[实用新型]五轴立托铺丝手腕

说明书

技术领域

本实用新型涉及复合材料铺缠设备领域，具体涉及一种五轴悬臂大摆角铺丝手腕。

背景技术

随着产业对材料的轻强比的要求越来越高，近年来，很多领域开始使用复合此材料辅助/替代传统的制造技术，尤其在航空航天领域，复合材料的缠绕、铺带、铺丝技术被广泛使用。

早期复材构件制造大部分采用手工铺放，劳动强度大，材料浪费严重，生产率低下，产品质量较难保证。随着复材构件在现代大型飞机等设备上广泛应用，完全人工铺放及半自动人工铺放工艺已难以满足实际需要，急需解决应用自动化铺放设备来提高生产效率，增加产量，改善制造过程的可控制性，减少材料浪费，降低成本以及提高产品质量，从而推动了飞机复材构件制造设备的重大发展与创新，产生了自动铺带机(ATL)和自动铺丝机(AFP)。

自动铺带技术适合铺放于曲率半径较大且变化较缓的模具表面。铺丝技术综具有自动铺带和纤维缠绕技术的优点。铺丝技术适用于曲率半径较小的曲面产品表面制备，铺设时没有皱褶，无需作剪裁或其他处理。铺丝可以代替铺带，相对于铺带，它的成本较高、效率也低一些，但复杂的曲面表面必须用铺丝工艺完成。

在铺丝的过程中，需要铺丝手腕带动铺丝头运动，从而对工件的不同部位进行铺丝，进而完成超声切割、夹紧、衬纸剥离和张力控制等功能。

现有的铺丝手腕具有如下缺陷：

1、相当一部分铺丝手腕的结构较大，但是动作幅度往往不是太大，即摆角较小，这样在对较小或表面相对复杂的工件进行铺丝时时常不能满足需求。

2、现有的铺丝手腕很多是非对称结构，需要设计成悬臂式，虽然可以通过悬臂本身的形状或尺寸等增强刚度，但是同样尺寸悬臂的刚度往往不如整体结构对称的铺丝手腕的刚度，运动需要通过悬臂传递较远的距离，运动精度较差。

3、现有的铺丝手腕大多结构复杂，虽然功能相对完善，但是维修较为复杂。

4、结构复杂的铺丝手腕，运动部件较多，输出动力较多，消耗能量也较多，尤其转动的时候，因为要带着较多零部件一起运动，故消耗能量较多。

故本领域需要一种可以解决以上问题的铺丝手腕。

实用新型内容

为克服现有技术中铺丝手腕的不足，本实用新型提供一种结构精简、摆角大，结构对称、运动精度高，结构相对简单、维修简单，消耗能量较少的五轴立托铺丝手腕。具体方案如下：

一种五轴立托铺丝手腕，包括提供支撑的可在XYZ各方向自由移动的底座、设于底座上的立柱、设于升降立柱一侧的升降导轨、提供升降动力的升降伺服电机、调节输出动力的升降减速机；

一端横向垂直连接立柱的横梁；

纵向垂直连接横梁另一端的时刻垂直于工件的待铺丝表面的偏航组件；

设于偏航组件上方的用于安装铺丝头的旋转轴组件。

根据本实用新型的一个优选实施例，偏航组件包括提供动力的偏航轴伺服电机、调节输出动力的偏航轴减速机、提供偏航中心的偏航转轴、为偏航转轴提供支撑的设于偏航轴减速机上方的可自由旋转的数控转台。

根据本实用新型的一个优选实施例，旋转轴组件包括提供动力的旋转轴伺服电机、调节输出动力的旋转轴减速机、连接旋转轴减速机的齿轮轴、与齿轮轴配合的旋转轴齿轮、横向设置的旋转轴、设于旋转轴下方的旋转轴支座。

根据本实用新型的一个优选实施例，横梁包括横梁主体和三角形的加强筋，加强筋设于横梁与立柱、横梁与偏航组件的连接处。

本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：

1、本实用新型提供的铺丝手腕，结构相对较小，采用对称式设计，故摆角较大，在对较小的或表面相对复杂的工件进行铺丝时可以很好地满足需求。

2、本实用新型提供的铺丝手腕设计为对称结构，无需像悬臂式手腕一样通过悬臂的形状或尺寸等增强刚度，在和悬臂式手腕同样尺寸的情形下整体刚度强于悬臂式手腕，运动不需要通过悬臂传递较远的距离，运动精度较好。

3、本铺丝手腕结构对称，维修较为简单，寿命较长。

4、本实用新型提供的铺丝手腕，运动部件较少，输出动力较少，消耗能量也较少，可以节约能源。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：