一種復合材料柔性自動化成型方法技術

本發明專利技術提供一種復合材料柔性自動化成型方法，包括如下步驟：S1、將載有材料的模具置于隔膜裝置中；S2、利用熱風對隔膜裝置中的隔膜、模具和材料加熱；S3、通過激光測距儀計算模具凹腔形狀，并隨之調整模具對應的隔膜面積；S4、將模具與隔膜框固定；S5、根據模具的形狀對隔膜下面的空間進行分塊抽氣；S6、在隔膜上方對隔膜施加正壓力；S7、保持壓力3min；S8、對隔膜成型后的材料進行檢測，若材料不符合標準則對材料重新進行隔膜成型，直至其復合標準。本發明專利技術采用激光測距儀計算模具形狀，并根據形狀調整隔膜，同時采用機器視覺檢測系統對成品進行檢測，使產品質量更好。使產品質量更好。使產品質量更好。

【技術實現步驟摘要】
一種復合材料柔性自動化成型方法


[0001]本專利技術涉及纖維復合材料鋪放
，具體而言是一種復合材料柔性自動化成型方法。

技術介紹

[0002]隨著航空制造技術的不斷進步，復合材料用量不斷增加，其應用已從次承力構件逐步擴展到主承力構件，應用部位也從尾翼擴展到機翼，直至機身，其用量成為航空結構先進性的重要標志。復合材料主承力構件以大型加筋壁板整體結構為主，將大量應用復合材料長桁類零件。復合材料長桁具有長徑比大、截面形狀復雜、加工精度要求高等特點，對成型工藝提出了更高的要求。
[0003]熱隔膜成型是一種典型的復合材料預成型技術，即將預浸料放置于模具上，通過一種特殊材料的隔膜進行抽真空以及加熱等，隔膜通過拉伸變形使得預浸料壓向模具，最終得到所需的預制體形狀。較傳統的鋪層方法，成型效率高，制件精度高。目前熱隔膜成型技術存在針對不同產品時隔膜拉伸量不足導致成型效果差，以及對成型后的產品沒有相應的閉環反饋。

技術實現思路

[0004]根據上述技術問題，而提供一種復合材料柔性自動化成型的制備方法。
[0005]本專利技術采用的技術手段如下：
[0006]一種復合材料柔性自動化成型方法，包括如下步驟：
[0007]S1、將載有材料的模具置于隔膜裝置中；
[0008]可采用自動傳輸裝置將載有材料的模具輸送至隔膜裝置中；
[0009]S2、利用熱風對隔膜裝置中的隔膜進行加熱，同時加熱模具和模具中的材料；
[0010]加熱過程中采用溫度傳感器及時反饋溫度，并根據反饋溫度準確控制隔膜、模具和材料達到預設的溫度值，準確控制其誤差范圍在0.5℃范圍以內。
[0011]S3、通過激光測距儀計算模具凹腔形狀，并隨之調整模具對應的隔膜面積；
[0012]調整隔膜面積可以采用對輥機構，對輥機構根據模具凹腔形狀調整所述隔膜在隔膜框內的懸垂變形量，使所述隔膜用于壓實預浸料的尺寸與預浸料相適配；對輥機構包括兩組輥，每組輥中均包括兩個輥，其中一個為主動輥，連接有對輥電機，另外一個為從動輥，隔膜位于主動輥和從動輥之間的縫隙處，通過主動輥和從動輥的配合實現運動，進而調整其在所述隔膜框內的懸垂變形量。
[0013]S4、模具與隔膜裝置的隔膜框合模后，將模具與隔膜框采用夾爪固定；
[0014]夾爪可以采用電磁鐵夾爪，可以使整體設備更加自動化，設計夾爪時應保證夾爪和夾塊之間保證大于莫式錐度，這樣可以從結構上保證他們之間的強度。
[0015]S5、根據模具的形狀對隔膜下面的空間進行分塊抽氣；
[0016]通過分塊抽氣使需要變形的區域先變形，同時根據隔膜變形難易程度開啟或關閉
其區域所對應的抽氣孔。抽氣孔由聚四氟乙烯透氣膜覆蓋，保證抽氣孔在抽氣時不會被隔膜所堵死。
[0017]S6、在隔膜上方對隔膜施加正壓力；
[0018]正壓力的壓強為P，隔膜框的面積為S，夾爪所能承受的最小壓力值F1應具備：F1>P
×
S+E，其中E為安全系數，E的數值由現場實際情況進行確定。
[0019]S7、觀測模具型腔內的真空度，保持壓力3min；
[0020]S8、對隔膜成型后的材料進行檢測，若材料復合標準，則將隔膜框與模具分離，取出材料；若材料不復合標準則對材料重新進行隔膜成型，直至其復合標準。
[0021]步驟S8中，采用機器視覺檢測系統對材料進行檢測；
[0022]進一步地，具體的機器視覺檢測系統包括：
[0023](1)灰度化處理，將工業相機拍攝的彩色圖像轉化成為灰度圖像；
[0024](2)將灰度圖像進行直方圖均衡化以及中值濾波處理；
[0025](3)基于尺度變換的Gabor濾波器對步驟(2)所得到的圖像進行濾波處理，并將所得到的濾波后的多個方向圖片進行融合，得到紋理更加清晰的圖像；
[0026](4)紋理壓縮，將紋理更加清晰的圖像中的像素點進行壓縮；
[0027]識別步驟(3)得到的圖像中的纖維的橫縱根數，并根據橫縱根數劃分為與其相適配的區域，計算各個區域的像素點的平均像素值，根據閾值進行二值化處理得到紋理壓縮后的圖像D(x，y)；
[0028](5)缺陷區域分析
[0029]將紋理壓縮后的圖像D(x，y)按照模板圖像的大小分成幾塊區域，而后通過下公式將各個區域和目標模板進行比較；
[0030]d(x,y)＝|D(x,y)
?
N|
[0031]其中d(x，y)為計算后的圖像，N為模板圖像，根據計算出各區域缺陷的百分比數值，設定一個認定存在疵點的閾值，將d(x，y)與閾值相比較，若高于閾值則輸出該區域編號，進而得到隔膜成型后不符合標準的部位。
[0032]較現有技術相比，本專利技術具有以下優點：
[0033]本專利技術以熱隔膜成型機為研究對象，通過激光測距儀等設備針對模具表面進行分析，得到模具的基本形貌，并根據基本形貌調整對輥裝置，使隔膜的懸垂量與模具的凹腔相適配，同時通過機器視覺技術對成型后的材料進行相應的質量分析，使機械自動化程度更高，且材料成型更好。
[0034]基于上述理由本專利技術可在熱隔膜成型等領域廣泛推廣。
附圖說明
[0035]為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖做以簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0036]圖1為本專利技術具體實施方式中對輥機構結構示意圖。
具體實施方式
[0037]需要說明的是，在不沖突的情況下，本專利技術中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本專利技術。
[0038]為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本專利技術及其應用或使用的任何限制。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。
[0039]需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本專利技術的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括復數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0040]除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數字表達式和數值不限制本專利技術的范圍。同時，應當清楚，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實際的比例關系繪制的。對于相關領域普通技術人員己知的技術、本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種復合材料柔性自動化成型方法，其特征在于，包括如下步驟：S1、將載有材料的模具置于隔膜裝置中；S2、利用熱風對隔膜裝置中的隔膜進行加熱，同時加熱模具和模具中的材料；S3、通過激光測距儀計算模具凹腔形狀，并隨之調整模具對應的隔膜面積；S4、模具與隔膜裝置的隔膜框合模后，將模具與隔膜框采用夾爪固定；S5、根據模具的形狀對隔膜下面的空間進行分塊抽氣；S6、在隔膜上方對隔膜施加正壓力；S7、觀測模具型腔內的真空度，保持壓力3min；S8、對隔膜成型后的材料進行檢測，若材料符合標準，則將隔膜框與模具分離，取出材料；若材料不符合標準則對材料重新進行隔膜成型，直至其復合標準。2.根據權利要求1所述的一種復合材料柔性自動化成型方法，其特征在于，在所述步驟S2中，采用溫度傳感器及時反饋溫度，并根據反饋溫度準確控制隔膜、模具和材料達到預設的溫度值，準確控制其誤差范圍在0.5℃范圍以內。3.根據權利要求1所述的一種復合材料柔性自動化成型方法，其特征在于，正壓力的壓強為P，隔膜框的面積為S，夾爪所能承受的最小壓力值F1應具備：F1>P
×
S+E，其中E為安全系數，E的數值由現場實際情況進行確定。4.根據權利要求1所述的一種復合材料柔性自動化成型方法，其特征在于，步驟S5中，通過分塊抽氣使需要變形的區域先變形，同時根據隔膜變形難易程度開啟或關閉其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王一奇，侯曉峰，卜聰，高航，
申請(專利權)人：大連理工大學，
類型：發明
國別省市：