阅读说明：本技术 一种可变带宽碳纤维自动铺带机 (Automatic tape laying machine of variable bandwidth carbon fiber ) 是由 许江涛 冯勇 周智远 周豪杰 于 2021-01-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可变带宽碳纤维自动铺带机,包括中空结构的壳体,壳体内设置有放卷装置和收卷装置,放卷装置下方设置有用于对铺设带进行裁剪的冲压剪切装置,冲压剪切装置右侧设置有回收冲压剪切装置裁剪余料的余料回收卷轴,余料回收卷轴一端可旋转的安装在壳体内侧壁,余料回收卷轴另一端安装有余料回收驱动电机；壳体上端侧壁安装有主压实支架,主压实支架下方设置有上下伸缩的压杆机构,压杆机构下端设置有压辊；壳体下端外侧壁设置有红外加热装置,红外加热装置的加热口靠近压辊,放卷装置上缠绕有铺设带,铺设带的端头绕过压辊缠绕固定在收卷装置上。本装置可以根据需要调节铺设带的带宽,结构简单,使用方便。(The invention discloses a variable-bandwidth automatic carbon fiber tape laying machine, which comprises a shell with a hollow structure, wherein an unreeling device and a reeling device are arranged in the shell, a stamping and shearing device for cutting a laid tape is arranged below the unreeling device, a residual material recovery reel for recovering residual materials cut by the stamping and shearing device is arranged on the right side of the stamping and shearing device, one end of the residual material recovery reel is rotatably arranged on the inner side wall of the shell, and a residual material recovery driving motor is arranged at the other end of the residual material recovery reel; a main compaction support is mounted on the side wall of the upper end of the shell, a compression bar mechanism which can stretch up and down is arranged below the main compaction support, and a compression roller is arranged at the lower end of the compression bar mechanism; the outer side wall of the lower end of the shell is provided with an infrared heating device, a heating port of the infrared heating device is close to the compression roller, the unwinding device is wound with a laying belt, and the end of the laying belt is wound around the compression roller and is fixed on the winding device. The device can adjust the band width of the laying belt according to the needs, and has simple structure and convenient use.)

一种可变带宽碳纤维自动铺带机

技术领域

本发明属于自动铺带成型技术领域，具体涉及一种可变带宽碳纤维自动铺带机。

背景技术

自动铺带技术是复合材料成型自动化的典型代表，集机电装备技CAD/CAM软件技术和材料工艺技术于一体，其具有高效、高质量、高可靠性、低成本的特点，主要用于平面型或低曲率的曲面型构件，或者说准平面型复合材料构件的层铺制造，特别适合大尺寸和复杂构件的制造，减少了拼装零件的数目，节约了制造和装配成本，极大地降低了材料的废品率和制造工时。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种可变带宽碳纤维自动铺带机。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种可变带宽碳纤维自动铺带机，其中：包括中空结构的壳体，所述壳体内设置有放卷装置和收卷装置，所述放卷装置下方设置有用于对铺设带进行裁剪的冲压剪切装置，所述冲压剪切装置右侧设置有回收冲压剪切装置裁剪余料的余料回收卷轴，所述余料回收卷轴一端可旋转的安装在壳体内侧壁，所述余料回收卷轴另一端安装有余料回收驱动电机；所述壳体上端侧壁安装有主压实支架，所述主压实支架下方设置有上下伸缩的压杆机构，所述压杆机构下端设置有压辊；所述壳体下端外侧壁设置有红外加热装置，所述红外加热装置的加热口靠近压辊，所述放卷装置上缠绕有铺设带，所述铺设带的端头绕过压辊缠绕固定在收卷装置上。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，放卷装置和收卷装置结构一致，所述放卷装置包括卷轴，所述卷轴上依次从外而内，依次套装有轴承支撑座和安装卡座，所述轴承支撑座与壳体侧壁连接，所述安装卡座上缠绕有铺设带，所述卷轴靠近轴承支撑座的一端设置有联轴器，所述联轴器上安装有伺服电机。

进一步地，轴承支撑座和安装卡座两端均设置有轴端挡圈，所述壳体一侧壁开设有通孔，所述通孔内安装有轴承，所述轴承支撑座与轴承配合连接。

进一步地，冲压剪切装置包括第一固定架，所述第一固定架下方设置有第一丝杆，所述第一丝杆上套设有第一基座，所述第一基座连接有用于收集铺设带余料的冲压剪切头，所述冲压剪切头远离第一基座的一侧设置有侧刀；

所述第一固定架上方设置有第二基座，所述第二基座上穿插有第二丝杆，所述第二丝杆上设置有第二固定架，所述第二固定架与壳体外侧壁固定连接；

所述第一丝杆和第二丝杆分别连接有第一丝杆电机和第二丝杆电机，所述第一丝杆电机和第二丝杆电机控制冲压剪切头在水平面内前后左右移动。

进一步地，冲压剪切头设置有侧刀的一侧为内凹的弧形结构。

进一步地，余料回收卷轴左侧设置有上张紧轮和下张紧轮，所述铺设带依次绕过上张紧轮、下张紧轮。

进一步地，壳体下方设置有一对限位导辊，所述限位导辊安装在限位导辊支座内，所述限位导辊支座固定安装在壳体内侧壁，所述铺设带先后依次绕后左侧的限位导辊、压辊和右侧的限位导辊。

进一步地，压杆机构包括压臂和伸缩杆，所述伸缩杆两端均设置有压盘，所述伸缩杆上套装有压紧弹簧，所述压臂上端与主压实支架连接，所述压臂下端与伸缩杆上方的压盘连接固定，所述伸缩杆下方的压盘与压辊支座固定连接，所述压辊支座内设置有压辊。

进一步地，红外加热装置包括灯罩和红外加热灯，所述灯罩固定端设置在壳体外侧壁，所述灯罩加热端设置有红外加热灯，所述红外加热灯靠近压辊。

进一步地，铺设带为碳纤维铺设带。

本发明的有益效果：

本发明一种可变带宽碳纤维自动铺带机，通过冲压剪切装置和余料回收卷轴的相互配合，可以实现调节需要的铺设带的带宽，满足各种工况下的要求，以及对剪切下来的余料的回收，同时设置有多个张紧机构，确保铺设带在移动过程中的张紧力。

该铺带机可以完成大部分曲面的铺设工作，使得铺带机更加容易铺设复杂表面。相较于铺丝机，铺带机的铺设效率更高，相较于传统的铺带机，可变带宽碳纤维自动铺带机使用范围更加广泛。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的内部结构示意图。

图3是本发明的放卷装置结构示意图。

图4是本发明的冲压剪切装置结构示意图。

图5是本发明的红外加热装置结构示意图。

图6是本发明的压杆机构与压辊连接结构示意图。

图7是本发明整体结构的安装示意图。

附图标记为：壳体1、放卷装置2、卷轴201、轴承支撑座202、安装卡座203、联轴器204、伺服电机205、收卷装置3、冲压剪切装置4、第一固定架401、第一丝杆402、第一基座403、冲压剪切头404、侧刀405、第二基座406、第二丝杆407、第二固定架408、第一丝杆电机409、第二丝杆电机410、余料回收卷轴5、余料回收驱动电机6、主压实支架7、压辊8、上张紧轮9、下张紧轮10、限位导辊11、限位导辊支座12、压臂13、伸缩杆14、压紧弹簧15、压辊支座16、灯罩17、红外加热灯18。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

如图1所示，本发明为一种可变带宽碳纤维自动铺带机，包括中空结构的壳体1，所述壳体1内设置有放卷装置2和收卷装置3。

放卷装置2和收卷装置3结构一致，所述放卷装置2包括卷轴201，所述卷轴201上依次从外而内，依次套装有轴承支撑座202和安装卡座203，轴承支撑座202和安装卡座203两端均设置有轴端挡圈，所述壳体1一侧壁开设有通孔，所述通孔内安装有轴承，所述轴承支撑座202与轴承配合连接。

所述轴承支撑座202与壳体1侧壁连接，所述安装卡座203上缠绕有铺设带，所述卷轴201靠近轴承支撑座202的一端设置有联轴器204，所述联轴器204上安装有伺服电机205。

所述放卷装置3下方设置有用于对铺设带进行裁剪的冲压剪切装置4，冲压剪切装置4包括第一固定架401，所述第一固定架401下方设置有第一丝杆402，所述第一丝杆402上套设有第一基座403，所述第一基座403连接有用于收集铺设带余料的冲压剪切头404，所述冲压剪切头404远离第一基座403的一侧设置有侧刀405，冲压剪切头404设置有侧刀405的一侧为内凹的弧形结构，

所述第一固定架401上方设置有第二基座406，所述第二基座406上穿插有第二丝杆407，所述第二丝杆407上设置有第二固定架408，所述第二固定架408与壳体1外侧壁固定连接；

所述第一丝杆402和第二丝杆407分别连接有第一丝杆电机409和第二丝杆电机410，所述第一丝杆电机409和第二丝杆电机410控制冲压剪切头404在水平面内前后左右移动。

所述冲压剪切头404右侧设置有回收冲压剪切装置4裁剪余料的余料回收卷轴5，所述余料回收卷轴5一端可旋转的安装在壳体1内侧壁，所述余料回收卷轴5另一端安装有余料回收驱动电机6；余料回收卷轴5左侧设置有上张紧轮9和下张紧轮10，所述铺设带依次绕过上张紧轮9、下张紧轮10。

所述壳体1上端侧壁安装有主压实支架7，所述主压实支架7下方设置有上下伸缩的压杆机构，压杆机构包括压臂13和伸缩杆14，所述伸缩杆14两端均设置有压盘，所述伸缩杆14上套装有压紧弹簧15，所述压臂13上端与主压实支架7连接，所述压臂13下端与伸缩杆14上方的压盘连接固定，所述伸缩杆14下方的压盘与压辊支座16固定连接，所述压辊支座16内设置有压辊8。

壳体1下方位于压辊8两侧设置有一对限位导辊11，所述限位导辊11安装在限位导辊支座12内，所述限位导辊支座12固定安装在壳体1内侧壁，所述铺设带先后依次绕后左侧的限位导辊11、压辊8和右侧的限位导辊11。

所述壳体1下端外侧壁设置有红外加热装置，红外加热装置包括灯罩17和红外加热灯18，所述灯罩17固定端设置在壳体1外侧壁，所述灯罩17加热端设置有红外加热灯18，所述红外加热灯18靠近压辊8所述放卷装置3上缠绕有碳纤维铺设带，所述碳纤维铺设带的端头绕过压辊8缠绕固定在收卷装置3上。

本发明的使用方法如下：

例如：将铺设带按照顺时针方向缠绕固定在放卷装置2的卷轴201上，然后将铺设带的端头从左侧拉出，依次绕过上张紧轮9、下张紧轮10和左侧的限位导辊11进行张紧，然后绕过压辊8下表面，然后再次绕过右侧的限位导辊11进行张紧，最后将端头固定在收卷装置3上。

在该铺带机工作时，放卷装置2和收卷装置3的旋转方向保持一致，都为逆时针旋转，利用红外加热灯18对铺设带上的碳纤维进行加热，然后利用压辊8热压在需要铺设的表面，然后空白的铺设带收集缠绕在收卷装置3上。

当现有的铺设带的带宽不满足使用需求时，其宽度过宽时，利用冲压剪切头404上的侧刀405对铺设带进行裁剪，其裁剪过程为：通过第一丝杆402和第二丝杆407带动冲压剪切头404移动到相应位置，利用侧刀405先进行横向裁剪，然后利用铺设带向下运动，进行竖直方向的裁剪，冲压剪切头404向右侧移动靠近余料回收卷轴5，剪切下来的多余的裁剪余料缠绕在余料回收卷轴5上，当需要裁剪的铺设带长度满足要求后，侧刀405再次进行水平裁剪，完成余料的剪切和回收。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。