碳纤维材料应用广泛。但由于碳纤维材料的纤维分布具有单一性,在受非平行于纤维的力的情况下容易发生断裂。因而为了增加强度,需要将多层不同角度的碳纤维预浸料按照所需角度铺放,然后进行热压,使其符合使用强度要求。

多层不同角度的碳纤维预浸料是否能够按照所需角度铺放一定程度上影响了碳纤维板的强度,这说明铺放前期工作的准备尤为重要。碳纤维材料上覆盖有树脂,通过一定的压力就可以将相邻两块碳纤维材料铺贴在一起。但是目前的碳纤维预浸料铺放装置均为大型机器,不便于小型场所使用,而且铺放角度单一,自动化程度不高,局限性大,碳纤维层合板的优良力学性能得不到充分的发挥。



技术实现要素:

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于,提供一种使用效率高、占地面积小、使用更加方便的纤维方向可控的碳纤维预浸料半自动铺放装置。

所述纤维方向可控的碳纤维预浸料半自动铺放装置,包括机架、分别设置在所述机架上下的压板组件及旋转台,所述压板组件包括可沿所述机架上下运动的压板、通过连接杆与所述压板连接的可分离的第一载物台及分别设置在所述压板与所述第一载物台之间的碳纤维预浸料角度获取装置及伸缩式圆形回字压头,所述旋转台上表面设置有可旋转的第二载物台及与所述第二载物台连接的旋转控制装置,所述旋转控制装置与所述碳纤维预浸料角度获取装置连接。

作为本技术方案的进一步改进,所述机架包括水平设置的内侧设置有第一活动导轨的两条水平支架及分别垂直设置在所述两条水平支架上的两组内侧设置第二活动导轨的垂直支架,所述压板两侧设置有可沿所述第二活动导轨上下运动的第二滑块,所述可分离的第一载物台两侧设置有可沿所述第一活动导轨左右运动的第一滑块,所述第一载物台与所述压板间的连接杆两端分别铰链连接在所述第一载物台及所述压板上。

优选的,所述压板与所述可分离的第一载物台中部通过两条弹簧可伸缩的连接。

优选的,所述碳纤维预浸料角度获取装置为工业摄像头,所述可分离的第一载物台及第二载物台与所述碳纤维预浸料角度获取装置三者的中点处于同一垂线上。

优选的,所述第二载物台上方设置有圆环形的无影光源,所述无影光源通过隔离支撑柱固定连接在所述第二载物台上方。

优选的,所述圆环形的无影光源包括圆环形主体及设置在所述圆环形主体内环壁上的光源。

优选的,所述伸缩式圆形回字压头上表面嵌入式的设置有第二光源,所述第二光源为单面光源。

优选的,所述第二光源包括圆环状主体及设置在所述圆环状主体上表面的光源。

优选的,所述可分离的第一载物台包括左载物板及右载物板,所述左载物板及右载物板相向的两端可分离的接触连接,另外两端分别通过所述连接杆与所述压板连接,所述左载物板及右载物板为圆形或方形。

所述压板上方设置有锁紧滑块及一端穿过所述锁紧滑块并与设置在压板下方的所述弹簧连接的施力手柄。

实施本实用新型实施例,具有如下有益效果:

本实用新型实施例纤维方向可控的碳纤维预浸料半自动铺放装置克服了手工放置碳纤维预浸料角度误差大的问题,且简单易行,精密型电动旋转台选用的涡轮蜗杆,旋转定位更加精确,可控性更高,分离式载物板组,使装置变得灵活精巧,更好的适用于多层碳纤维预浸料的压制,伸缩式圆形回字压头的利用,确保了压制的准确性。

附图说明

图1是本实用新型实施例立体结构示意图;

图2是本实用新型实施例侧面结构示意图;

图3是本实用新型实施例旋转台结构示意图;

图4是本实用新型实施例内部结构示意图;

图5是本实用新型实施例第二光源结构示意图;

图6是本实用新型第二实施例结构示意图;

图7是本实用新型第二实施例压板结构示意图;

图8是本实用新型方形左、右载物板结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

实施例1

所述纤维方向可控的碳纤维预浸料半自动铺放装置,包括机架1、分别设置在机架上下的压板组件及旋转台2,压板组件包括可沿机架上下运动的压板3、通过连接杆4与压板3连接的可分离的第一载物台5及分别设置在压板3与第一载物台5之间的碳纤维预浸料角度获取装置6及伸缩式圆形回字压头7,旋转台上表面设置有可旋转的第二载物台8及与第二载物台连接的旋转控制装置,旋转控制装置与碳纤维预浸料角度获取装置连接,其中机架包括水平设置的内侧设置有第一活动导轨11的两条水平支架9及分别垂直设置在所述两条水平支架上的两组内侧设置第二活动导轨12的垂直支架10,所述压板3两侧设置有可沿所述第二活动导轨12上下运动的第二滑块,所述可分离的第一载物台5两侧设置有可沿所述第一活动导轨11左右运动的第一滑块,所述第一载物台5与所述压板3间的连接杆两端分别铰链连接在所述第一载物台5及所述压板3上,其中,压板3与所述可分离的第一载物台5中部的伸缩回字压头通过两条弹簧 13可伸缩的连接,其中,碳纤维预浸料角度获取装置为工业摄像头,所述可分离的第一载物台5及第二载物台8与所述碳纤维预浸料角度获取装置6三者的中点处于同一垂线上。所述第二载物台8上方设置有圆环形的无影光源14,所述无影光源14通过隔离支撑柱15固定连接在所述第二载物台8上方。所述圆环形的无影光源包括圆环形主体16及设置在所述圆环形主体内环壁上的光源 17。所述伸缩式圆形回字压头上表面嵌入式的设置有第二光源18,所述第二光源为单面光源。所述第二光源包括圆环状主体19及设置在所述圆环状主体19 上表面的光源20。所述可分离的第一载物台包括左载物板21及右载物板22,所述左载物板及右载物板相向的两端可分离的接触连接,另外两端分别通过所述连接杆与所述压板连接,分离式载物板组是可分离的,其通过四根连杆连接压力板,以提高分离式承物板的灵活性,在分离式承物板与机架连接处均有滑块,滑块与机架的轨道连接。分离式承物板直径为Φ=350mm,厚度为10mm,由一对承物板、一对滚珠、四个滑块组成。四个滑块可以防止承物板冲出轨道。

压力板与圆形伸缩回字头的连接采用弹簧连接,可有效防止铺贴时对碳纤维预浸料的损坏。

本实用新型中的精密旋转台采用的是精密型电动旋转台(蜗轮蜗杆): ZX110-400采用精密研配的蜗轮蜗杆结构,运动舒适,可以任意正向和反向旋转且空回极小,旋转台面极低的端跳和偏心,使旋转运动更加平稳。分辨率0.02°,重复定位精度0.005°=18″满足要求,并且经济有效。

本实施例工作原理包括如下步骤:包括以下步骤:

(A)、将第一圆形或方形碳纤维预浸料放至第二载物台上,通过工业摄像头进行识别第二载物台上的第一圆形碳纤维预浸料角度,设为基准0°;

(B),将第二圆形或方形碳纤维预浸料放至第一载物台上,工业摄像头通

过对第二块圆形碳纤维预浸料识别,得出与第二载物台上碳纤维预浸料角

度的角度差值,再根据所需角度进行调整精密旋转台。

(C),精密旋转台可以保证碳纤维预浸料角度在可控误差范围内,确保压制

圆形板的角度达到预定要求。

(D),伸缩圆形回字压头连接着压板端,通过对压板施力,伸缩圆形回字压头向下压,可分离式的第一载物台反方向分离,两块圆形或方形碳纤维预浸料受力压制在一起。

实施例2:

所述纤维方向可控的碳纤维预浸料半自动铺放装置,包括机架1、分别设置在机架上下的压板组件及旋转台2,压板组件包括可沿机架上下运动的压板3、通过连接杆4与压板3连接的可分离的第一载物台5及分别设置在压板3与第一载物台5之间的碳纤维预浸料角度获取装置6及伸缩式圆形回字压头7,旋转台上表面设置有可旋转的第二载物台8及与第二载物台连接的旋转控制装置,旋转控制装置与碳纤维预浸料角度获取装置连接,其中机架包括水平设置的内侧设置有第一活动导轨11的两条水平支架9及分别垂直设置在所述两条水平支架上的两组内侧设置第二活动导轨12的垂直支架10,所述压板3两侧设置有可沿所述第二活动导轨12上下运动的第二滑块,所述可分离的第一载物台5两侧设置有可沿所述第一活动导轨11左右运动的第一滑块,所述第一载物台5与所述压板3间的连接杆两端分别铰链连接在所述第一载物台5及所述压板3上,其中,压板3与所述可分离的第一载物台5中部的伸缩回字压头通过两条弹簧 13可伸缩的连接,所述压板上方设置有锁紧滑块23及一端穿过所述锁紧滑块并与设置在压板下方的所述弹簧连接的施力手柄24,其中,碳纤维预浸料角度获取装置为工业摄像头,所述可分离的第一载物台5及第二载物台8与所述碳纤维预浸料角度获取装置6三者的中点处于同一垂线上。所述第二载物台8上方设置有圆环形的无影光源14,所述无影光源14通过隔离支撑柱15固定连接在所述第二载物台8上方。所述圆环形的无影光源包括圆环形主体16及设置在所述圆环形主体内环壁上的光源17。所述伸缩式圆形回字压头上表面嵌入式的设置有第二光源18,所述第二光源为单面光源。所述第二光源包括圆环状主体19 及设置在所述圆环状主体19上表面的光源20。所述可分离的第一载物台包括左载物板21及右载物板22,所述左载物板及右载物板相向的两端可分离的接触连接,另外两端分别通过所述连接杆与所述压板连接,分离式载物板组是可分离的,其通过四根连杆连接压力板,以提高分离式承物板的灵活性,在分离式承物板与机架连接处均有滑块,滑块与机架的轨道连接。分离式承物板直径为Φ=350mm,厚度为10mm,由一对承物板、一对滚珠、四个滑块组成。四个滑块可以防止承物板冲出轨道。

压力板与圆形伸缩回字头的连接采用弹簧连接,可有效防止铺贴时对碳纤维预浸料的损坏。

本实用新型中的精密旋转台采用的是精密型电动旋转台(蜗轮蜗杆):ZX110-400采用精密研配的蜗轮蜗杆结构,运动舒适,可以任意正向和反向旋转且空回极小,旋转台面极低的端跳和偏心,使旋转运动更加平稳。分辨率0.02°,重复定位精度0.005°=18″满足要求,并且经济有效。

本实施例工作原理包括如下步骤:包括以下步骤:

(A)、将第一圆形或方形碳纤维预浸料放至第二载物台上,通过工业摄像头进行识别第二载物台上的第一圆形碳纤维预浸料角度,设为基准0°;

(B),将第二圆形或方形碳纤维预浸料放至第一载物台上,工业摄像头通过对第二块圆形碳纤维预浸料识别,得出与第二载物台上碳纤维预浸料角度的角度差值,再根据所需角度进行调整精密旋转台。

(C),精密旋转台可以保证碳纤维预浸料角度在可控误差范围内,确保压制圆形板的角度达到预定要求。

(D),铺放好碳纤维预浸料后,旋转两边锁紧滑块23垂直滑道90度。后对施力手柄24施力,使得圆形回字压头7向下压紧第二块碳纤维预浸料,使得第二块碳纤维预浸料与第一块碳纤维预浸料与圆形回字压头7接触部分充分压紧,后锁紧滑块23滑到底端,与压板3接触,继续施力使得压板3受力后继续向下,分离式承物板左右分离,两块圆形或方形碳纤维预浸料受力压制在一起。

本实用新型实施例纤维方向可控的碳纤维预浸料半自动铺放装置克服了手工放置碳纤维预浸料角度误差大的问题,且简单易行,精密型电动旋转台选用的涡轮蜗杆,旋转定位更加精确,可控性更高,分离式载物板组,使装置变得灵活精巧,更好的适用于多层碳纤维预浸料的压制,伸缩式圆形回字压头的利用,确保了压制的准确性。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本实用新型之权利范围,因此依本实用新型权利要求所作的等同变化,仍属本实用新型所涵盖的范围。

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