一種往復式自動寬幅碳纖維編織機及其編織方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于紡織機械技術領域，主要涉及一種往復式自動寬幅碳纖維編織機及其編織方法。
【背景技術】
[0002]碳纖維具有高比強度、高比模量、耐疲勞、抗蠕變、耐腐蝕及熱膨脹系數小等系列優異性能，因而在航天、航空等國防尖端技術中被廣泛用于碳纖維增強樹脂基復合材料的增強體，也是民用工業更新換代的新材料。碳纖維布是碳纖維的初步產品，一般要求的碳纖維布具有(a)很高的比強度和很大的比模量，可以使結構大幅度減少質量；(b)均質和各向同性，使得碳纖維復合材料具有良好的可設計性，使碳纖維復合材料結構有可能按照結構特點更好的達到優化設計；(C)良好的抗疲勞性，在碳纖維復合材料中作為基體的碳纖維布的相和界面能減緩和阻止裂紋進一步擴展，從而推遲疲勞破壞的發生；(d)成型工藝性好，由于碳纖維布屬于柔性組織，容易成型任意截面；(e)良好的尺寸穩定性，在織物經向和瑋向張力均勻的前提下，可以作為可靠基體制作各類功能和結構特性的片材和預制件。
[0003]由于碳纖具有其他材料不可比擬的好處，使得近些年碳纖維的生產工藝得到了不斷的發展，已經可將碳纖維絲束擴展為原寬幅的4倍以上，通過擴纖技術可以實現利用12K、24K、48K甚至60Κ以上碳纖維替代6Κ、3Κ甚至IK的碳纖維應用效果，但是目前碳纖維編織基本還是采用傳統的編織機對擴展后的寬幅碳纖維材料進行編織，由于傳統編織機存在一些缺點，會導致擴展幅度降低或部分降低，使擴展絲束的各項技術參數大幅減低，從而導致碳纖維絲束的各項性能的降低。針對這種情況，我們研發的一種寬幅碳纖維編織機，專利號CN 203639647 U，能夠很好的解決此問題，實現寬幅碳纖維的編織，但是此編織機屬于一種半自動編織，沒能實現全自動的編織，使得碳纖維編織機的效率非常有限，不能滿足大量碳纖維編織的需求。為了使生產效率的進一步提高，必須實現碳纖維編織機的全自動，因此設計一種往復式自動寬幅碳纖維編織機顯得尤為重要。
【發明內容】
[0004]針對上述問題，本發明提供一種往復式自動寬幅碳纖維編織機及其編織方法，該編織機可實現碳纖維網格布的往復式快速地全自動化生產，并解決了碳纖維編織過程中以引起的磨損而造成的碳纖維絲束性能下降的問題。
[0005]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是:
[0006]一種往復式自動寬幅碳纖維編織機，包括經紗放紗裝置、經紗輸送裝置、編織機主體、編織臺、收卷裝置，所述經紗放紗裝置位于編織機主體的一端，所述編織機主體與經紗放紗裝置之間設有經紗輸送裝置，所述收卷裝置位于編織機主體的另一端，所述編織機主體與收卷裝置之間設有編織臺，其特征在于:
[0007]所述經紗放紗裝置包括經紗紗架與紗盤，所述紗盤通過沙盤中間軸磁鐵磁力固定于紗架上，所述放置經紗的紗盤是采用中間軸磁鐵磁力固定；所述經紗的張力是通過恒定引力機構進行控制，所述恒定引力機構是通過帶張力調節螺桿的皮帶摩擦盤來進行調節；
[0008]所述經紗輸送裝置由底部支撐架、若干個經紗傳動輥和若干個牽引傳動輥組成，所述經紗傳動輥和牽引傳動輥通過轉動軸實現經紗的傳動，所述若干個牽引傳動輥和轉動輥通過軸承固定連接于底部支撐架上，所述牽引傳動輥可使穿過的寬幅碳纖維絲束帶帶有拉力，使擴纖后的碳纖維絲束不會還原為擴纖前的狀態；
[0009]所述編織機主體上設有用于將寬幅碳纖維絲束帶間隔上下分離的經紗的提拉裝置，所述提拉裝置包括若干個吊鐘，所述吊鐘連接支撐吊鐘的起壓閥，所述起壓閥包括支撐架、固定板和直線導軌，所述任意提拉裝置設有送紗孔，所述送紗孔的形狀為矩形，所述任意送紗孔均設有滾筒，使穿過的寬幅碳纖維絲束帶帶有拉力，所述滾筒能夠使經紗防止磨損，以及碳纖維表面起毛邊，所述吊鐘為前后兩個交錯設置，以使穿過的寬幅碳纖維絲束帶間隔有序的上下分開，便于瑋紗從中間穿入；
[0010]所述編織臺上設有瑋紗的送紗裝置、引瑋裝置和平移裝置組成，所述送紗裝置位于編織臺的左邊，所述瑋紗的送紗裝置一端連接固定瑋紗紗盤的紗架，所述瑋紗的送紗裝置主要由恒張力裝置、精密滑輪組、瑋紗驅動機構組成，所述的精密滑輪組由若干個張力輥組成，所述瑋紗的送紗裝置的另一端連接瑋紗切斷裝置，所述瑋紗的切斷裝置連接瑋紗斷紗檢測報警裝置，用于斷紗后提供給系統響應信號；所述瑋紗的引瑋裝置主要由箭桿、箭桿夾頭、箭桿機構組成，所述箭桿機構包括伺服電缸滑臺、高速伺服平移滑臺、伺服電機、氣動同步帶，所述箭桿通過高速伺服平移滑臺進行移動，所述伺服電機為箭桿系統提供動力支持，所述箭桿夾頭為精細氣動夾具頭，通過電氣控制系統控制，保證引瑋的準確性；所述平移裝置包括傳送帶、傳送滾輪、移動夾板，用于送瑋裝置與引瑋裝置的移動，實現瑋紗的打瑋;
[0011]所述收卷裝置位于編織臺的下面，所述收卷裝置的上面設有切邊裝置，所述切邊裝置連接瑋紗廢料的回收裝置，所述收卷軸與平移裝置之間設置由整形輪，便于編織布自動調整位置，所述收卷裝置包括收卷軸和離型紙卷，用于對編制好的碳纖維網格布進行收集。
[0012]進一步，所述瑋紗送紗裝置、瑋紗切斷裝置和引瑋裝置設置在一條軸線上，以保證引瑋裝置中的箭桿夾頭夾持瑋紗的準確性。
[0013]進一步，所述吊鐘可根據寬幅碳纖維絲束帶的寬度更換為不同送紗孔尺寸的吊鐘，所述吊鐘的尺寸為5、8、10、12、16、18、20、25mm中任意一種。
[0014]進一步，所述經紗紗架或瑋紗紗架上均設有根據紗架旋轉距離判斷碳纖維絲束帶將要用盡的報警裝置。
[0015]進一步，所述經紗寬度包括:8、10、12、16、18、20、25mm中任意一種。
[0016]進一步，所述編織機設有實現其自動化編織的電氣控制系統，根據電氣控制系統的操作程序，由電氣控制系統中的PLC來接受發送指令給各個動作的伺服電機和電磁閥氣缸，傳感器等來完成控制，完成一系列的編織過程。
[0017]—種往復式自動寬幅碳纖維編織機編織寬幅碳纖維的方法，其特征在于，其具體步驟為:
[0018]a)首先將擴展后的碳纖維紗盤放置到經紗和瑋紗的紗架上，將瑋紗與經紗引到指定位置；
[0019]b)通過電氣控制系統中人機界面的大屏幕觸摸屏對編織各種工作部件設定相應的參數；
[0020]c)按下編織機的啟動按鈕，通過電氣控制系統設定的程序，箭桿伺服正轉帶動箭桿向前移動，箭桿前限位傳感器亮燈，同時送瑋紗步進電機正轉帶動送瑋裝置進行送瑋，夾瑋紗氣缸運動來完成夾紗，箭桿伺服反轉帶動箭桿向后移動，后限位傳感器亮燈后，箭桿機構和送瑋裝置通過上升氣缸同步上升，整個箭桿機構和送瑋裝置同步向織口方向移動，到位后吊鐘氣缸驅動吊鐘進行上下切換；
[0021]d)吊鐘切換后，利用收卷伺服電機驅動收卷滾轉動一條瑋紗的距離，切邊氣缸運動來完成切邊并由廢料收集裝置利用負壓作用來完成收集廢邊料；以上動作做循環動作就可以完成全自動編織。
[0022]經過此編織機得到的編織布的固定寬度為:300、500、1000、1250、1500或1800mm
中任意一種。
[0023]本發明的優點在于:本發明提供的編織機采用劍桿拉瑋紗，同時各吊鐘之間沒有機械連接，以及經紗紡紗裝置與瑋紗的送瑋裝置之間無機械連接，利用電氣控制系統保證若干軸之間高精度同步運轉，從而保證多赴花紋之間編織精準；同時各個伺服電機驅動采用安川電機，能夠保證各個轉動軸之間的同步運行，提高編織機的工作精度，提高了工作效率，有效得解決編織機不能實現往復式編織的問題，節約了人力、物力，同時保證了編織布的質量。
【附圖說明】
[0024]圖1為編織機的平面結構示意圖。
[0025]圖2為編織機的經紗放紗裝置的結構示意圖。
[0026]圖3為編織機的編織機主體的結構示意圖。
[0027]圖4為編織機的編織臺的送瑋裝置的結構示意圖。
[0028]圖5為編織機的編織臺的引瑋裝置的結構示意圖。
[0029]圖6為編織機中切邊裝置和廢料回收裝置的結構示意圖。
[0030]1.收卷軸2.整形輪3.傳送帶4.傳送滾輪5.移動夾板6.送紗裝置7.吊鐘8.經紗傳動輥
[0031]9.牽引傳動輥10.紗盤11.平移裝置12.引瑋裝置13.離型紙卷14.經紗紗架
[0032]15.底部支撐架16.起壓閥17.磁鐵18.恒定引力機構19.支撐架20.固定板
[0033]21.直線導軌22.滾筒23.送紗孔24.紗架25.切斷裝置26.恒張力裝置27.精密滑輪組
[0034]28.張力輥29.瑋紗驅動機構30.箭桿31.箭桿夾頭32.箭桿機構33.伺服電缸滑臺
[0035]34.高速伺服平移滑臺35.伺服電機36.動同步帶37.瑋紗廢料的回收裝置38.切邊裝置
[0036]101.經紗放紗裝置102.經紗輸送裝置103.編織機主體104.編織臺105.收卷
裝置【具體實施方式】
[0037]以下結合附圖和具體實施例對本發明作具體的介紹。
[0038]一種往復式自動寬幅碳纖維編織機，包括經紗放紗裝置101、經紗輸送裝置102、編織機主體103、編織臺104、收卷裝置105，所述經紗放紗裝置101位于編織機主體的一端，所述編織機主體103與經紗放紗裝置101之間設有經紗輸送裝置102，所述收卷裝置105位于編織機主體的另一端，所述編織機主體與收卷裝置之間設有編織臺，其特征在于:
[0039]所述經紗放紗裝置101包括經紗紗架14與紗盤10，所述紗盤10通過沙盤中間軸磁鐵磁力固定于紗架14上，所述放置經紗的紗盤10是采用中間軸磁鐵17磁力固定；所述經紗的張力是通過恒定引力機構18進行控制，所述恒定引力機構18是通過帶張力調節螺桿的皮帶摩擦盤來進行調