制備復合材料型材填充條的設備及制備工藝的制作方法

本發明涉及一種制備復合材料型材填充條的設備及制備工藝。

背景技術：

大型設備中對復合材料的應用越來越多，復合材料在各種設備構件中的應用日益增長。但由于復合材料型材為附模成型，型材與板材連接時在其拐角處會留有三角空隙，導致制件的力學性能下降。為了解決這一隱患，綜合考慮成本、減重、增強效果等因素，制備復合材料型材填充條填充空隙是較為合理的選擇。但目前國內均采用手工制作，生產效率低下，而且尺寸質量不穩定，耗時長，這導致了成本的提高，以及結構件尺寸和性能易出現缺陷。

技術實現要素：

本發明的第一個目的是提供一種能連續自動化制備復合材料型材填充條的設備。

實現本發明第一個目的的技術方案是制備復合材料型材填充條的設備，包括按照位于機架上的收放卷系統、加熱成型系統和牽引系統，以及控制收放卷系統、加熱成型系統和牽引系統的控制系統；所述收放卷系統包括放卷裝置；述加熱成型系統包括加熱裝置、張力均衡器、預成型模口和定型器；所述張力均衡器的截面為正弦波形狀，寬度朝向出口逐漸減小；所述牽引系統包括牽引裝置。

所述定型器包含至少兩個截面形狀或者尺寸不同的定型模具。

所述收放卷系統還包括襯紙收卷筒和隔離膜收卷筒和驅動放卷裝置、襯紙收卷筒和隔離膜收卷筒的電機。

所述收放卷系統還包括切邊裝置和余料收卷筒；所述切邊裝置包括切邊電機和平行設置的兩片切刀；所述余料收卷筒由電機控制。

所述兩片切刀之間的間距可調。

所述電機為扭矩電機；所述切邊電機為伺服電機。

所述收放卷系統還包括過渡輥。

所述牽引裝置還包括切割裝置、機械手和成品托盤。

所述機械手為氣動兩爪機械手。

本發明的第二個目的是提供一種復合材料型材填充條的制備工藝。

實現本發明第二個目的的技術方案是采用本發明前述的設備，選擇所需截面形狀的定型模具放置于定型器上，復合材料以條帶形式由放卷裝置送出，經過渡輥后通過切邊裝置，切割后的余料由余料收卷筒收集，隔離膜和襯紙分別由隔離膜收卷筒和襯紙收卷筒剝離和收集；復合材料經過加熱裝置加熱軟化，依次經張力均衡器、預成型模口和定型器完成成型得到所需截面形狀的填充條；填充條由牽引裝置牽引到所需長度后，由切割裝置切割，成品由機械手抓取后放入成品托料盤運走。

采用了上述技術方案后，本發明具有積極的效果：(1)本發明的設備能夠自動化生產復合材料填充條，加熱成型系統中還設置張力均衡器，能夠提高填充條的穩定性和確保生產的連續運行，解決了現有技術中生產不連續、尺寸和質量不穩定、耗時長的問題。

(2)本發明的張力均衡器采用正弦波浪形形狀，且向出口寬度逐漸變窄，這樣能夠很好的穩定加熱后的復合材料的性能，收縮過程中也提高了復合材料的強度。

(3)本發明的定型器有多個工位，可以放置多個截面形狀不同的定型模具，這樣可以實現不同截面形狀的填充條的生產。

(4)本發明的收放卷裝置可以同時收集隔離膜和襯紙，因此對于復合有一面保護膜以及復合有兩面保護膜的復合材料帶都可以進行收卷，非常方便。

(5)本發明的收卷裝置還設置切刀間距可調的切邊裝置，并設置余料收卷筒，這樣對復合材料帶的寬度就沒有限制了，而且余料還可以回收利用。

(6)本發明的切邊裝置的電機為伺服電機，穩定高效，精度可控；控制放卷和收卷筒的電機為扭矩電機，能確保張力的穩定。

附圖說明

為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的控制框圖。

附圖中標號為：

機架1、收放卷系統2、放卷裝置21、襯紙收卷筒22、隔離膜收卷筒23、電機24、切邊裝置25、余料收卷筒26、過渡輥27、加熱成型系統3、加熱裝置31、張力均衡器32、預成型模口33、定型器34、牽引系統4、牽引裝置41、切割裝置42、機械手43、成品托盤44、控制系統5。

具體實施方式

(實施例1)

見圖1和圖2，本實施例的制備復合材料型材填充條的設備，包括按照位于機架1上的收放卷系統2、加熱成型系統3和牽引系統4，以及控制收放卷系統2、加熱成型系統3和牽引系統4的控制系統5。控制系統5包括觸控屏、操作面板和plc操作系統，用于對前述系統的運動及工藝參數進行控制，使各系統按照填充條工藝流程有序連續運動，實現設備連續穩定運行。

收放卷系統2包括放卷裝置21、襯紙收卷筒22、隔離膜收卷筒23、電機24、切邊裝置25、余料收卷筒26和過渡輥27。電機24驅動放卷裝置21、襯紙收卷筒22、隔離膜收卷筒23和余料收卷筒26。切邊裝置25包括切邊電機和平行設置的兩片切刀；兩片切刀之間的間距可調。電機24為扭矩電機；切邊電機為伺服電機。本系統用于提供復合材料預浸料，經切割裝置切割成需要的寬度后，分別收集余料、隔離膜和襯紙，并通過過渡輥保證傳輸平直穩定，扭矩電機保證張力的穩定。

加熱成型系統3包括加熱裝置31、張力均衡器32、預成型模口33和定型器34；張力均衡器32的截面為正弦波形狀，寬度朝向出口逐漸減小，實現張力的均衡，同時將復合材料帶收窄。定型器34包含至少兩個截面形狀或者尺寸不同的定型模具，可根據需要自由切換。

牽引系統4包括牽引裝置41、切割裝置42、機械手43和成品托盤44。機械手43為氣動兩爪機械手。

選擇所需截面形狀的定型模具放置于定型器34上，復合材料以條帶形式由放卷裝置21送出，經過渡輥27后通過切邊裝置25，切割后的余料由余料收卷筒26收集，隔離膜和襯紙分別由隔離膜收卷筒23和襯紙收卷筒22剝離和收集；復合材料經過加熱裝置31加熱軟化，保證其具有一定的黏度和粘結性，依次經張力均衡器32、預成型模口33和定型器34完成成型得到所需截面形狀的填充條；填充條由牽引裝置41牽引到所需長度后，由切割裝置42切割，成品由機械手43抓取后放入成品托料盤44運走。

以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。

技術特征：

技術總結
本發明公開了制備復合材料型材填充條的設備及制備工藝，設備包括按照位于機架上的收放卷系統、加熱成型系統和牽引系統，以及控制收放卷系統、加熱成型系統和牽引系統的控制系統；所述收放卷系統包括放卷裝置；述加熱成型系統包括加熱裝置、張力均衡器、預成型模口和定型器；所述張力均衡器的截面為正弦波形狀，寬度朝向出口逐漸減小；所述牽引系統包括牽引裝置。本發明的設備能夠自動化生產復合材料填充條，加熱成型系統中還設置張力均衡器，能夠提高填充條的穩定性和確保生產的連續運行，解決了現有技術中生產不連續、尺寸和質量不穩定、耗時長的問題。

技術研發人員：王天宇;段躍新
受保護的技術使用者：北京航空航天大學;常州市新創復合材料有限公司
技術研發日：2017.06.02
技術公布日：2017.07.28