一种利用影像控制碳纤维丝束展宽宽度的方法与设备与流程

本发明涉及碳纤维技术领域，尤其涉及一种利用影像控制碳纤维丝束展宽宽度的方法与设备。

背景技术：

碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。

现有技术中的，对于碳纤维丝束的展宽并不容易控制其宽度，以此需要一种利用影像控制碳纤维丝束展宽宽度的方法与设备来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种利用影像控制碳纤维丝束展宽宽度的方法与设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种利用影像控制碳纤维丝束展宽宽度的方法与设备，包括放卷支架和超声波支架，所述放卷支架的上端螺钉连接有放卷装置，所述放卷支架的右侧螺钉连接有超声波支架，所述超声波支架的上端螺钉连接有超声波装置，所述超声波支架的右侧螺钉连接有烘干影像支架，所述烘干影像支架的上端焊接有烘干装置，所述烘干装置的右侧固定连接有影像装置，所述烘干影像支架的右侧螺钉连接有收卷支架，所述收卷支架的上端螺钉连接有收卷装置，所述放卷支架、超声波支架和收卷支架的下端均螺纹连接有调节地脚，所述放卷支架的内底部螺钉连接有放卷电机，所述放卷电机的左侧套接有主带轮，所述主带轮的外壁上套接有皮带，所述皮带的上端套接有副带轮，所述副带轮的内壁上套接有第一连接轴，所述第一连接轴的外壁上套接有第一轴承，所述第一轴承的外壁上套接有第一轴承安装架，所述第一轴承安装架的右侧与第一轴承同心的位置螺钉连接有第一轴承固定板，所述第一连接轴的右端固定连接有磁粉制动器，所述磁粉制动器的右端固定连接有第二连接轴，所述第二连接轴的外壁上套接有第二轴承，所述第二轴承的外壁上套接有第二轴承安装架，所述第二轴承安装架的右侧并且与第二轴承同心的位置螺钉连接有第二轴承固定板，所述第二连接轴的右端套接有第一万向节，所述第一万向节的右端套接有放卷第一侧轴，所述放卷第一侧轴的右端焊接有放卷轴，所述放卷轴的右端焊接有放卷第二侧轴，所述放卷第二侧轴的外壁上套接有第三轴承，所述第三轴承的外壁上套接有第三轴承安装架，所述第三轴承安装架的右端并且与第三轴承同心的位置螺钉连接有第三轴承固定板，所述收卷支架的左端螺钉连接有收卷电机安装支架，带动收卷电机安装支架的左端螺钉连接有收卷电机，所述收卷电机的右侧套接有第二万向节，所述第二万向节的右侧套接有收卷轴侧轴，所述收卷轴侧轴的外壁上套接有收卷轴承，所述收卷轴承的外壁上套接有收卷轴承安装架，所述收卷轴承安装架的左侧并且与收卷轴承同心的位置螺钉连接有收卷轴承固定板，所述收卷轴侧轴的右侧焊接有收卷轴，所述超声波支架的上端螺钉连接有液体槽，所述液体槽的内底部螺钉连接有超声波振板，所述液体槽的上端螺钉连接有托辊支架，所述托辊支架的内壁上套接有展宽托辊，所述托辊支架的下端焊接有压辊支架，所述压辊支架的内壁上套接有展宽轴辊，所述液体槽的内壁挡接有纯水，所述液体槽的右侧自上而下焊接有进水阀门和出水阀门，所述烘干影像支架的上端焊接有烘干外壳体，所述烘干外壳体的内壁上粘接有保温棉，所述保温棉的内壁上挡接有烘干内壳体，所述烘干内壳体上安装有加热管支架，所述加热管支架的内壁上挡接有加热管，所述烘干内壳体的内壁上焊接有排气烟囱，所述排气烟囱穿过保温棉和烘干外壳体，所述烘干外壳体的内壁上轴承连接有传送轴，所述烘干外壳体的右侧并且位于烘干影像支架的上端的位置螺钉连接有影像底座，所述影像底座的上端套接有调节轴，所述调节轴的外壁上套接有调节支架，所述调节支架的侧壁上螺钉连接有工业ccd相机，所述工业ccd相机的右侧设有照明灯，所述工业ccd相机电性连接有视觉控制器，所述视觉控制器电性连接有可编程序控制器，所述可编程序控制器电性连接有超声波发生器，所述放卷轴的外壁上设有碳纤维丝束，所述超声波支架的内底部螺钉连接有电器箱，所述电器箱的内部固定连接超声波发生器、可编程序控制器和视觉控制器。

优选的，所述放卷电机的型号为gh40-400-6000-s，所述收卷电机的型号为2ik3ik4ik5ik6ik，所述工业ccd相机的型号为cisvcc-g60fv11cl。

优选的，所述收卷轴承安装架、收卷轴承、收卷轴侧轴和收卷轴承固定板以收卷轴的中心轴线垂直的剖面为面对称设有两组。

优选的，所述展宽托辊设有两组，所述压辊支架和展宽轴辊设有三组。

优选的，所述加热管和加热管支架均设有六组，所述加热管的波长为2.4-2.7mm，功率0.85kw,所述加热管内镀金反射层,长期使用温度550℃。

优选的，所述超声波振板的超声功率：800w,振子数量：16个。

优选的，所述传送轴共设有五组，上三组、下两组排布。

优选的，所述可编程序控制器与磁粉制动器之间电性连接。

优选的，所述超声波发生器与超声波振板之间电性连接。

优选的，具有以下步骤：

步骤一：将碳纤维丝束缠绕在放卷轴上；

步骤二：将碳纤维丝束以此穿过展宽托辊、展宽轴辊、传送轴，最后缠在收卷轴上；

步骤三：通过放卷电机带动磁粉制动器和放卷轴进行碳纤维丝束的进行放卷，同时收卷电机带动收卷轴进行收卷；

步骤四：工业ccd相机通过视觉控制器测量碳纤维丝束展宽后的宽度，并将测量的宽度数值传送给可编程序控制器，可编程序控制器根据测量的数值与设定宽度的数值进行比较，然后控制磁粉制动器改变碳纤维丝束的放卷张力来调整碳纤维丝束的展宽宽度；

步骤五：通过可编程序控制器改变超声波振板的震荡强度来调整碳纤维丝束的展宽宽度。

与现有技术相比，本发明提出了一种利用影像控制碳纤维丝束展宽宽度的方法与设备，具有以下有益效果：

1、本发明中，通过设置的磁粉制动器可改变碳纤维丝束的放卷张力，从而来调整碳纤维丝束的展宽宽度。

2、本发明中，通过设置的通过可编程序控制器可改变超声波振板的震荡强度，来调整碳纤维丝束的展宽宽度。

3、本发明中，通过设置的传送轴可有效的延长碳纤维丝束在烘干装置内的传动时间，从而有效的对碳纤维丝束进行烘干。

4、本发明中，通过设置的工业ccd相机通过视觉控制器测量碳纤维丝束展宽后的宽度，并将测量的宽度数值传送给可编程序控制器，可编程序控制器根据测量的数值与设定宽度的数值进行比较，然后控制磁粉制动器改变碳纤维丝束的放卷张力来调整碳纤维丝束的展宽宽度。

本发明中，该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明在不改变设备硬件的情况下，实现了展宽宽度可调可控，有效提高了产品品质。

附图说明

图1为本发明提出的一种利用影像控制碳纤维丝束展宽宽度的方法与设备的整体示意图；

图2为本发明提出的一种利用影像控制碳纤维丝束展宽宽度的方法与设备的放卷装置示意图；

图3为本发明提出的一种利用影像控制碳纤维丝束展宽宽度的方法与设备的收卷装置示意图；

图4为本发明提出的一种利用影像控制碳纤维丝束展宽宽度的方法与设备的超声波装置示意图；

图5为本发明提出的一种利用影像控制碳纤维丝束展宽宽度的方法与设备的烘干装置示意图；

图6为本发明提出的一种利用影像控制碳纤维丝束展宽宽度的方法与设备的影像装置示意图；

图7为本发明提出的一种利用影像控制碳纤维丝束展宽宽度的方法与设备的部件连接示意图。

图中：1-放卷支架、2-超声波支架、3-烘干影像支架、4-收卷支架、5-调节地脚、6-放卷装置、7-超声波装置、8-烘干装置、9-影像装置、10-收卷装置、11-放卷电机、12-主带轮、13-皮带、14-副带轮、15-第一连接轴、16-第一轴承安装架、17-第一轴承、18-第一轴承固定板、19-磁粉制动器、20-第二轴承安装架、21-第二轴承、22-第二轴承固定板、23-第一万向节、24-放卷第一侧轴、25-放卷轴、26-放卷第二侧轴、27-第三轴承、28-第三轴承固定板、29-第三轴承安装架、30-收卷轴承安装架、31-收卷轴承、32-收卷轴侧轴、33-收卷轴、34-第二万向节、35-收卷电机、36-收卷电机安装支架、37-压辊支架、38-展宽轴辊、39-纯水、40-进水阀门、41-出水阀门、42-超声波振板、43-烘干外壳体、44-烘干内壳体、45-排气烟囱、46-加热管、47-加热管支架、48-传送轴、49-保温棉、50-调节轴、51-调节支架、52-工业ccd相机、53-照明灯、54-影像底座、55-视觉控制器、56-可编程序控制器、57-超声波发生器、58-液体槽、59-托辊支架、60-展宽托辊、61-碳纤维丝束、62-第二连接轴、63-收卷轴承固定板、64-电器箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参照图1-7，一种利用影像控制碳纤维丝束展宽宽度的方法与设备，包括放卷支架1和超声波支架2，放卷支架1的上端螺钉连接有放卷装置6，放卷支架1的右侧螺钉连接有超声波支架2，超声波支架2的上端螺钉连接有超声波装置7，超声波支架2的右侧螺钉连接有烘干影像支架3，烘干影像支架3的上端焊接有烘干装置8，烘干装置8的右侧固定连接有影像装置9，烘干影像支架3的右侧螺钉连接有收卷支架4，收卷支架4的上端螺钉连接有收卷装置10，放卷支架1、超声波支架2和收卷支架4的下端均螺纹连接有调节地脚5，放卷支架1的内底部螺钉连接有放卷电机11，放卷电机11的左侧套接有主带轮12，主带轮12的外壁上套接有皮带13，皮带13的上端套接有副带轮14，副带轮14的内壁上套接有第一连接轴15，第一连接轴15的外壁上套接有第一轴承17，第一轴承17的外壁上套接有第一轴承安装架16，第一轴承安装架16的右侧与第一轴承17同心的位置螺钉连接有第一轴承固定板18，第一连接轴15的右端固定连接有磁粉制动器19，通过设置的磁粉制动器19可改变碳纤维丝束61的放卷张力，从而来调整碳纤维丝束61的展宽宽度，磁粉制动器19的右端固定连接有第二连接轴62，第二连接轴62的外壁上套接有第二轴承21，第二轴承21的外壁上套接有第二轴承安装架20，第二轴承安装架20的右侧并且与第二轴承21同心的位置螺钉连接有第二轴承固定板22，第二连接轴62的右端套接有第一万向节23，第一万向节23的右端套接有放卷第一侧轴24，放卷第一侧轴24的右端焊接有放卷轴25，放卷轴25的右端焊接有放卷第二侧轴26，放卷第二侧轴26的外壁上套接有第三轴承27，第三轴承27的外壁上套接有第三轴承安装架29，第三轴承安装架29的右端并且与第三轴承27同心的位置螺钉连接有第三轴承固定板28，收卷支架4的左端螺钉连接有收卷电机安装支架36，带动收卷电机安装支架36的左端螺钉连接有收卷电机35，收卷电机35的右侧套接有第二万向节34，第二万向节34的右侧套接有收卷轴侧轴32，收卷轴侧轴32的外壁上套接有收卷轴承31，收卷轴承31的外壁上套接有收卷轴承安装架30，收卷轴承安装架30的左侧并且与收卷轴承31同心的位置螺钉连接有收卷轴承固定板63，收卷轴侧轴32的右侧焊接有收卷轴33，超声波支架2的上端螺钉连接有液体槽58，液体槽58的内底部螺钉连接有超声波振板42，液体槽58的上端螺钉连接有托辊支架59，托辊支架59的内壁上套接有展宽托辊60，托辊支架59的下端焊接有压辊支架37，压辊支架37的内壁上套接有展宽轴辊38，液体槽58的内壁挡接有纯水39，液体槽58的右侧自上而下焊接有进水阀门40和出水阀门41，烘干影像支架3的上端焊接有烘干外壳体43，烘干外壳体43的内壁上粘接有保温棉49，保温棉49的内壁上挡接有烘干内壳体44，烘干内壳体44上安装有加热管支架47，加热管支架47的内壁上挡接有加热管46，烘干内壳体44的内壁上焊接有排气烟囱45，排气烟囱45穿过保温棉49和烘干外壳体43，烘干外壳体43的内壁上轴承连接有传送轴48，通过设置的传送轴48可有效的延长碳纤维丝束61在烘干装置8内的传动时间，从而有效的对碳纤维丝束61进行烘干，烘干外壳体43的右侧并且位于烘干影像支架3的上端的位置螺钉连接有影像底座54，影像底座54的上端套接有调节轴50，调节轴50的外壁上套接有调节支架51，调节支架51的侧壁上螺钉连接有工业ccd相机52，通过设置的工业ccd相机52通过视觉控制器55测量碳纤维丝束61展宽后的宽度，并将测量的宽度数值传送给可编程序控制器56，可编程序控制器56根据测量的数值与设定宽度的数值进行比较，然后控制磁粉制动器19改变碳纤维丝束61的放卷张力来调整碳纤维丝束61的展宽宽度，工业ccd相机52的右侧设有照明灯53，工业ccd相机52电性连接有视觉控制器55，视觉控制器55电性连接有可编程序控制器56，通过设置的通过可编程序控制器56可改变超声波振板42的震荡强度，来调整碳纤维丝束61的展宽宽度，可编程序控制器56电性连接有超声波发生器57，放卷轴25的外壁上设有碳纤维丝束61，超声波支架2的内底部螺钉连接有电器箱64，电器箱64的内部固定连接超声波发生器57、可编程序控制器56和视觉控制器55。

放卷电机11的型号为gh40-400-6000-s，收卷电机35的型号为2ik3ik4ik5ik6ik，工业ccd相机52的型号为cisvcc-g60fv11cl。

收卷轴承安装架30、收卷轴承31、收卷轴侧轴32和收卷轴承固定板63以收卷轴33的中心轴线垂直的剖面为面对称设有两组。

展宽托辊60设有两组，压辊支架37和展宽轴辊38设有三组。

加热管46和加热管支架47均设有六组，加热管46的波长为2.4-2.7mm，功率0.85kw,加热管46内镀金反射层,长期使用温度550℃。

超声波振板42的超声功率：800w,振子数量：16个。

传送轴48共设有五组，上三组、下两组排布。

可编程序控制器56与磁粉制动器19之间电性连接。

超声波发生器57与超声波振板42之间电性连接。

具有以下步骤：

步骤一：将碳纤维丝束61缠绕在放卷轴25上；

步骤二：将碳纤维丝束61以此穿过展宽托辊60、展宽轴辊38、传送轴48，最后缠在收卷轴33上；

步骤三：通过放卷电机11带动磁粉制动器19和放卷轴25进行碳纤维丝束61的进行放卷，同时收卷电机35带动收卷轴33进行收卷；

步骤四：工业ccd相机52通过视觉控制器55测量碳纤维丝束61展宽后的宽度，并将测量的宽度数值传送给可编程序控制器56，可编程序控制器56根据测量的数值与设定宽度的数值进行比较，然后控制磁粉制动器19改变碳纤维丝束61的放卷张力来调整碳纤维丝束61的展宽宽度；

步骤五：通过可编程序控制器56改变超声波振板42的震荡强度来调整碳纤维丝束61的展宽宽度。

本发明中，使用时，将碳纤维丝束61以此穿过放卷装置6、超声波装置7、烘干装置8，最后缠在收卷装置10上，放卷电机11带动主带轮12转动，主带轮12通过皮带13带动副带轮14转动，从而带动磁粉制动器19和放卷轴25转动，实现碳纤维丝束61的放卷步骤，碳纤维丝束61经过超声波装置7，通过超声波振板42的振动效果可将碳纤维丝束61展宽，碳纤维丝束61经过烘干装置8，烘干装置8内的加热管46可对碳纤维丝束61进行烘干的步骤，工业ccd相机52通过视觉控制器55测量碳纤维丝束61展宽后的宽度，并将测量的宽度数值传送给可编程序控制器56，可编程序控制器56根据测量的数值与设定宽度的数值进行比较，然后控制磁粉制动器19改变碳纤维丝束61的放卷张力来调整碳纤维丝束61的展宽宽度，同时，通过可编程序控制器56改变超声波振板42的震荡强度来调整碳纤维丝束61的展宽宽度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。