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用于铺丝机增减纱组件的扳机机构制造技术

技术编号:40829943 阅读:18 留言:0更新日期:2024-04-01 14:52
本申请公开用于铺丝机增减纱组件的扳机机构,所述扳机机构为包含多个扳机单元的可扩展的多单元并联机构;每个扳机单元保护扳机单元支座、扳机本体、扳机气缸、扳机顶叉、扳机转轴;其中,所述扳机本体由扳机摆杆和扳机止动杆组成,所述扳机摆杆通过扳机转轴支承在扳机单元支座上,绕扳机转轴摆动;每个扳机单元控制增减纱机构上的一个凸轮的启停。本方案将扳机机构从单气缸作动的往复直动式机构改为了由气缸+弹簧柱塞同时作动的四杆机构,利用杠杆原理和弹簧助力,大幅提高了机构安全系数,消除了机构空行程,稳定了响应时间,提高了铺放精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利涉及复合材料铺丝机领域,尤其涉及一种用于铺丝机增减纱组件的扳机机构


技术介绍

1、复合材料自动铺丝机是航空航天大型复合材料结构件铺放成型所需工业母机,而铺丝机增减纱机构是铺丝机末端执行器核心机构。增减纱机构为一可扩展的联排机构,每个机构单元的宽度被限制为两倍原料宽度(常见机构单元宽度为12.7mm)。在进行增纱操作时,增减纱机构需将本来静止的碳纤维预浸料原料压在增减纱机构中旋转的轴或轮上,利用摩擦力将其拉动到加工表面。在进行减纱操作时,增减纱机构需用切刀将正在高速运动的预浸料在预设点精准可靠切断。在有限体积内如何保证增减纱机构的大出力、高速度、高可靠,是铺丝机机械设计问题核心。目前,增减纱机构通常有直动切纱和滚动切纱两种实现方式。直动切纱方式的切刀运动方向与原料运动方向垂直,机构简单但在原料高速运动情况下容易导致切刀与原料相互干扰,造成可靠性问题,该种机构的时序控制由阀门控制气缸动作实现。滚动式切纱方式的切刀装在一个旋转凸轮上,凸轮旋转线速度与预浸料运动速度相同,预浸料通路在机构切纱点与凸轮外径相切,当凸轮上的切刀旋转到切纱点与预浸料相遇时,即可将预浸料挤断。该种方式不存在切刀与预浸料的相互干扰,出力大、高速性好,国外的滚动式切纱机构采用一个凸轮独立配置一台驱动电机的方式实现控制,机构和传动链体积大,加工难度高。目前,国内除申请号为201921276253.6的专利及其相关专利外,没有滚动式切纱机构的相关专利申请。

2、申请号为201921276253.6的专利描述了一种用于碳纤维自动铺丝机的滚动式切纱碳纤维预浸料作动装置,该装置具有滚动式切纱增减纱机构固有的高速、出力大、切刀寿命长的优点;相较于国外滚动式切纱机构,该机构采用联排的气缸驱动的扳机组件,通过擒纵方式实现了联排凸轮的同电机驱动和独立启停,机构体积、加工难度均较国外机构大幅下降。但该专利中的扳机组件采用往复式单气缸动作方式擒纵凸轮,机构寿命和安全系数均偏低,卡死故障时有发生;为补偿加工误差,机构中预留了间隙,使得扳机气缸有毫米级且不可控的空行程,导致扳机响应时间不稳定,各路机构出现肉眼可见的响应时差,为满足高速铺放要求,需在控制系统中对每个扳机进行单独的时序补偿,降低了系统精度;扳机机构上没有测量凸轮轮廓的传感器,导致铺丝机控制系统无法读取核心组件工作状态,造成了控制混乱。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本专利通过修改扳机机构,将其从有毫米级间隙的单气缸往复式机构修改为无间隙、有弹簧助力/杠杆效应和自锁能力的摆动式机构,并增加凸轮轮廓传感器,解决现有技术中扳机的稳定性、寿命和控制问题,将扳机安全系数提升1倍,杜绝卡死故障;机构响应时间波动范围稳定在1ms内,提高设备精度一致性;使铺丝机控制系统能实时读取凸轮状态,实现故障反馈和调试时的自整定。

2、本专利技术专利的技术方案:

3、用于铺丝机增减纱组件的扳机机构,所述扳机机构为包含多个扳机单元的可扩展的多单元并联机构;每个扳机单元保护扳机单元支座、扳机本体、扳机气缸、扳机顶叉、扳机转轴;其中,所述扳机本体由扳机摆杆和扳机止动杆组成,所述扳机摆杆通过扳机转轴支承在扳机单元支座上,绕扳机转轴摆动;每个扳机单元控制增减纱机构上的一个凸轮的启停。

4、进一步的,所述扳机本体包含扳机摆杆和扳机止动杆,所述扳机摆杆通过扳机转轴支承在扳机单元支座上,绕扳机转轴摆动;所述扳机止动杆与扳机摆杆可拆卸固连,所述扳机止动杆一端为与增减纱机构凸轮上的凹槽配合的凸轮止口,另一端为与扳机顶叉上的销配合的滑槽。

5、进一步的,所述扳机顶叉由安装在扳机单元支座上的扳机气缸带动,当扳机气缸带动扳机顶叉上下移动时,扳机本体将随之绕扳机转轴摆动,扳机止动杆上的凸轮止口也将随之卡入/脱离增减纱机构上的凸轮卡口中,从而控制凸轮的启停。

6、进一步的,各扳机单元联排布置在扳机阵列安装桥接件上。

7、进一步的,所述扳机阵列安装桥接件下方安装有弹簧柱塞阵列,柱塞端头顶在扳机摆杆底部。

8、进一步的,扳机阵列安装桥接件下方安装有接近开关阵列,该阵列可检测增减纱组件凸轮轮廓,读取设备状态。

9、本专利技术专利相对于现有技术具有以下有益效果:

10、本专利技术专利将原有扳机的运动方式从直动式改为摆动式,避免了工作载荷对直动式机构导向件的损伤,提高机构寿命。扳机本体不再仅由气缸驱动,而是由气缸和弹簧柱塞利用杠杆效应共同驱动,增加了出力,提高了设备安全系数。扳机单元支座——扳机本体——扳机顶叉——扳机气缸构成了一个四杆机构,利用四杆机构的运动副配合,消除了原扳机中用于补偿制造公差的间隙和空行程,设备响应时间稳定可控。扳机止动杆和扳机摆杆方便拆卸,扳机止动杆出现磨损时容易更换,保证动作点位置稳定。接近开关阵列可以检测凸轮是否被扳机止动/被扳机止动在何种姿态,从而将扳机对凸轮的启停控制由开环变为闭环,保证设备动作准确。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.用于铺丝机增减纱组件的扳机机构,其特征在于,所述扳机机构为包含多个扳机单元的可扩展的多单元并联机构;每个扳机单元保护扳机单元支座、扳机本体、扳机气缸、扳机顶叉、扳机转轴;其中,所述扳机本体由扳机摆杆和扳机止动杆组成,所述扳机摆杆通过扳机转轴支承在扳机单元支座上,绕扳机转轴摆动;每个扳机单元控制增减纱机构上的一个凸轮的启停。

2.根据权利要求1所述的用于铺丝机增减纱组件的扳机机构,其特征在于,所述扳机本体包含扳机摆杆和扳机止动杆,所述扳机摆杆通过扳机转轴支承在扳机单元支座上,绕扳机转轴摆动;所述扳机止动杆与扳机摆杆可拆卸固连,所述扳机止动杆一端为与增减纱机构凸轮上的凹槽配合的凸轮止口,另一端为与扳机顶叉上的销配合的滑槽。

3.根据权利要求2所述的用于铺丝机增减纱组件的扳机机构,其特征在于,所述扳机顶叉由安装在扳机单元支座上的扳机气缸带动,当扳机气缸带动扳机顶叉上下移动时,扳机本体将随之绕扳机转轴摆动,扳机止动杆上的凸轮止口也将随之卡入/脱离增减纱机构上的凸轮卡口中,从而控制凸轮的启停。

4.根据权利要求1至3任一项所述的用于铺丝机增减纱组件的扳机机构,其特征在于,各扳机单元联排布置在扳机阵列安装桥接件上。

5.根据权利要求4所述的用于铺丝机增减纱组件的扳机机构,其特征在于,所述扳机阵列安装桥接件下方安装有弹簧柱塞阵列,柱塞端头顶在扳机摆杆底部。

6.根据权利要求4所述的用于铺丝机增减纱组件的扳机机构,其特征在于,扳机阵列安装桥接件下方安装有接近开关阵列,通过所述开关阵列检测增减纱组件凸轮轮廓,读取设备状态。

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【技术特征摘要】

1.用于铺丝机增减纱组件的扳机机构,其特征在于,所述扳机机构为包含多个扳机单元的可扩展的多单元并联机构;每个扳机单元保护扳机单元支座、扳机本体、扳机气缸、扳机顶叉、扳机转轴;其中,所述扳机本体由扳机摆杆和扳机止动杆组成,所述扳机摆杆通过扳机转轴支承在扳机单元支座上,绕扳机转轴摆动;每个扳机单元控制增减纱机构上的一个凸轮的启停。

2.根据权利要求1所述的用于铺丝机增减纱组件的扳机机构,其特征在于,所述扳机本体包含扳机摆杆和扳机止动杆,所述扳机摆杆通过扳机转轴支承在扳机单元支座上,绕扳机转轴摆动;所述扳机止动杆与扳机摆杆可拆卸固连,所述扳机止动杆一端为与增减纱机构凸轮上的凹槽配合的凸轮止口,另一端为与扳机顶叉上的销配合的滑槽。

3.根据权利要求2所述的用于铺丝机增减纱...

【专利技术属性】
技术研发人员:肖睿陈思吕向峰辛书伟张岩张苇党磊王传辉
申请(专利权)人:江苏金陵智造研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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