[发明专利]一种三维环形多层编织层间偏移控制装置及其控制方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种三维环形编织机的组成装置，具体涉及一种三维环形多层编织层间偏移控制装置及其控制方法，属于纺织机械技术领域。

【背景技术】

目前，复合材料由于其较轻的重量但较高的强度的特性，使得它的应用范围日益增大，特别是在航天航空邻域。其中，纤维增强复合材料由于纤维强度较高且增强体结构优化空间较大的优点而在汽车工业、运动器材、能源等邻域被广泛采用。

三维编织复合材料是其中一种较为常见的纤维增强复合材料，其编织增强体是通过三维环形编织机中编织盘的转动以及芯轴的移动来产生的。其中多层编织由于比单层编织拥有更加优越的力学性能而备受青睐。但是目前多层编织过程中编织物层间的偏移并没有引起足够的重视，使得产生的结构存在很大的偶然性。在后期编织复合材料的制作过程中，由于编织物结构的随机性，而它本身在复合材料中充当增强体结构，这使得多层编织复合材料的强度达不到最高的水准。其次由于编织过程中参与编织的纱线较多，对编织芯轴产生的作用力也较大，使得人为手动调整较为费力。而在编织完成后期，虽然可以通过对多件单层编织物进行手动的偏移组合，但是其偏移的距离准度受人为影响较大，多层的组合过程中会使得原先的结构发生改变，而且生产效率低下。因此，准确有效得控制多层编织物的层间偏移对于提升后期编织复合材料的力学性能具有重大的意义。

因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的三维环形多层编织层间偏移控制装置及其控制方法，以克服现有技术中的所述缺陷。

【发明内容】

为解决上述技术问题，本发明的目的在于一种结构合理，工作效率高，且偏移距离调整准确的三维环形多层编织层间偏移控制装置。

本发明的另一目的在于提供一种三维环形多层编织层间偏移控制装置的控制方法。

为实现上述第一目的，本发明采取的技术方案为：一种三维环形多层编织层间偏移控制装置，其包括固定架、环向伺服电机、减速自锁机构、上转动杆架、轴向伺服电机、下转动杆架、联轴器、丝杆、滑块、伸缩探杆、红外线探头以及芯轴；其中，所述环向伺服电机固定于固定架上；所述减速自锁机构分别连接环向伺服电机和下转动杆架，使环向伺服电机驱动下转动杆架转动；所述上转动杆架和下转动杆架联接，其上安装有轴向伺服电机；所述联轴器分别连接轴向伺服电机和丝杆；所述滑块螺接于丝杆上，其上安装有伸缩探杆；所述红外线探头安装于伸缩探杆的底部；所述芯轴穿过下转动杆架，其表面覆盖有织物；所述红外线探头和织物相对设置。

本发明的三维环形多层编织层间偏移控制装置进一步设置为：其连接至一信号处理控制电路上，该信号处理控制电路包括AD采样电路、信号处理模块、微机处理器以及驱动电路模块；所述AD采样电路、信号处理模块、微机处理器和驱动电路模块依次电性连接；所述红外线探头电性连接至AD采样电路；所述环向伺服电机和轴向伺服电机分别电性连接至驱动电路模块；所述微机处理器连接至一三维编织机主控器。

本发明的三维环形多层编织层间偏移控制装置还设置为：所述织物由编织纱I、编织纱II和轴纱编织而成。

为实现上述第二目的，本发明采取的技术方案为：一种三维环形多层编织层间偏移控制装置的控制方法，其包括如下步骤：

1），在编织前将其中一根轴纱替换为标志性颜色的轴纱；

2），当编织机将第一层编织完成后，通过手动调节伸缩探杆，使得红外线探头贴近编织物表面的标志性轴纱；通过红外线探头反馈所探测到的信号；

3），当选择在环形进行偏移时，轴向伺服电机不转动，环向伺服电机匀速转动，使探头能够跨越标志性轴纱；在第一次探测信号发生变化时开始记录环向伺服电机反馈回来的角度值，在下一次探测信号发生改变是再次记录环向伺服电机反馈回来的角度值；然后根据两次的角度值之差，计算出所要转动的角度，并将结果传给三维编织机主控器；

4），当选择轴向进行偏移时，环向伺服电机不转动，轴向伺服电机匀速转动；丝杠随着轴向伺服电机而转动，带动滑块及探测杆进行轴向的平移运动，使探头沿着标志性轴纱运动；通过两次信号所记录的轴向伺服电机转动角度之差，计算得出轴向需要偏移的距离，并将此值传给三维编织机主控器；

5），三维编织机主控器根据层间偏移控制器传回来的环向偏移角度和轴线偏移距离，在下一次编织前通过对编织机执行机构的调整完成层间偏移准备。

本发明的三维环形多层编织层间偏移控制装置的控制方法进一步为：所述标志性轴纱的颜色为白色。