一种用于复合材料格栅生产的增强纤维丝铺放装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种复合材料格栅生产设备及工艺，特别是一种用于复合材料格栅生产的增强纤维丝铺放装置及方法。
【背景技术】
[0002]复合材料格栅是通过增强纤维的交错编织，并经过树脂浇注、加热融合、整体模压而成的，是一种具有许多规则分布的矩形或方形格栅的复合材料板材。具有双向同性的力学特征，具有重量轻、强度高、抗老化、寿命长、导热低、绝缘好的特点，具有耐酸、耐碱、耐有机溶剂及盐类的抗腐蚀性能。
[0003]目前，复合材料格栅产品的生产都是在单一的格栅模具中采用模塑成型的方式制备而成的，在模具上进行的增强纤维铺放是采用人工方式进行的，存在着劳动强度大、生产效率低、人工费用高、材料浪费大等缺点。造成目前新型复合材料格栅生产过程中增强纤维的铺放仍然只能采用人工方式进行的主要原因有:现有自动化生产设备无法与已有模具设备进行匹配，在生产时必须重新配备模具设备，而模具设备造价十分昂贵，致使自动化生产设备无法很好地应用于实际生产过程中。
【发明内容】
[0004]发明目的:本发明的目的是针对现有技术问题，提供一种能够适应现有模具设备的用于复合材料格栅生产的增强纤维丝铺放装置及方法。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案:一种用于复合材料格栅生产的增强纤维丝铺放装置，包括模具台，所述模具台两侧铺设轨道，龙门型车架横跨于模具台之上，龙门型车架底部设有行走轮，通过所述行走轮带动龙门型车架沿着轨道移动，龙门型车架上设有计算机控制系统滑台机构和供丝机构，滑台机构上设有升降台机构，升降台机构上设有旋转台机构，旋转台机构上设有铺设工作头，所述计算机控制系统分别连接行走轮、滑台机构、升降台机构、旋转台机构和供丝机构。
[0006]进一步的，滑台机构包括滑动电机、滑动丝杆、滑动台、滑动轨道、滑动限位开关和滑动台安装基板，滑动台安装基板固定于龙门型车架上，滑动台安装基板设有相互平行的滑动丝杆和滑动轨道，滑动轨道设有滑动台，滑动台与滑动丝杆螺纹配合，滑动丝杆通过减速机构连接滑动电机，滑动限位开关设置在滑动丝杆端部两侧的滑动台安装基板上；
[0007]所述升降台机构包括升降电机、升降丝杆、升降台、升降轨道、升降限位开关和升降台安装基板，升降台安装基板固定于滑台机构的滑动台上，升降台安装基板设有相互平行的升降丝杆和升降轨道，升降轨道设有升降台，升降台与升降丝杆螺纹配合，升降丝杆通过减速机构连接升降电机，升降限位开关设置在升降丝杆端部两侧的升降台安装基板上；
[0008]所述旋转台机构包括旋转电机、旋转台安装基板和旋转连接杆，旋转台安装基板安装于升降台机构的升降台上，旋转台安装基板上设有旋转电机，旋转电机通过减速机构连接旋转连接杆。
[0009]进一步的，所述铺设工作头包括上转动连杆和下转动连杆，上转动连杆和下转动连杆之间设有限位基板，限位基板通过基板连接板连接旋转台机构的旋转台安装基板，上转动连杆与下转动连杆通过连接板连接为一体，上转动连杆通过连接环与旋转台机构的旋转连接杆连接，限位基板中心开设有通孔一，通孔一两侧对称开设有带有90度转角的限位滑槽一，通孔一和限位滑槽一内设有滑动轴承一，上转动连杆与下转动连杆中心各开有通孔二，通孔二两侧对称开设有限位滑槽二，通孔二和限位滑槽二均设有滑动轴承二，多根丝线铺设管分别穿过上转动连杆上的滑动轴承二、限位基板上的滑动轴承一和下转动连杆上的滑动轴承二。
[0010]进一步的，所述供丝机构包括纤维丝搭载平台，纤维丝搭载平台固定于龙门型车架上，纤维丝搭载平台设有若干组纤维丝团，纤维丝团的纤维丝穿过若干集线环形成纤维丝线，纤维丝线穿入工作头的丝线铺设管中，纤维丝线两侧间隔设置若干拉紧器。
[0011]—种用于复合材料格栅生产的增强纤维丝铺放方法，采用上述的增强纤维丝铺放装置，通过行走轮、滑台机构和升降台机构驱动工作铺设头沿模具台纵向、横向和垂直方向移动，通过铺设工作头上的多根丝线铺设管在模具工作台上铺放增强纤维，通过旋转台机构驱动铺设工作头旋转，改变多根丝线铺设管的铺放方向。
[0012]有益效果:本发明改变了复合材料格栅生产时采用人工方式进行增强纤维铺放的工艺模式，减少了劳动强度，同时具有一机多模的广域适应性，可满足各种不同尺寸规格的任意矩形格栅模具台的生产要求，实现多组纤维丝铺设的灵活换向，提高了生产设备的通用性和利用率，减少了生产设备投资，提高了生产效率。
【附图说明】
[0013]图1为自动生产装置的主视结构示意图；
[0014]图2为滑台机构的结构示意图；
[0015]图3为升降台机构的结构示意图；
[0016]图4为旋转台机构的结构示意图；
[0017]图5为铺设工作头的结构示意图；
[0018]图6为限位基板的结构不意图；
[0019]图7为上转动连杆与下转动连杆的结构示意图；
[0020]图8为供丝机构的结构示意图。
[0021]图中:1-计算机控制系统，2-模具台，3-龙门型车架，4-轨道，7-行走轮，8-滑台机构，8-1-滑动电机，8-2-滑动丝杆，8-3-滑动台，8-4-滑动轨道，8-5-滑动限位开关，8-6-滑动台安装基板，9-升降台机构，9-1-升降电机，9-2-升降丝杆，9-3-升降台，9-4-升降轨道，9-5-升降限位开关，9-6-升降台安装基板，10-旋转台机构，10-1-旋转电机，
10-2-旋转台安装基板，10-3-旋转连接杆，11-铺设工作头，11-1-限位基板，11-2-基板连接板，11-3-限位滑槽一，11-4-滑动轴承一，11-5-通孔二，11-6-限位滑槽二，11_7_滑动轴承二，11-8-连接环，11-9-丝线铺设管，11-10-连接板，11-11-上转动连杆，11-12-下转动连杆，11-13-通孔一，12-供丝机构，12-1-纤维丝团，12-2-集线环，12-3-拉紧器。
【具体实施方式】
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[0022]下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
[0023]如图1所示，本发明的用于复合材料格栅生产的增强纤维丝铺放装置包括模具台2、龙门型车架3、轨道4、行走轮7、滑台机构8、升降台机构9、旋转台机构10、铺设工作头11、供丝机构12和计算机控制系统1。所述模具台2两侧铺设轨道4，龙门型车架3横跨于模具台2之上，龙门型车架3底部设有行走轮7，通过所述行走轮7带动龙门型车架3沿着轨道4移动。龙门型车架3上设有计算机控制系统1、滑台机构8和供丝机构12，滑台机构8上设有升降台机构9，升降台机构9上设有旋转台机构10，旋转台机构10上设有铺设工作头11。所述计算机控制系统1分别连接行走轮7、滑台机构8、升降台机构9、旋转台机构10和供丝机构12。
[0024]如图2所示，滑台机构8包括滑动电机8-1、滑动丝杆8-2、滑动台8_3、滑动轨道
8-4、滑动限位开关8-5和滑动台安装基板8-6。滑动台安装基板8-6固定于龙门型车架3上，滑动台安装基板8-6设有相互平行的滑动丝杆8-2和滑动轨道8-4，滑动轨道8-4设有滑动台8-3，滑动台8-3与滑动丝杆8-2螺纹配合，滑动丝杆8-2通过减速机构连接滑动电机8-1，滑动限位开关8-5设置在滑动丝杆8-2端部两侧的滑动台安装基板8-6上。所述滑动电机8-1在计算机控制系统1的控制下，通过减速机构带动滑动丝杆8-2转动，滑动丝杆8-2带动滑动台8-3沿着滑动轨道8-4进行左右滑动，当滑动台8-3运动到与滑动限位开关8-5相接触时将使滑动电机8-1停止工作，滑动限位开关8-5对滑动电机8-1起工作保护作用。
[0025]如图3所示，升降台机构9包括升降电机9-1、升降丝杆9-2、升降台9-3、升降轨道
9-4、升降限位开关9-5和升降台安装基板9-6。升降台安装基板9-6固定于滑台机构8的滑动台8-3上，升降台安装基板9-6设有相互平行的升降丝杆9-2和升降轨道9-4，升降轨道9-4设有升降台9-3，升降台9-3与升降丝杆9-2螺纹配合，升降丝杆9_2通过减速机构连接升降电机9-1，升降限位开关9-5设置在升降丝杆8-2端部两侧的升降台安装基板9-6上。所述升降电机9-1在计算机控制系统1的控制下，通过减速机构带动升降丝杆9-2转动，升降丝杆9-2带动升降台9-3沿着升降轨道9-4进行上下滑动，当升降台9-3运动到与升降限位开关9-5相接触时将使升降电机9-1停止工作，升降限位开关9-5对升降电机9-1起工作保护作用。通过行走轮7、滑台机构8和升降台机构9相互配合，可驱动工作铺设头11沿模具台2纵向、横向和垂直方向移动。
[0026]如图4所示，旋转台机构10包括旋转电机10-1、旋转台安装基板10-2和旋转连接杆10-3。旋转台安装基板10-2安装于升降台机构9的升降台9-3上，旋转台安装基板
10-2上