织物搬运设备的制造方法
【专利说明】织物搬运设备发明领域
[0001]本发明涉及一种设计来提升和操纵织物并将织物从传送站传送到模具的设备的构造和操作。更具体来说，本发明的设备被设计来提升、操纵并传送用于产生复合材料(如用于构造飞机的复合材料)的织物。
【背景技术】
[0002]现有技术包括可用于搬运织物材料的若干装置的实例。这包括纺织和非纺织织物，如柔性炭织物。
[0003]考虑【背景技术】，如本领域技术人员应明白，对于大的小批量的复合材料部件来说，手工铺叠仍然是用于模制这些复合材料部件的最常用方法，其中复合材料部件包括如飞机部件、飞机机翼、飞机整流罩、船体、风力涡轮机叶片等物项。
[0004]如飞机机翼的特定飞机部件的组装涉及具有多个曲率的复杂三维几何结构的形成。为了产生这些几何结构，大片的碳纤维织物与整合到机翼蒙皮中的加固物(在飞机中也称作纵向加强条)一起使用。就传统的手工铺叠来说，估计需要大约I小时来搬运大约15kg(38.lib)的织物材料。因此，生产时间是一个问题。
[0005]如本领域技术人员应明白，人工搬运易于出错且在一些情况下可能缺乏精确的重现性。
[0006]例如，已知手工搬运织物材料可能导致织物材料的拉伸或折皱。另外，如果使用抓取工具，那么抓取工具可能在搬运期间损坏织物，尤其是在使用抓取工具的位置处损坏织物。这些变形可能通过增加生产时间、尤其是在最终形成复合材料部件之前需要移除并替换损坏的织物层片的情况下增加生产时间而不利地影响生产复合材料部件的能力。
[0007]考虑【背景技术】，一些现有技术参考文献描述依赖于碳纤维织物的层片的复合材料结构的形成。其它现有技术参考文献依赖于以重叠图案叠置的复合材料条带(即，窄条带)。这两种技术中的第一种向复合材料部件的制造商呈现特别的挑战。
[0008]美国专利号6，343，639 (下文称为“ ‘639专利”)描述一种用于铺叠织物以产生层压制件的机器。所述机器包括具有有孔上表面19的台子18。( ‘639专利第2栏第59-64行。)从一卷织物30将织物存放到台子18上。(‘639专利第3栏第5_10行。)滚筒48设置来在织物元件被切割成合适的形状之后，使用真空压捡起织物元件。(‘639专利第4栏第28-37行。)接着，将成形的材料传送到铺叠站40、42，成形的材料被存放在铺叠站40、42处。(‘639专利第4栏第38-46行。)
[0009]美国专利申请公布号2007/0187026(下文称为“‘026申请”)描述一种织物搬运设备和一种复合材料制造方法。这里，织物在切割台110上被切割并成形。(‘026申请第
[0023]段。)接着，在被卷到真空致动卷收卷筒130上之后，可将被切割的织物从切割台110传送到模具台170。( ‘026申请第
[0024]-
[0025]段。)
[0010]美国专利申请公布号2011/0240213(下文称为“‘213申请”)描述一种用于铺叠并铺盖加强纤维结构的部分以产生异形预制件的方法和装置。‘213申请依赖于相对的滚筒输送机21、22来将织物存放到芯子19上。(‘213申请第
[0053]段。)
[0011]美国专利号8，088，236 (下文称为“ ‘236专利”)描述一种用于产生大面积纤维复合材料结构部件的设备和方法。所述设备包括成形元件1，非纺织地毯15从非纺织卷2、3被存放到成形元件I上。(‘236专利第6栏第4-13行。)
[0012]美国专利号7，228，611 (下文称为“ ‘611专利”)描述一种将大的未固化的复合材料层压制件从阳铺叠心轴工具传送到阴固化工具的方法。(‘611专利摘要。)
[0013]美国专利号8，114，241 (下文称为“ ‘241专利”)描述一种用于将真空袋叠置在由待聚合材料制成的机身筒体周围的方法。当心轴绕旋转轴旋转时，袋材料30的薄片被叠置到心轴10。( ‘241专利第4栏第1-6行。)
[0014]美国专利号7，611，601 (下文称为“ ‘611专利”)描述一种依赖于将多个织物条带叠置到铺叠模具或工具上的自动铺叠系统和方法。(‘601专利第4栏第40-64行。)
[0015]美国专利号7，137，182 (下文称为“‘182专利”)描述一种用于依赖于多个并排布置的材料分配器将材料62的条带存放到模具上来形成复合材料结构的设备。(‘182专利第4栏第8-35行。)模具定位在旋转转台80上。(‘182专利第3栏第39-47行。)
[0016]美国专利申请公布号2007/0277919(下文称为“‘919申请”)描述一种用于自动监控复合材料制造过程的系统和方法。所述过程依赖于激光来辅助检测可能影响制造过程的边缘、重叠部分、间隙、皱褶和外物碎片。(‘919申请摘要。)
[0017]尽管上述每一种方法和设备提供用于使制造织物部件自动化的至少一些解决方案，但是仍然需要使织物材料的大层片的铺叠和搬运自动化的机械装置。
[0018]另外，需要可有助于改善与由织物材料制造如飞机部件的部件相关联的铺叠过程的可靠性、准确性和重现性的机械装置。
[0019]总之，仍然需要一种搬运如用于制造复合材料部件的织物的织物材料的装置，其中当搬运织物材料时，织物材料不被弄皱、折叠、拉伸或以其它方式改变形状。
【发明内容】
[0020]本发明解决与现有技术相关联的一个或多个不足。
[0021]因此，本发明一方面提供一种织物搬运设备，所述织物搬运设备包括:铺叠台、邻近铺叠台设置的模具，以及悬吊在铺叠台和模具上方的织物搬运阵列。搬运阵列适用于将至少一个织物形状从铺叠台传送到模具。织物搬运阵列包括呈吸引子阵列形式的多个吸引子。织物搬运阵列的取向可相对于铺叠台和模具中的至少一个改变，使得至少一个织物形状可按预定取向定位在模具上。
[0022]本发明的织物搬运设备的一个预期实施方案还包括在铺叠台和模具上方延伸的至少一个高架轨。织物搬运阵列从至少一个高架轨悬吊下来。
[0023]还预期本发明的织物搬运设备可被构成使得至少一个高架轨包括与彼此相距预定距离平行设置的两个高架轨。
[0024]本发明的另一个预期实施方案包括至少一个起重机架轨，其横向于高架轨设置并且支撑高架轨。高架轨适用于沿至少一个起重机架轨移动。可替代地，至少一个起重机架轨包括与彼此相距预定距离平行设置的两个起重机架轨。
[0025]在本发明的织物搬运设备的再一个预期实施方案中，模具包括适用于接收至少一个织物形状以形成至少一个飞机部件的表面。所述表面限定至少一个飞机部件的形状。在一个预期实施方案中，所述表面限定飞机机翼的至少一部分的外部形状。
[0026]还预期本发明提供一种织物搬运设备，其中织物搬运阵列还包括框架，并且吸引子从框架悬吊下来，使得吸引子可相对于框架竖直移位。在这个实施方案中，高度调整装置可操作地连接至每个吸引子，以使吸引子相对于框架竖直移位。此外，在另外的变型中，缆绳在每个高度调整装置与吸引子之间延伸。缆绳的绕放允许吸引子相对于框架移位。
[0027]预期本发明的织物搬运设备可以包括多个连接器，所述多个连接器将吸引子中的相邻吸引子连接至彼此以维持吸引子相对于彼此处于大体恒定的位置关系。
[0028]在一个预期实施方案中，连接器各自包括一个刚性轴和两个球形接头，刚性轴的每个末端处有一个接头。当吸引子相对于彼此竖直移动时，球形接头允许刚性轴发生角位移。
[0029]在另一个预期实施方案中，连接器各自包括柔性轴。当吸引子相对于彼此竖直移动时，柔性轴弯曲。
[0030]在再一个实施方案中，连接器可以是将吸引子连接至彼此的柔性垫的一部分。
[0031]本发明的织物搬运设备还可以包括连接至至少一个抽吸源的吸杯。例如，抽吸源可以是真空源。可替代地，抽吸源可以是供应到通过康达原理操作的吸杯的加压气体。
[0032]可替代地，吸引子可以是连接至电源的静电装置。
[0033]本发明的织物搬运设备可以包括邻近铺叠台设置的至少一个铺叠台机械手。至少一个铺叠台机械手可能能够执行包括将织物切割成织物形状和评估织物形状中的纤维的取向的群中的至少一个功能。
[0034]铺叠台机械手轨道可邻近铺叠台设置，铺叠台机械手在铺叠台机械手轨道上行进。
[0035]还预期本发明的织物搬运设备可以具有邻近模具设置的至少一个模具机械手。至少一个模具机械手可能能够执行包括评估织物形状中的纤维的取向和织物形状粘附到所模具上存放的至少一个其它织物形状的群中的至少一个功能。
[0036]本发明还提供一种操作织物搬运设备的方法，所述织物搬运设备包括:铺叠台、邻近铺叠台设置的模具，以及悬吊在铺叠台和模具上方的织物搬运阵列。织物搬运阵列适用于将至少一个织物形状从铺叠台传送到模具。织物搬运阵列具有呈吸引子阵列形式的多个吸引子。织物搬运阵列的取向可相对于铺叠台和模具中的至少一个改变，使得至少一个织物形状可按预定取向定位在模具上。在这种布置中，本发明的方法包括:通过吸引子从铺叠台提升织物形状；通过织物搬运阵列将织物形状取向成预定取向；以及按预定取向将织物形状存放到模具上。
[0037]本发明的方法还可以包括在对织物形状进行取向之前测量形成织物形状的织物中的纤维的取向的步骤。对织物形状进行取向包括将纤维取向成预定取向。
[0038]另外，预期所述方法可以包括将被铺叠到铺叠台上的织物切割成织物形状的步骤。
[0039]所述方法还可以包括在将织物切割成织物形状之前并且在对织物形状进行取向之前测量形成织物形状的织物中的纤维的取向的步骤。对织物形状进行取向可包括将纤维取向成预定取向。
[0040]另外，本发明的方法可以包括在将织物形状存放到模具上之后，将织物形状粘附到先前存放到模具上的至少一个其它织物形状。
[0041]预期进行本发明的方法，使得重复提升、取向和存放步骤中的每一个，直到所有织物形状被存放到模具上。
[0042]根据本文的附图和论述，本发明再有的特征可以显而易见。
[0043]附图简述
[0044]现在将结合本发明的附图描述本发明，其中:
[0045]图1是本发明的织物搬运设备的一个预期实施方案的平面俯视图；
[0046]图2是图1中所示的织物搬运设备的透视图；
[0047]图3是图1中所示的织物搬运设备的第二透视图；
[0048]图4是形成图1中描绘的织物搬运设备的一部分的织物搬运阵列的一部分的透视图；
[0049]图5是图1中所示的织物搬运设备的一部分的图解图，示出织物搬运设备在第一操作序列中的第一状态；
[0050]图6是图1中所示的织物搬运设备的一部分的图解图，示出织物搬运设备在第一操作序列中的第二状态；
[0051]图7是图1中所示的织物搬运设备的一部分的图解图，示出织物搬运设备在第一操作序列中的第三状态；
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