[实用新型]一种环形铺丝机床

说明书

本实用新型公开一种环形铺丝机床，涉及铺丝设备技术领域，包括：环形铺丝机构以及模具承载机构，环形铺丝机构包括可沿自身轴向位移，且可绕自身轴线转动的圆环、机械臂以及铺丝头，机械臂一端固定在圆环的内壁面上，铺丝头设置在机械臂远离圆环的一端，模具承载机构的模具夹持端位于圆环的轴线上；本实用新型中圆环带动机械臂进行运动，并配合机械臂自身的姿态调整，能够实现在模具不动的情况下，控制机械臂端部的铺丝头沿着模具的任意表面进行铺丝，当需要对模具的不同表面进行铺丝时，仅需控制圆环带动机械臂，进而带动铺丝头运动至对应待铺丝表面即可，节省了翻转模具的时间，大大提高了铺丝效率。

技术领域

本实用新型涉及铺丝设备技术领域，特别是涉及一种环形铺丝机床。

背景技术

纤维束自动铺放工艺(EP)由纤维束缠绕衔生而来，介于缠绕和自动铺带工艺之间，它将预浸丝束或窄预浸带通过自动铺带机在几乎没有张力情况下按一定角度铺放到模具表面，铺贴辊与制件表面紧密接触以压紧铺层，该工艺还可将纤维束铺放到旋转芯轴上，纤维束可以差动释放，并能切除和续加纤维，适于外形和尺寸变化很大的制件。

纤维束自动铺放工艺的优点是:能按制件形状铺放纤维束，无边角废料，节省了原材料；自动化铺放过程适于制造整体件，减少拼装零件数目，节约了制造和装配成本；纤维束可以根据需要铺设，能充分利用材料，这种工艺既适于制造形状复杂的制件如机身蒙皮、导管，也适于制造机翼、水平安定面等大尺寸平面蒙皮；既可用于热固性树脂复合材料成型，也适于热塑性树脂基复合材料原位压实，不需要热压罐和真空袋，淘汰了昂贵的模具，减少了劳动量，材料浪费减少到最低限度。

当前，纤维增强复合材料的铺放方式主要为手糊、真空袋、模压以及自动铺丝工艺，其中自动铺丝工艺主要指铺丝机铺丝，采用铺丝机铺放复合材料始于20世纪80年代末美国，有龙门式、机械人式以及混合型等多种形式，铺丝机的功能不断完善，性能不断进步，目前已经发展成为复合材料自动化成型技术的代表性主流设备，自动铺丝工艺的适应性较好，可用于制造具有复杂曲面的复合材料零部件，就铺丝机来说，各制造商的铺丝头构型不同但基本功能相似，都可以完成压辊铺纱、送纱、断纱、止纱、张力控制、温度控制及铺放压力控制等功能，由于各个国家在机器人、精密机床以及软件开发水平方面存在很大差异，在自动铺丝机开发上，现存技术差异性较大，自动铺丝技术是航空航天、风电和交通运输领域的重点发展技术，近些年来自动铺丝设备正广泛应用于飞机、航空航天以及军工领域，并形成加速技术发展的趋势，铺丝机的核心技术主要掌握在欧美发达国家，并对我国技术需要施加限制，我国的自动铺丝技术研发工作也进行了20多年，综合技术不够成熟，具有改进和提升的余地，但由于缺少相关技术的配合，如机器人和相关软件等，工程应用基础欠缺，不能应用于工程实际，装备的稳定性也是一个大问题，目前国内尚无工程实用型纤维复合材料自动铺丝设备，国产设备的制造精度相较于国外先进水平还有差距，机器的整合度不够，铺丝机的结构功能一体化程度不够。

申请号为“201110274287.3”，名称为“双带铺放装置及方法”的发明专利公开了一种铺丝机，置包括工作台，安装于工作台上可实现X方向平移的龙门架；安装于龙门架可实现Y方向平移的小车，安装于小车上可实现Z方向旋转和进给铺放头；小车与铺放头构成Z方向上的铺放头组件，通过在X、Y、Z三个方向上控制铺丝头在模具上进行铺丝，但是当模具一面铺丝完成后需要对另一面进行铺丝时，需要停止机器的运行，翻转模具并再次铺丝，降低了铺丝效率。