适用于大型复合材料回转件的纤维缠绕成型机制造技术

本实用新型专利技术公开了适用于大型复合材料回转件的纤维缠绕成型机，包括机架a和机架b，机架a上设置有电机，电机与带轮传动机构相连，带轮传动机构又与减速机构连接，减速机构通过主轴与复合材料大锥壳芯模的小端相连，复合材料大锥壳芯模的大端连接支撑轴，支撑轴放置在机架b上，在机架a及机架b的一侧设置有缠绕小车机构，缠绕小车机构上设置有机械臂，机械臂上安装有缠绕头。本实用新型专利技术通过利用工业机器人技术中的机械臂，将其与纤维缠绕工艺结合进行改造设计，实现了多轴联动控制，解决了传统缠绕成型机不能实现多轴联动控制的问题，提高了生产效率。并且这种缠绕成型机还可以缠绕一些复杂的非回转体制件。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于纺织机械设备
，具体涉及一种适用于大型复合材料回转件的纤维缠绕成型机。
技术介绍
大型汽轮发电机端部绕组的固定决定着发电机能否长期安全稳定地运行，而复合材料大锥壳具有质量轻、强度高、耐腐蚀性强等优点，是理想的抑制电磁振动力及突然短路下作用力的结构件，因此，复合材料大锥壳目前已经应用于大型汽轮发电机中。复合材料大锥壳的主要加工工艺是纤维缠绕，其主要设备是缠绕成型机。缠绕成型机通过控制缠绕头和芯模之间的运动，可以使纤维的缠绕方向和载荷方向相同，因而使生产加工出来的制品具有更高的强度。但是传统的缠绕成型机由于不能实现多轴联动控制，因此缠绕效率较低，且无法加工成型一些比较复杂、形状各异的复合材料制品。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种适用于大型复合材料回转件的纤维缠绕成型机，解决传统缠绕成型机不能实现多轴联动控制的问题。本技术所采用的技术方案是:适用于大型复合材料回转件的纤维缠绕成型机，包括相向而立的机架a和机架b，机架a上设置有电机，电机与带轮传动机构相连，带轮传动机构又与减速机构连接，减速机构通过主轴与复合材料大锥壳芯模的小端相连，复合材料大锥壳芯模的大端连接支撑轴，支撑轴放置在机架b上，在机架a及机架b的一侧设置有缠绕小车机构，缠绕小车机构上设置有机械臂，机械臂上安装有缠绕头。本技术适用于大型复合材料回转件的纤维缠绕成型机的特点还在于:机械臂的具体结构为:包括固接在所述缠绕小车机构上的底座，底座上安装驱动臂座，驱动臂座与大臂的一端相连，驱动臂座还与连杆的一端相连，大臂的另一端及连杆的另一端均与手臂支撑座相连，驱动臂座、大臂、连杆及手臂支撑座组成一个四连杆机构，手臂支撑座上安装有手臂驱动装置，手臂驱动装置与手臂的一端相连控制其转动，手臂的另一端连接手腕，手腕的端部与末端执行器相连，缠绕头固接安装在末端执行器上。底座与驱动臂座具体的连接关系如下:底座的内部中心位置安装有驱动轴，驱动轴上同轴安装有蜗轮和驱动臂座，蜗轮又与蜗杆相啮合，蜗杆由伺服电机a驱动，驱动臂座上安装有控制大臂运动的伺服电机b，驱动臂座上还安装有伺服电机C，连杆与连杆传动轴连接，伺服电机c与连杆传动轴相连控制其运动。手臂驱动装置的具体结构为:包括伺服电机d，伺服电机d与直齿轮c相连控制其运动，直齿轮c与直齿轮d相啮合，直齿轮d通过轴套与手臂固连。手腕的驱动结构为:包括伺服电机f，伺服电机f与直齿轮g相连带动其运动，直齿轮g与直齿轮h相啮合，直齿轮h与锥齿轮a通过传动轴a同轴固连，传动轴a为空心轴；手腕的驱动结构还包括伺服电机e，伺服电机e与直齿轮e相连带动其运动，直齿轮e与直齿轮f相啮合，直齿轮f与锥齿轮b通过传动轴b同轴固连，传动轴b同轴嵌套于所述传动轴a的内部，传动轴a与传动轴b之间可相对转动；锥齿轮d与所述锥齿轮a相啮合，锥齿轮d还通过连接轴b与手腕的外壳固连，连接轴b为空心轴；锥齿轮b与锥齿轮c相啮合，锥齿轮c与直齿轮a通过传动轴c同轴固连，传动轴c同轴嵌套于锥齿轮d和连接轴b内，传动轴c与连接轴b之间可相对转动；直齿轮a与直齿轮b相啮合，直齿轮b与锥齿轮e通过连接轴c同轴相连，锥齿轮e与锥齿轮f相啮合，锥齿轮f通过连接轴d与末端执行器相连。带轮传动机构的具体结构为:包括与电机相连的电机输出轴，电机输出轴连接小带轮，小带轮通过皮带与大带轮相连，大带轮安装在带轮输出轴上，带轮输出轴通过联轴器a与设置在减速箱中的减速机构相连。减速机构的具体结构为:包括与联轴器a相连的减速机构输入轴，减速机构输入轴上固接有高速级小齿轮，高速级小齿轮与高速级大齿轮相啮合，高速级大齿轮和低速级小齿轮同轴固接在连接轴a上进行转动，低速级小齿轮与低速级大齿轮相啮合，低速级大齿轮安装在减速机构输出轴上，减速机构输出轴通过联轴器b与主轴相连。缠绕小车机构的具体结构为:包括与机械臂固连的盖板，盖板活动安装在小车轨道a上，盖板还与丝杠a配合相连，丝杠a与小车轨道a相平行，丝杠a由伺服电机g控制，小车轨道a垂直安装在小车轨道b上，小车轨道b上还安装有丝杠b，丝杠b垂直穿过小车轨道a，丝杠b由伺服电机h控制。本技术的有益效果是:本技术适用于大型复合材料回转件的纤维缠绕成型机，通过利用工业机器人技术中的机械臂，将其与纤维缠绕工艺结合进行改造设计，实现了多轴联动控制，解决了传统缠绕成型机不能实现多轴联动控制的问题，提高了生产效率。并且这种缠绕成型机不但可以缠绕复合材料大锥壳这种回转壳体制件，还可以缠绕一些复杂的非回转体制件。【附图说明】图1为本技术适用于大型复合材料回转件的纤维缠绕成型机的结构示意图；图2为图1中减速机构的结构示意图；图3为图1中机械臂的结构示意图；图4为部分机械臂的结构示意图；图5为机械臂手臂部分的传动结构图；图6为机械臂手腕部分的传动结构图；图7为缠绕小车机构的结构示意图。图中，1.机架a，2.电机，3.带轮传动机构，3_1.电机输出轴，3_2.小带轮，3_3.皮带，3-4.大带轮，3-5.带轮输出轴，4.减速机构，4-1.联轴器a，4-2.减速箱，4-3.减速机构输入轴，4-4.高速级小齿轮，4-5.高速级大齿轮，4-6.连接轴a，4-7.低速级小齿轮，4-8.低速级大齿轮，4-9.减速机构输出轴，4-10.联轴器b，5.主轴，6.复合材料大锥壳芯模，7.缠绕头，8.机械臂，8-1.底座，8-2.驱动臂座，8-3.大臂，8-4.连杆，8-5.手臂支撑座，8-6.手臂，8-7.手腕，8-7-1.锥齿轮a，8-7-2.锥齿轮b，8_7_3.锥齿轮c，8_7_4.锥齿轮d，8-7-5.连接轴b，8-7-6.直齿轮a，8-7-7.锥齿轮e，8_7_8.连接轴c，8_7_9.直齿轮b，8-7-10.锥齿轮f，8-7-11.连接轴d，8-8.末端执行器，8-9.伺服电机a，8_10.蜗杆，8-11.蜗轮，8-12.驱动轴，8-13.伺服电机b，8-14.伺服电机c，8-15.连杆传动轴，8-16.伺服电机d，8-17.直齿轮c，8-18.直齿轮d，8-19.伺服电机e，8_20.直齿轮e，8_21.直齿轮f，8-22.伺服电机f，8-23.直齿轮g，8-24.直齿轮h，8_25.轴套，8-26.手臂驱动装置，9.缠绕小车机构，9-1.小车轨道a，9-2.伺服电机g，9-3.丝杠a，9-4.小车轨道b，9-5.伺服电机h，9-6.丝杠b，9-7.盖板，10.机架b，ll.支撑轴。【具体实施方式】下面结合附图与【具体实施方式】对本技术作进一步详细描述:本技术适用于大型复合材料回转件的纤维缠绕成型机，如图1所示，包括相向而立的两个机架一一机架al和机架blO，机架al上设置有电机2，电机2与带轮传动机构3相连，带轮传动机构3又与减速机构4连接，减速机构4通过主轴5与复合材料大锥壳芯模6的小端相连，复合材料大锥壳芯模6的大端连接支撑轴11，支撑轴11放置在机架blO上。在两个机架的一侧设置有缠绕小车机构9，缠绕小车机构9上设置有机械臂8，机械臂8上安装有缠绕头7。如图2所示，带轮传动机构3的具体结构为:包括与电机2相连的电机输出轴3-1，电机输出轴3-1连接小带轮3-2，小带轮3-2通过皮带3-本文档来自技高网...

【技术保护点】
适用于大型复合材料回转件的纤维缠绕成型机，其特征在于，包括相向而立的机架a(1)和机架b(10)，机架a(1)上设置有电机(2)，电机(2)与带轮传动机构(3)相连，带轮传动机构(3)又与减速机构(4)连接，减速机构(4)通过主轴(5)与复合材料大锥壳芯模(6)的小端相连，复合材料大锥壳芯模(6)的大端连接支撑轴(11)，支撑轴(11)放置在机架b(10)上，在机架a(1)及机架b(10)的一侧设置有缠绕小车机构(9)，缠绕小车机构(9)上设置有机械臂(8)，机械臂(8)上安装有缠绕头(7)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王益轩，高丹，陈荣荣，赵梅，路超，梁瑜洋，韩斌斌，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61