一种埚帮自动成型机的制作方法

本实用新型涉及纺织技术领域，尤其涉及一种埚帮自动成型机，主要适用于降低生产成本、提高工作效率、提高生产质量。

背景技术：

随着世界经济的不断发展，现代化建设对高效能源需求不断增长。光伏发电作为绿色能源以及人类可持续发展的主要能源的一种，日益受到世界各国的重视并得到大力发展。单晶硅片作为光伏发电的基础材料的一种，有着广泛的市场需求。一种常见的单晶硅生长方法是直拉法，即在单晶炉中，使籽晶浸入容置于石英坩埚的熔融原料（提粒籽晶），以在籽晶下端生长单晶硅棒。

在拉晶过程中，石英坩埚会因为高温发生软化，通常在石英坩埚外围使用石墨等材质的埚帮作为支撑元件。埚帮在生产过程中易损耗，导致生产成本高。为生产高质量埚帮，目前采用的人工针刺的方法生产埚帮整体力学性能薄弱、效率低，造成不必要的成本损耗。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的生产成本高、工作效率低、生产质量差的缺陷与问题，提供一种生产成本低、工作效率高、生产质量好的埚帮自动成型机。

为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是：一种埚帮自动成型机，该埚帮自动成型机包括芯模组件、圆弧针刺组件、圆筒针刺组件、顶部针刺组件、控制柜；

所述芯模组件包括铺设有网胎的芯模，芯模可沿其周向转动；

所述圆弧针刺组件，用于完成芯模的圆弧部的针刺；

所述圆筒针刺组件，用于完成芯模的圆筒部的针刺；

所述顶部针刺组件，用于完成芯模的顶部的针刺；

所述控制柜，用于控制芯模的转动以及圆弧针刺组件、圆筒针刺组件、顶部针刺组件的针刺过程。

所述顶部针刺组件的数量为1组～3组，顶部针刺组件横跨在芯模的两侧，所述圆弧针刺组件的数量为1组～3组，圆弧针刺组件位于顶部针刺组件的一侧，且圆弧针刺组件沿芯模圆周方向布置，所述圆筒针刺组件的数量为1组～3组，圆筒针刺组件位于顶部针刺组件的另一侧，且圆筒针刺组件沿芯模圆周方向布置。

所述芯模组件还包括第一支架与旋转轴，所述第一支架的上端设置有第一支撑板，第一支架上位于第一支撑板下方的部位设置有第一电机，第一电机的输出轴上套装有第一齿轮，所述旋转轴的一端与位于第一支撑板上方的芯模相连接，旋转轴的另一端穿经第一支撑板后套装有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮相啮合。

所述圆弧针刺组件包括第二支架、圆弧部针刺板、第一气缸，所述第二支架上设置有丝杠，丝杠通过丝杠固定座固定在第二支架上，丝杠上套装有升降组件，升降组件上连接有第二支撑板，第二支撑板上设置有第一轨道，第一轨道上滑动连接有滑块，所述圆弧部针刺板与第一气缸相连接，第一气缸滑动连接在弧形轨道上，弧形轨道与滑块相连接，所述圆弧针刺板沿芯模圆周方向布置。

所述圆筒针刺组件包括第三支架、轴、圆筒部针刺板，所述轴的两端通过轴承座安装在第三支架上，轴上套装有第三齿轮与凸轮，所述第三支架的中部设置有第三支撑板，所述第三支撑板的上端面设置有第二电机，第二电机通过同步带与第三齿轮传动连接，所述第三支撑板的下端面设置有第二轨道，第二轨道上滑动连接有第四支撑板，第四支撑板上连接有两块竖板，两块竖板之间连接有固定块，固定块上设置有与凸轮传动配合的圆轮，固定块与圆筒部针刺板相连接，所述圆筒部针刺板沿芯模圆周方向布置。

所述顶部针刺组件包括第四支架、第二气缸、顶部针刺板，所述第四支架的上端设置有支撑横梁，支撑横梁的下端设置有第三轨道，第三轨道上设置有轨道连接块，轨道连接块上连接有安装板，安装板上设置有竖直轨道，竖直轨道与第二气缸滑动连接，第二气缸与顶部针刺板相连接，所述顶部针刺板位于芯模的正上方。

所述埚帮自动成型机还包括吸尘装置，所述吸尘装置，用于收集圆弧针刺组件、圆筒针刺组件、顶部针刺组件针刺过程中产生的毛羽。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型一种埚帮自动成型机中芯模组件包括铺设有网胎的芯模，芯模可沿其周向转动，采用圆弧针刺组件完成芯模的圆弧部的针刺、圆筒针刺组件完成芯模的圆筒部的针刺、顶部针刺组件完成芯模的顶部的针刺，同时，通过控制柜控制芯模的转动以及圆弧针刺组件、圆筒针刺组件、顶部针刺组件的针刺过程，上述设计将人工手动针刺方式变为自动化制造方式，大大降低了人工成本，提高了工作效率，且有效解决了产品各部分密度不均匀、织物型面尺寸准确性差、埚帮整体力学性能薄弱等技术问题。因此，本实用新型生产成本低、工作效率高、生产质量好。

2、本实用新型一种埚帮自动成型机中顶部针刺组件的数量为1组～3组，顶部针刺组件横跨在芯模的两侧，圆弧针刺组件的数量为1组～3组，圆弧针刺组件位于顶部针刺组件的一侧，且圆弧针刺组件沿芯模圆周方向布置，圆筒针刺组件的数量为1组～3组，圆筒针刺组件位于顶部针刺组件的另一侧，且圆筒针刺组件沿芯模圆周方向布置，采用上述布置结构的埚帮自动成型机，不仅结构简单、装配简便，而且成本低、适用范围广。因此，本实用新型不仅结构简单、装配简便，而且成本低、适用范围广。

3、本实用新型一种埚帮自动成型机中芯模组件包括第一支架及其上设置的芯模、旋转轴、第一电机，第一电机带动旋转轴旋转，从而带动芯模沿其周向转动；圆弧针刺组件包括第二支架及其上设置的圆弧部针刺板、第一轨道、弧形轨道，圆弧部针刺板通过第一轨道运动到指定位置，通过弧形轨道完成圆弧部的针刺；圆筒针刺组件包括第三支架及其上设置的圆筒部针刺板、第二轨道、第二电机，圆筒部针刺板通过第二轨道向芯模方向运动，运动到指定位置后通过第二电机带动凸轮转动，以完成圆筒部的针刺；顶部针刺组件包括第四支架及其上设置的第二气缸、顶部针刺板、第三轨道、竖直轨道，顶部针刺板通过第三轨道运动到芯模顶部的正上方，通过竖直轨道运动到芯模顶部指定位置，通过第二气缸完成顶部的针刺；上述设计的芯模组件、圆弧针刺组件、圆筒针刺组件、顶部针刺组件不仅结构简单、操控简便，而且可靠性高。因此，本实用新型结构简单、操控简便、可靠性高。

4、本实用新型一种埚帮自动成型机中设置吸尘装置，以用于收集圆弧针刺组件、圆筒针刺组件、顶部针刺组件针刺过程中产生的毛羽，不仅提高了自动化程度，而且提高了生产质量。因此，本实用新型自动化程度高、生产质量好。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中芯模组件的立体结构示意图。

图3是图1中芯模组件的主视图。

图4是图1中圆弧针刺组件的立体结构示意图。

图5是图1中圆弧针刺组件的部分立体结构示意图。

图6是图1中圆筒针刺组件的立体结构示意图。

图7是图1中圆筒针刺组件的部分立体结构示意图。

图8是图1中顶部针刺组件的立体结构示意图。

图9是图1中顶部针刺组件的部分立体结构示意图。

图中：芯模组件1、芯模11、圆弧部111、圆筒部112、顶部113、第一支架12、旋转轴13、第一支撑板14、第一电机15、第一齿轮16、第二齿轮17、圆弧针刺组件2、第二支架21、圆弧部针刺板22、第一气缸23、丝杠24、丝杠固定座25、升降组件26、第二支撑板27、第一轨道28、滑块29、弧形轨道210、圆筒针刺组件3、第三支架31、轴32、圆筒部针刺板33、轴承座34、第三齿轮35、凸轮36、第三支撑板37、第二电机38、同步带39、第四支撑板310、两块竖板311、固定块312、圆轮313、顶部针刺组件4、第四支架41、第二气缸42、顶部针刺板43、支撑横梁44、第三轨道45、轨道连接块46、安装板47、竖直轨道48、控制柜5。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参见图1至图9，一种埚帮自动成型机，该埚帮自动成型机包括芯模组件1、圆弧针刺组件2、圆筒针刺组件3、顶部针刺组件4、控制柜5；

所述芯模组件1包括铺设有网胎的芯模11，芯模11可沿其周向转动；

所述圆弧针刺组件2，用于完成芯模11的圆弧部111的针刺；

所述圆筒针刺组件3，用于完成芯模11的圆筒部112的针刺；

所述顶部针刺组件4，用于完成芯模11的顶部113的针刺；

所述控制柜5，用于控制芯模11的转动以及圆弧针刺组件2、圆筒针刺组件3、顶部针刺组件4的针刺过程。

所述顶部针刺组件4的数量为1组～3组，顶部针刺组件4横跨在芯模11的两侧，所述圆弧针刺组件2的数量为1组～3组，圆弧针刺组件2位于顶部针刺组件4的一侧，且圆弧针刺组件2沿芯模11圆周方向布置，所述圆筒针刺组件3的数量为1组～3组，圆筒针刺组件3位于顶部针刺组件4的另一侧，且圆筒针刺组件3沿芯模11圆周方向布置。

所述芯模组件1还包括第一支架12与旋转轴13，所述第一支架12的上端设置有第一支撑板14，第一支架12上位于第一支撑板14下方的部位设置有第一电机15，第一电机15的输出轴上套装有第一齿轮16，所述旋转轴13的一端与位于第一支撑板14上方的芯模11相连接，旋转轴13的另一端穿经第一支撑板14后套装有第二齿轮17，第二齿轮17与第一齿轮16相啮合。

所述圆弧针刺组件2包括第二支架21、圆弧部针刺板22、第一气缸23，所述第二支架21上设置有丝杠24，丝杠24通过丝杠固定座25固定在第二支架21上，丝杠24上套装有升降组件26，升降组件26上连接有第二支撑板27，第二支撑板27上设置有第一轨道28，第一轨道28上滑动连接有滑块29，所述圆弧部针刺板22与第一气缸23相连接，第一气缸23滑动连接在弧形轨道210上，弧形轨道210与滑块29相连接，所述圆弧针刺板22沿芯模11圆周方向布置。

所述圆筒针刺组件3包括第三支架31、轴32、圆筒部针刺板33，所述轴32的两端通过轴承座34安装在第三支架31上，轴32上套装有第三齿轮35与凸轮36，所述第三支架31的中部设置有第三支撑板37，所述第三支撑板37的上端面设置有第二电机38，第二电机38通过同步带39与第三齿轮35传动连接，所述第三支撑板37的下端面设置有第二轨道，第二轨道上滑动连接有第四支撑板310，第四支撑板310上连接有两块竖板311，两块竖板311之间连接有固定块312，固定块312上设置有与凸轮36传动配合的圆轮313，固定块312与圆筒部针刺板33相连接，所述圆筒部针刺板33沿芯模11圆周方向布置。

所述顶部针刺组件4包括第四支架41、第二气缸42、顶部针刺板43，所述第四支架41的上端设置有支撑横梁44，支撑横梁44的下端设置有第三轨道45，第三轨道45上设置有轨道连接块46，轨道连接块46上连接有安装板47，安装板47上设置有竖直轨道48，竖直轨道48与第二气缸42滑动连接，第二气缸42与顶部针刺板43相连接，所述顶部针刺板43位于芯模11的正上方。

所述埚帮自动成型机还包括吸尘装置，所述吸尘装置，用于收集圆弧针刺组件2、圆筒针刺组件3、顶部针刺组件4针刺过程中产生的毛羽。

本实用新型的原理说明如下：

本设计一种埚帮自动成型机包括机架、芯模组件、圆筒针刺组件、圆弧针刺组件、顶部针刺组件、控制柜和吸尘装置，其中圆筒针刺组件、圆弧针刺组件和顶部针刺组件分别各三套；芯模组件设置在整个设备中心，圆筒针刺组件、圆弧针刺组件和顶部针刺组件在芯模外围沿圆周分布，顶部针刺组件在芯模顶部上方通过；芯模组件、圆筒针刺组件、圆弧针刺组件、顶部针刺组件都设置在机架的支撑板上。

芯模组件中，芯模下方设有转动机构，芯模可根据需要进行转动，芯模由电机驱动通过齿轮传动带动芯模转动；圆筒针刺组件中，针刺部分设置在一个机架的支撑板上，支撑板下方设置有轨道，可将整个针刺往芯模方形推进或拉出，且针刺部分采用电机驱动通过凸轮传动的方式完成针刺过程；圆弧针刺组件中，根据芯模大小，由丝杠传动控制竖直方向针刺部分的运动，而针刺部分在芯模方向和弧形部分方向通过轨道运动，且弧形部分针刺采用气缸连接针刺板完成针刺过程，弧形针刺组件中丝杠连接块上装有轨道且针刺部分在轨道上运动，而气缸连接在弧形轨道上，完成对弧形部分的位置调节；顶部针刺组件由跨越芯模顶部的机架和针刺部分组成，其中针刺部分设置在芯模顶部正上方，且针刺部分在芯模方向和竖直方向通过轨道运动，顶部针刺组件由气缸传动完成针刺过程。

实际使用中，在芯模上铺设一层碳纤布后再铺设一层网胎，在旋转过程中进行各项针刺动作，然后继续旋转，继续针刺，直到最多50层。对三大针刺组件同时进行调试工作，完成准备工作。通过控制系统控制第一电机转动，通过第一齿轮与第二齿轮之间的齿轮传动带动芯模以一定的速度转动，相对应的，根据芯模转动的速度通过控制柜控制圆弧针刺组件、顶部针刺组件和圆筒针刺组件的运动频率，由于芯模是一直在转动的，所以调节好各针刺板与芯模的距离后，所有针刺组件同时开始运动；其中圆弧针刺组件中控制电机带动丝杠转动控制升降组件在竖直方向运动，运动到合适的位置后，针刺板沿着芯模方向的轨道运动到合适位置，紧接着针刺板沿着弧形轨道运动到芯模的弧形位置，圆弧针刺部分通过控制系统调节气缸的伸缩频率，完成圆弧部分的针刺；在同一时间里圆筒针刺组件同时进行调试工作，圆筒针刺部分通过轨道将整个针刺部分沿芯模方向运动，当运动到指定的位置后通过控制柜控制电机转动经同步带带动轴上的凸轮转动，由此使推动组件进行有规律的往复运动，完成针刺过程；需要注意的是，由于顶部、圆弧、圆筒部分的针刺面积不一样，顶部针刺组件要同时完成针刺需要一定的调试，顶部针刺部通过芯模方向轨道运动到芯模顶部的正上方，然后带有气缸的针刺板通过竖直方向轨道运动到芯模顶部指定位置，通过控制系统调节气缸的伸缩频率，完成顶部的针刺。

本设计采用机电一体化方式设计，通过PLC程序设置，控制多工位同时工作，有效提高生产效率。设备可满足不同直径、不同高度、不同厚度的各类产品不同规格型号的埚帮的生产需求。炭布和网胎铺设后用压板固定，防止在后续动作中移动；芯模旋转可设置不同转速，满足材料铺设阶段的裁剪需求和后续针刺需要；针刺工作分圆筒部分、圆弧部分和顶部三个部分，每个部分设三组针刺机构，可根据需要投入1～3组机构；针刺行程和速度均可根据不同产品进行精细设置和管理。

PLC控制系统设在控制柜中，功能包括：（1）可设置产品类型、规格尺寸（高度、直径、厚度）；（2）可设置针刺机构投入的组数、针刺行程和针刺速度；（3）传感器检测尺寸，到达尺寸后发出声光报警并停止针刺动作；（4）可随时中断工作，修改参数并重新投入运行。

实施例：

参见图1、图2，一种埚帮自动成型机，包括芯模组件1、圆弧针刺组件2、圆筒针刺组件3、顶部针刺组件4、控制柜5；

所述芯模组件1包括铺设有网胎的芯模11，芯模11可沿其周向转动；

所述圆弧针刺组件2，用于完成芯模11的圆弧部111的针刺；

所述圆筒针刺组件3，用于完成芯模11的圆筒部112的针刺；

所述顶部针刺组件4，用于完成芯模11的顶部113的针刺；

所述控制柜5，用于控制芯模11的转动以及圆弧针刺组件2、圆筒针刺组件3、顶部针刺组件4的针刺过程；

所述顶部针刺组件4的数量为3组，顶部针刺组件4横跨在芯模11的两侧，所述圆弧针刺组件2的数量为3组，圆弧针刺组件2位于顶部针刺组件4的一侧，且圆弧针刺组件2沿芯模11圆周方向布置，所述圆筒针刺组件3的数量为3组，圆筒针刺组件3位于顶部针刺组件4的另一侧，且圆筒针刺组件3沿芯模11圆周方向布置。

参见图1、图2、图3，所述芯模组件1还包括第一支架12与旋转轴13，所述第一支架12的上端设置有第一支撑板14，第一支架12上位于第一支撑板14下方的部位设置有第一电机15，第一电机15的输出轴上套装有第一齿轮16，所述旋转轴13的一端与位于第一支撑板14上方的芯模11相连接，旋转轴13的另一端穿经第一支撑板14后套装有第二齿轮17，第二齿轮17与第一齿轮16相啮合。

参见图1、图2、图4、图5，所述圆弧针刺组件2包括第二支架21、圆弧部针刺板22、第一气缸23，所述第二支架21上设置有丝杠24，丝杠24通过丝杠固定座25固定在第二支架21上，丝杠24上套装有升降组件26，升降组件26上连接有第二支撑板27，第二支撑板27上设置有第一轨道28，第一轨道28上滑动连接有滑块29，所述圆弧部针刺板22与第一气缸23相连接，第一气缸23滑动连接在弧形轨道210上，弧形轨道210与滑块29相连接，所述圆弧针刺板22沿芯模11圆周方向布置。

参见图1、图2、图6、图7，所述圆筒针刺组件3包括第三支架31、轴32、圆筒部针刺板33，所述轴32的两端通过轴承座34安装在第三支架31上，轴32上套装有第三齿轮35与凸轮36，所述第三支架31的中部设置有第三支撑板37，所述第三支撑板37的上端面设置有第二电机38，第二电机38通过同步带39与第三齿轮35传动连接，所述第三支撑板37的下端面设置有第二轨道，第二轨道上滑动连接有第四支撑板310，第四支撑板310上连接有两块竖板311，两块竖板311之间连接有固定块312，固定块312上设置有与凸轮36传动配合的圆轮313，固定块312与圆筒部针刺板33相连接，所述圆筒部针刺板33沿芯模11圆周方向布置。

参见图1、图2、图8、图9，所述顶部针刺组件4包括第四支架41、第二气缸42、顶部针刺板43，所述第四支架41的上端设置有支撑横梁44，支撑横梁44的下端设置有第三轨道45，第三轨道45上设置有轨道连接块46，轨道连接块46上连接有安装板47，安装板47上设置有竖直轨道48，竖直轨道48与第二气缸42滑动连接，第二气缸42与顶部针刺板43相连接，所述顶部针刺板43位于芯模11的正上方。

所述埚帮自动成型机还包括吸尘装置，所述吸尘装置，用于收集圆弧针刺组件2、圆筒针刺组件3、顶部针刺组件4针刺过程中产生的毛羽。