[发明专利]一种碳纤维立体织物成型的多层碳布缝合装置

说明书

本发明公开了一种碳纤维立体织物成型的多层碳布缝合装置，包括机头，压布机构，锁扣机构，移动工作台及控制系统。机头包括针刺机构和抱针机构，机头主轴在电机驱动下带动针刺机构曲柄和抱针机构凸轮实现植针与抱针块的往复运动；压布机构通过上下压条压实碳布，上下压条由气缸控制，能够配合针刺机构压实或松开碳布；锁扣机构主凸轮轴与电机相连，主凸轮轴通过两个凸轮带动副凸轮轴上的钩针做往复摆动和轴向的往复运动，与针刺机构同步；移动工作台由X向和Y向移动平台组成，设置有碳布夹持装置，通过伺服电机驱动；本发明结构紧凑，设计新颖合理，实现了大厚度叠层碳布的自动化缝合，提高了生产效率和产品的一致性，实用性强，使用效果好，便于推广。

技术领域

本发明涉及叠层机织碳布缝合设备技术领域，尤其涉及一种碳纤维立体织物成型的多层碳布缝合装置。

背景技术

三维织物是近40年来发展起来的性能最优的纤维增强结构，主要用于航空、航天、汽车、医疗及新技术领域。多层碳布缝合技术是三维织物的一种成型技术，其工艺采用预先裁剪的方形碳布多层叠加神平后放置在夹持碳布的水平工作台的碳布放置平台上，进行针刺机构带动针杆往复运动，锁扣机构在引纱针穿过碳布后进行锁扣。夹持碳布的水平工作台的移动可以精确控制针脚的大小和换行。

随着科学技术的进步，人们逐步将以往手工操作的流程、工艺与信息、微电子、自动化、精密制造等技术有机结合起来，以提高生产效率、降低劳动强度。与传统的手工操作相比，自动化生产装备具有操作准确，生产效率高，降低劳动强度，节省生产成本的优点。

现有的缝合装置不足之处在于：缝合厚度小，且仅能实现单根钢针依次对多层碳布的预刺，钢针预刺之后需人工进行穿线，增加了生产周期，提高了生产成本，降低劳动效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供了一种其结构紧凑，设计新颖合理，可降低劳动强度，提高生产效率和产品一致性，缩短生产周期，降低生产成本，实现70mm厚碳布缝合自动化的碳纤维立体织物成型的多层碳布缝合装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种碳纤维立体织物成型的多层碳布缝合装置，其特征在于：包括机头，压布机构，锁扣机构和移动工作台；所述机头安装在支撑梁的上端，包括用于进行缝合的针刺机构和用于增强植针强度的抱针机构；所述针刺机构的主轴在步进电机Ⅰ驱动下带动针刺机构曲柄和抱针机构的抱针凸轮实现植针与抱针块的往复运动；所述压布机构通过上压条和下压条压实碳布，所述上压条和下压条由气缸控制，能够配合针刺机构压实或松开碳布；所述锁扣机构的主凸轮轴与步进电机Ⅱ相连，所述主凸轮轴通过两个凸轮带动副凸轮轴上的钩针做往复摆动和轴向的往复运动，与针刺机构同步；所述移动工作台包括X向移动平台和Y向移动平台，通过伺服电机Ⅰ驱动，所述移动工作台上设置有碳布放置平台。

所述主轴上的曲柄连接着连杆，所述连杆通过抱死块与值针杆相连，所述抱死块的另一侧连接着滑块，所述植针杆通过主轴驱动的曲柄连杆机构进行往复运动，进而带动植针实现缝合工作。

所述抱针凸轮安装在针刺机构的副轴上，随主轴同步转动，所述抱针凸轮面与抱针杆顶部的滚轮始终接触，所述抱针杆下部安装抱针块，当抱针凸轮随主轴转动时，与抱针凸轮面始终接触的抱针杆在凸轮轨迹的控制下实现上下移动，保证所述抱针块始终处于使所述植针强度最大的位置。

所述压布机构的上压条和下压条分别位于叠层碳布的上下两侧，在气缸控制下配合针刺机构压实或松开碳布，保证所述碳布在被缝合时能始终均匀平铺，在移动工作台移动时不被磨损，所述上压条和下压条两端通过直线轴承Ⅱ与支撑轴相连，所述支撑轴安装在Y向移动平台上，保证植针和钩针在工作时始终处于上压条和下压条缝隙的中心线上。