專利名稱：一種鋪帶機(jī)鋪放工藝參數(shù)的優(yōu)化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合材料自動(dòng)鋪放技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種鋪帶機(jī)鋪放工藝參數(shù)的優(yōu)化裝置。
背景技術(shù)：
復(fù)合材料被越來越廣泛的應(yīng)用于產(chǎn)品制造，包括航天、汽車、能源裝備等領(lǐng)域。自動(dòng)鋪帶技術(shù)作為復(fù)合材料自動(dòng) 化成型技術(shù)之一，因其采用自動(dòng)化控制技術(shù)，從而大大提高了復(fù)合材料構(gòu)件的生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，并提高了產(chǎn)品質(zhì)量可靠性與穩(wěn)定性。復(fù)合材料構(gòu)件的鋪放質(zhì)量與材料層間粘貼力有很大關(guān)聯(lián)粘貼力不足會(huì)導(dǎo)致鋪放過程中材料層間產(chǎn)生相對位移或鋪放完成后因?qū)娱g滑移產(chǎn)生位置偏移；粘貼力過大，會(huì)引起材料移除重貼、二次鋪放質(zhì)量等問題。為了保證生產(chǎn)合格的產(chǎn)品，材料層之間必須具有合適的粘貼力，以防止鋪放中材料層間位移或滑移的產(chǎn)生?，F(xiàn)有的鋪帶機(jī)主要是通過調(diào)節(jié)鋪放速率和成型壓力來優(yōu)化材料層之間的粘貼力。然而，現(xiàn)有的鋪帶機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且優(yōu)化粘貼力所需成本高，時(shí)間長。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種鋪帶機(jī)鋪放工藝參數(shù)的優(yōu)化裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，且優(yōu)化粘貼力所需成本低，時(shí)間短。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種鋪帶機(jī)鋪放工藝參數(shù)的優(yōu)化裝置，包括控制器、底座、直線運(yùn)動(dòng)平臺以及壓力控制機(jī)構(gòu)，直線運(yùn)動(dòng)平臺包括伺服電機(jī)、滾珠絲杠、伺服電機(jī)支架、工作平臺、一對限位開關(guān)、一對直線導(dǎo)軌、一對導(dǎo)軌支架及兩對滾動(dòng)滑塊，壓力控制機(jī)構(gòu)包括硅膠滾輪、步進(jìn)電機(jī)、一對機(jī)械臂支架、支撐板、壓力傳感器、絲桿、支架、一對固定支座、步進(jìn)電機(jī)支架以及一對滑軌，導(dǎo)軌支架與伺服電機(jī)支架固定在底座上，用于分別安裝直線導(dǎo)軌與伺服電機(jī)，工作平臺安裝在滾動(dòng)滑塊上，并與滾珠絲杠連接，滾珠絲杠用于在伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)工作平臺沿直線導(dǎo)軌進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，控制器和伺服電機(jī)及限位開關(guān)連接，用于對伺服電機(jī)進(jìn)行控制，進(jìn)而控制工作平臺的移動(dòng)速度，限位開關(guān)分別安裝于導(dǎo)軌支架的兩端，用于防止控制器誤操作時(shí)工作平臺脫離直線導(dǎo)軌，機(jī)械臂支架分別固定在底座兩側(cè)，用于支撐壓力控制機(jī)構(gòu)，固定支座分別固定在支撐板的兩端，用于固定硅膠滾輪，硅膠滾輪的兩端分別安裝在固定支座的安裝孔內(nèi)，支撐板的兩端安裝在機(jī)械臂支架的導(dǎo)向槽內(nèi)，以保證支撐板的上下移動(dòng)，絲桿固定在支架上，與步進(jìn)電機(jī)連接，并在步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，以對硅膠滾輪施加壓力，壓力傳感器安裝在支撐板上，用于測量絲桿對硅膠滾輪所施加的壓力值，控制器還與步進(jìn)電機(jī)和壓力傳感器連接，用于對絲桿施加給硅膠滾輪的壓力實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，步進(jìn)電機(jī)固定在步進(jìn)電機(jī)支架上，步進(jìn)電機(jī)支架安裝在滑軌上，以保證步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)上下自由移動(dòng)。本發(fā)明的優(yōu)化裝置還包括機(jī)械限位裝置，機(jī)械限位裝置包括限位塊與夾板，限位塊與夾板彼此連接，并共同固定在底座上，以確保限位開關(guān)失效后優(yōu)化裝置不會(huì)受到損壞。[0008]壓力控制機(jī)構(gòu)還包括固定支架，固定支架固定于機(jī)械臂支架之間，用于加固機(jī)械臂支架。通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下的有益效果I、結(jié)構(gòu)簡單因?yàn)楸景l(fā)明采用直線運(yùn)動(dòng)平臺和壓力控制機(jī)構(gòu)，針對鋪放重要工藝參數(shù)成型壓力與鋪放速率進(jìn)行優(yōu)化，所以結(jié)構(gòu)上得到最大簡化。2、優(yōu)化粘貼力的成本低因?yàn)楸景l(fā)明裝置開發(fā)費(fèi)用低，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，人力投入少，所以投入成本低。3.優(yōu)化粘貼力的時(shí)間短因?yàn)楸景l(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可操作性強(qiáng)，所以優(yōu)化粘貼力時(shí)間短。

圖I是本發(fā)明鋪帶機(jī)鋪放工藝參數(shù)的優(yōu)化裝置的整體結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖I中壓力控制機(jī)構(gòu)的局部放大視圖；圖3是圖I中機(jī)械限位裝置的局部放大視圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖I所示，本發(fā)明鋪帶機(jī)鋪放工藝參數(shù)的優(yōu)化裝置包括控制器20、底座30、直線運(yùn)動(dòng)平臺、壓力控制機(jī)構(gòu)以及機(jī)械限位裝置。直線運(yùn)動(dòng)平臺包括伺服電機(jī)22、滾珠絲杠24、伺服電機(jī)支架26、工作平臺32、一對限位開關(guān)38、一對直線導(dǎo)軌40、一對導(dǎo)軌支架42及兩對滾動(dòng)滑塊50 (圖中僅示出一對)。導(dǎo)軌支架42與伺服電機(jī)支架26固定在底座30上，用于分別安裝直線導(dǎo)軌40與伺服電機(jī)22。工作平臺32安裝在滾動(dòng)滑塊50上，并與滾珠絲杠24連接。滾珠絲杠24用于在伺服電機(jī)22驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)工作平臺32沿直線導(dǎo)軌40進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)?？刂破?0和伺服電機(jī)22及限位開關(guān)38連接，用于對伺服電機(jī)22進(jìn)行控制，進(jìn)而控制工作平臺32的移動(dòng)速度。控制器的EPROM中存儲(chǔ)有一系列控制程序，用于控制工作平臺32相對于底座30的運(yùn)動(dòng)速度。限位開關(guān)38分別安裝于導(dǎo)軌支架42的兩端，用于防止控制器20誤操作時(shí)工作平臺32脫離直線導(dǎo)軌40，從而保證工作平臺32安全工作。當(dāng)工作平臺32到達(dá)限位開關(guān)38時(shí)，限位開關(guān)38產(chǎn)生開關(guān)信號并將開關(guān)信號傳送到控制器20，控制器20根據(jù)開關(guān)信號關(guān)閉伺服電機(jī)22，從而確?？刂破?0誤操作時(shí)工作平臺32不會(huì)受到損壞。如圖2所示，壓力控制機(jī)構(gòu)包括硅膠滾輪36、步進(jìn)電機(jī)46、一對機(jī)械臂支架48、支撐板54、壓力傳感器56、絲桿60、支架62、固定支架64、一對固定支座66、步進(jìn)電機(jī)支架68以及一對滑軌70。機(jī)械臂支架48分別固定在底座30兩側(cè),用于支撐壓力控制機(jī)構(gòu)。固定支座66分別固定在支撐板54的兩端，用于固定硅膠滾輪36。硅膠滾輪36的兩端分別安裝在固定支座66的安裝孔內(nèi)。支撐板54的兩端安裝在機(jī)械臂支架48的導(dǎo)向槽內(nèi)，以保證支撐板54的上下移動(dòng)。絲桿60通過螺母固定在支架62上，通過聯(lián)軸器(未示出)與步進(jìn)電機(jī)46連接，并在步進(jìn)電機(jī)46的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，以對硅膠滾輪36施加壓力。壓力傳感器56安裝在支撐板54上，用于測量絲桿60對硅膠滾輪36所施加的壓力值?？刂破?0與步進(jìn)電機(jī)46和壓力傳感器56連接，用于對絲桿60施加給硅膠滾輪36的壓力實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。步進(jìn)電機(jī)46固定在步進(jìn)電機(jī)支架68上，步進(jìn)電機(jī)支架68通過滑塊(未示出)安裝在滑軌70上，以保證步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)上下自由移動(dòng)。固定支架64固定于機(jī)械臂支架48之間，用于加固機(jī)械臂支架48。 如圖3所示，機(jī)械限位裝置包括限位塊52與夾板72。限位塊52與夾板72彼此連接，并共同固定在底座30上，以確保限位開關(guān)38失效后本發(fā)明的裝置不會(huì)受到損壞。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種鋪帶機(jī)鋪放工藝參數(shù)的優(yōu)化裝置，其特征在于， 包括控制器、底座、直線運(yùn)動(dòng)平臺以及壓力控制機(jī)構(gòu)； 所述直線運(yùn)動(dòng)平臺包括伺服電機(jī)、滾珠絲杠、伺服電機(jī)支架、工作平臺、一對限位開關(guān)、一對直線導(dǎo)軌、一對導(dǎo)軌支架及兩對滾動(dòng)滑塊； 所述壓力控制機(jī)構(gòu)包括硅膠滾輪、步進(jìn)電機(jī)、一對機(jī)械臂支架、支撐板、壓力傳感器、絲桿、支架、一對固定支座、步進(jìn)電機(jī)支架以及一對滑軌； 所述導(dǎo)軌支架與所述伺服電機(jī)支架固定在所述底座上，用于分別安裝所述直線導(dǎo)軌與所述伺服電機(jī)； 所述工作平臺安裝在所述滾動(dòng)滑塊上，并與所述滾珠絲杠連接； 所述滾珠絲杠用于在所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)所述工作平臺沿所述直線導(dǎo)軌進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 所述控制器和所述伺服電機(jī)及所述限位開關(guān)連接，用于對所述伺服電機(jī)進(jìn)行控制，進(jìn)而控制所述工作平臺的移動(dòng)速度； 所述限位開關(guān)分別安裝于所述導(dǎo)軌支架的兩端，用于防止所述控制器誤操作時(shí)所述工作平臺脫離所述直線導(dǎo)軌； 所述機(jī)械臂支架分別固定在所述底座兩側(cè)，用于支撐所述壓力控制機(jī)構(gòu)； 所述固定支座分別固定在所述支撐板的兩端，用于固定所述硅膠滾輪； 所述硅膠滾輪的兩端分別安裝在所述固定支座的安裝孔內(nèi)； 所述支撐板的兩端安裝在所述機(jī)械臂支架的導(dǎo)向槽內(nèi)，以保證所述支撐板的上下移動(dòng)； 所述絲桿固定在所述支架上，與所述步進(jìn)電機(jī)連接，并在所述步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，以對所述硅膠滾輪施加壓力； 所述壓力傳感器安裝在所述支撐板上，用于測量所述絲桿對所述硅膠滾輪所施加的壓力值； 所述控制器還與所述步進(jìn)電機(jī)和所述壓力傳感器連接，用于對所述絲桿施加給所述硅膠滾輪的壓力實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制； 所述步進(jìn)電機(jī)固定在所述步進(jìn)電機(jī)支架上； 所述步進(jìn)電機(jī)支架安裝在所述滑軌上，以保證所述步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)上下自由移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的優(yōu)化裝置，其特征在于， 還包括機(jī)械限位裝置； 所述機(jī)械限位裝置包括限位塊與夾板； 所述限位塊與所述夾板彼此連接，并共同固定在所述底座上，以確保所述限位開關(guān)失效后所述優(yōu)化裝置不會(huì)受到損壞。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的優(yōu)化裝置，其特征在于， 所述壓力控制機(jī)構(gòu)還包括固定支架； 所述固定支架固定于所述機(jī)械臂支架之間，用于加固所述機(jī)械臂支架。
專利摘要本發(fā)明公開了一種鋪帶機(jī)鋪放工藝參數(shù)的優(yōu)化裝置，包括控制器、底座、直線運(yùn)動(dòng)平臺以及壓力控制機(jī)構(gòu)，直線運(yùn)動(dòng)平臺包括伺服電機(jī)、滾珠絲杠、伺服電機(jī)支架、工作平臺、一對限位開關(guān)、一對直線導(dǎo)軌、一對導(dǎo)軌支架及兩對滾動(dòng)滑塊，壓力控制機(jī)構(gòu)包括硅膠滾輪、步進(jìn)電機(jī)、一對機(jī)械臂支架、支撐板、壓力傳感器、絲桿、支架、一對固定支座、步進(jìn)電機(jī)支架以及一對滑軌，導(dǎo)軌支架與伺服電機(jī)支架固定在底座上，用于分別安裝直線導(dǎo)軌與伺服電機(jī)，工作平臺安裝在滾動(dòng)滑塊上，并與滾珠絲杠連接。滾珠絲杠用于在伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)工作平臺沿直線導(dǎo)軌進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，控制器和伺服電機(jī)及限位開關(guān)連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，且優(yōu)化粘貼力所需成本低，時(shí)間短。
文檔編號B29C70/38GK202781849SQ20122046967
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者孫容磊, 連海濤, 張鵬 申請人:華中科技大學(xué)