一種長纖維片材的自動層疊系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種長纖維片材的自動層疊系統，包括：層疊工作臺；在所述層疊工作臺上來回運動鋪設長纖維片材的鋪層小車；位于所述層疊工作臺兩端的長纖維片材夾緊機構；以及用于切割長纖維片材的纖維片材切割器。本實用新型專利技術長纖維片材的自動層疊系統中，鋪層小車在層疊工作臺上來回運動鋪層，系統效率高，其速度完全可以滿足規模化生產對生產速度的要求。在鋪層小車、層疊工作臺、層疊工作臺兩端的長纖維片材夾緊機構和纖維片材切割器相互配合工作下使得能夠順利對柔性物件進行層疊，結構簡單，易于實現，大大提高了層疊的工作效率，能夠快速、高效、大批量地層疊長纖維片材，具有良好的應用前景。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及自動疊層設備領域，具體涉及一種長纖維片材的自動層疊系統。
技術介紹
復合材料具有高比強度和高比剛度、良好的抗疲勞性、損傷容限高和力學性能可設計等優異特性，它還能使產品輕量化，節能減排潛力十分巨大，它還能提高產品的抗撞性能，改善安全性。因此，在汽車、航空、船艇、建筑等行業 獲得越來越廣泛的應用。制約復合材料獲得廣泛應用的主要原因，仍然是復合材料的疊層效率低和復合材料的價格較貴，如碳纖維的疊層效率低和碳纖維價格昂貴，碳纖維的疊層效率低也會使其生產成本升高。雖然在纖維制備過程中，預浸布有自動化層疊的機器，但纖維干布(即纖維片材)世界上還沒有自動化層疊的設備和技術。寶馬公司采用真空吸盤實現操作復合材料部件，只能實現形狀簡單部件如汽車頂棚、前蓋等的自動化生產，不能適用于柔性物件。在實踐中，使用長纖維做結構材料，通常由紗線做成長纖維片材，疊層長纖維片材到一定厚度后得到長纖維片材疊層的復合材料，才能應用到實際中去。由于自動化機械操作長纖維片材的難度較大，只有要求很高的飛機和形狀比較規則構件才能夠采用昂貴的自動化鋪層設備。而一般領域中，纖維疊層多采用手工，效率低，成本高，阻礙了大規模生產，特別是手工層疊長纖維片材，需要多人協作完成，效率很低。公開號為CN 101450754A的中國專利技術專利申請公開了一種規則物件的自動疊層裝置，包括兩塊平等設置的支撐板，在兩塊支撐板之間對稱安裝有兩條平行的傳送帶和單向門，在兩條平行的傳送帶之間的下方設有一組舉升機構，該組舉升機構的數量等于被舉升物件一層的數量，每個舉升機構可獨立的上下運動。雖然該自動疊層裝置可以將傳送帶上的硬質的規則物件(如一箱一箱的香煙)通過舉升機構舉升后再進行疊層，并可減少貨物的破損率，提高硬質的規則物件的疊層效率和減少貨物的占地面積，但是該自動疊層裝置不能適用于柔性物件，無法完成柔性物件的疊層。專利號為ZL 200820101726. 4的中國技術專利公開了一種規整物體自動疊層包裝機，機架上設置有進料輸送機構、分離釋放機構、多層舉升定位機構和平推機構，在進料輸送機構的末端處順次設置構成第一工位的分離釋放機構、構成第二工位的多層舉升定位機構和平推機構，該平推機構中推動推板平移的平移部件上附設有帶動推板升降的升降部件。雖然該規整物體自動疊層包裝機可以將規整物體，如包裝后的條形香煙、盒裝藥品、盒裝食品進行層疊，工作效率較高，但是該規整物體自動疊層包裝機也不能適用于柔性物件，無法完成柔性物件的疊層。
技術實現思路
針對現有手工層疊長纖維片材存在的上述問題，本技術的目的在于提供一種長纖維片材的自動層疊系統，能夠自動層疊的長纖維片材，適合于柔性物件，該自動層疊系統成本低，層疊效率高，柔性大，能夠滿足大規模生產的需求。—種長纖維片材的自動層疊系統，包括層疊工作臺；在所述層疊工作臺上來回運動鋪設長纖維片材的鋪層小車；位于所述層疊工作臺兩端的長纖維片材夾緊機構；以及用于切割長纖維片材的纖維片材切割器。先通過層疊工作臺的長纖維片材夾緊機構對長纖維片材的一端固定，然后通過鋪層小車的來回運動在層疊工作臺鋪設長纖維片材，鋪完一層后通過纖維片材切割器切割。由于需要對長纖維片材進行層疊，作為優選，所述層疊工作臺為長條形，從而有利 ·于長纖維片材在層疊工作臺上的自動層疊。作為優選，所述層疊工作臺與鋪層小車之間設有相互配合的導向機構。進一步優選，所述導向機構包括設置在所述層疊工作臺上的軌道以及設置在所述鋪層小車上并與所述軌道配合的滑輪，通過電機驅動所述滑輪，從而使得鋪層小車在層疊工作臺上來回運動。通過該導向機構實現鋪層小車的來回運動，使用穩定性好。作為優選，所述鋪層小車包括與所述層疊工作臺滑動配合的車架以及設置在所述車架頂部用于卷取長纖維片材的轉軸。設置在車架頂部的轉軸卷取有長纖維片材，長纖維片材一端通過長纖維片材夾緊機構固定，隨著鋪層小車運動，就能夠實現長纖維片材的鋪層，當鋪層小車從層疊工作臺上長纖維片材夾緊機構夾緊長纖維片材的那一端(即開始端)運動到另一端(即終止端)時，通過纖維片材切割器對長纖維片材進行切割，然后切割側的夾緊機構夾緊長纖維片材，鋪層小車返回開始端，準備第二次鋪層。進一步優選，所述車架中部設有一對導向輥，且至少一根導向輥上設有間隙調整機構。長纖維片材的自由端從一對導向棍之間伸出，從而有利于長纖維片材在層疊工作臺上平整地鋪層。為了使得導向輥之間有一定的調整空間，所述一對導向輥中至少一根導向輥上設有間隙調整機構，所述間隙調整機構包括與所述導向輥連接的導向桿，所述導向桿上套設有壓緊彈簧，該壓緊彈簧的兩端分別抵緊所述導向輥和車架，所述導向桿沿導向輥徑向延伸并具有貫穿出所述車架的延伸部，該延伸部上帶有限位頭。從而在一對導向輥工作過程中，通過壓緊彈簧的伸縮，達到調整導向輥之間間隙的目的。所述纖維片材切割器用于長纖維片材的切割，鋪層小車運動到終止端，需要對鋪設完成的長纖維片材進行切割，纖維片材切割器可設置在層疊工作臺上鋪層小車運動的終止端或者在鋪層小車上，作為優選，所述纖維片材切割器安裝在所述車架上，所述纖維片材切割器包括固定在所述車架上的直線導軌以及安裝在所述直線導軌的滑塊上的割刀。直線導軌包括軌道和滑塊。割刀通過在直線導軌上的滑動實現長纖維片材的切割，結構簡單，易于實現，方便使用。作為優選，所述車架上設有疊層壓力調整機構，所述疊層壓力調整機構包括橫架于所述層疊工作臺上的壓輥，以及用于推動所述壓輥貼緊所述層疊工作臺的彈簧。疊層壓力調整機構能夠在鋪層小車來回運動鋪層過程中，對鋪設在層疊工作臺的長纖維片材進行層壓，從而得到更平整、性能更優異的長纖維片材層疊的復合材料。設置在所述層疊工作臺兩端的長纖維片材夾緊機構，用于對長纖維片材進行夾緊固定，作為優選，所述長纖維片材夾緊機構包括固定在所述層疊工作臺上的固定塊、與所述固定塊配合的活動塊以及驅動所述活動塊的氣缸，所述活動塊中部與所述固定塊軸接，所述活動塊一端與所述氣缸的活塞桿連接，所述活動塊另一端與所述固定塊形成夾緊部。進一步優選，所述夾緊部設有相配合的鋸齒，以進一步提高夾緊的牢固度。這種長纖維片材夾緊機構不但結構簡單，易于實現，而且，對長纖維片材的夾緊效果非常好。作為優選，所述層疊工作臺端部設有長度控制傳感器。長度控制傳感器用于檢測到鋪層小車鋪設的長纖維片材是否已經達到所需的長度。作為優選，所述層疊工作臺兩端設有鋪層小車的限位塊，用于限制鋪層小車在層疊工作臺上的極限運動位置，從而保證鋪層小車的運行的安全性和穩定性。本技術長纖維片材的自動層疊系統適用柔性物件，比較適合長纖維片材，作為優選，所述的長纖維片材包括纖維片材纖維體、固定設置在所述纖維片材纖維體一側的鉤以及固定設置在所述纖維片材纖維體另一側的圈。所述長纖維片材中的纖維片材纖維體 為碳纖維、玻璃纖維、化纖纖維、人造纖維、硼纖維、碳化硅纖維或紡織業用纖維。與現有技術相比，本技術具有如下優點一、本技術長纖維片材的自動層疊系統為纖維干布(即纖維片材)的自動化層疊找到了解決的技術方案，目前在世界上存在預浸布有自動化層疊的機器，但纖維干布還沒有自動化疊層的設備和技術，本技術利用鋪層小車、層疊工作臺、層疊工作臺兩端的長纖維片材夾緊機構和纖維片材切割器相本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種長纖維片材的自動層疊系統，其特征在于，包括：層疊工作臺；在所述層疊工作臺上來回運動鋪設長纖維片材的鋪層小車；位于所述層疊工作臺兩端的長纖維片材夾緊機構；以及用于切割長纖維片材的纖維片材切割器。

【技術特征摘要】
1.一種長纖維片材的自動層疊系統，其特征在于，包括 層疊工作臺； 在所述層疊工作臺上來回運動鋪設長纖維片材的鋪層小車； 位于所述層疊工作臺兩端的長纖維片材夾緊機構； 以及用于切割長纖維片材的纖維片材切割器。2.根據權利要求I所述的長纖維片材的自動層疊系統，其特征在于，所述層疊工作臺與鋪層小車之間設有相互配合的導向機構。3.根據權利要求2所述的長纖維片材的自動層疊系統，其特征在于，所述導向機構包括設置在所述層疊工作臺上的軌道以及設置在所述鋪層小車上并與所述軌道配合的滑輪，通過電機驅動所述滑輪。4.根據權利要求I所述的長纖維片材的自動層疊系統，其特征在于，所述鋪層小車包括與所述層疊工作臺滑動配合的車架以及設置在所述車架頂部用于卷取長纖維片材的轉軸。5.根據權利要求4所述的長纖維片材的自動層疊系統，其特征在于，所述車架中部設有一對導向輥，且至少一根導向輥上設有間隙調整機構。6.根據權利要求4所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王志堅，張洪生，解衛華，
申請(專利權)人：中國科學院寧波材料技術與工程研究所，
類型：實用新型
國別省市：