專利名稱:曲面自適應(yīng)壓靴及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種曲面自適應(yīng)壓靴及控制方法，屬于復(fù)合材料鋪放設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域：
。
技術(shù)背景
復(fù)合材料自動鋪帶技術(shù)已經(jīng)取得了一定發(fā)展，南京航空航天大學(xué)率先研制出用于實際生產(chǎn)的鋪帶設(shè)備，參見專利“柔性壓靴”(齊俊偉、王顯峰、肖軍、李勇、文立偉、還大軍， 公開號CN 101417512A)；相比原始的手工制造方式，生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量都得到了顯著提高。其在鋪帶過程中預(yù)浸帶的整體張力控制趨于穩(wěn)定，以及柔性壓靴完全貼合曲面技術(shù)，都保證了鋪帶頭在平板及小曲率曲面上制造的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，但在類似馬鞍面曲率及以上曲率的曲面鋪放過程中，現(xiàn)有的預(yù)浸帶施壓裝置無法保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，產(chǎn)品表面易出現(xiàn)皺褶現(xiàn)象。一種使預(yù)浸帶在鋪放過程中完全自適應(yīng)曲面的裝置亟待產(chǎn)生，以滿足生產(chǎn)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有中等及大曲率曲面上寬帶鋪放過程中易出現(xiàn)的皺褶問題，提出了一種能有效保證預(yù)浸帶與芯模表面完全貼合，預(yù)浸帶和背襯紙不發(fā)生皺褶，提高生產(chǎn)效率的曲面自適應(yīng)壓靴及控制方法。
一種預(yù)浸帶曲面自適應(yīng)鋪放頭，由鋪帶頭架，壓靴支架和組成，其特征在于鋪放頭還包括氣囊，該氣囊安裝于壓靴支架上，并位于壓靴放卷帶一側(cè)；上述氣囊與氣源相連。
針對上述鋪帶頭進行自適應(yīng)鋪放的控制方法，其特征在于包括以下過程(1)、壓靴使預(yù)浸帶壓在模具上，且與曲面完全貼合；但在壓點放卷帶側(cè)部分的預(yù)浸帶會因芯模表面曲率的存在而使其在帶寬方向上存在松弛，帶中間部分張力明顯小于帶邊緣張力，會使預(yù)浸帶在鋪放過程中發(fā)生皺褶。(2)、氣源經(jīng)恒壓管道輸送至氣囊，預(yù)浸帶邊緣張力大，壓緊氣囊邊緣使得氣囊中間鼓起，進而使松弛部分預(yù)浸帶張緊。
現(xiàn)有的預(yù)浸帶施壓裝置研究主要集中在施壓機構(gòu)與模具曲面的適應(yīng)性上，并無考慮到預(yù)浸帶在鋪放過程中被施壓裝置作用前面部分的張力松弛。通過本發(fā)明，在預(yù)浸帶兩邊緣張力作用下使氣囊中間突出，進而使預(yù)浸帶中間松弛部分張緊，使鋪放過程中的預(yù)浸帶能自適應(yīng)曲面。
這種預(yù)浸帶曲面自適應(yīng)鋪帶頭，其上述氣囊通過調(diào)壓閥與氣源相連。氣囊采用的氣源穩(wěn)定，預(yù)浸帶張力恒定，保證了預(yù)浸帶寬度方向上各點的張力均衡，預(yù)浸帶與背襯紙不會發(fā)生皺褶，鋪放質(zhì)量得到進一步提高。
上述氣囊還可以通過電氣比例閥與氣源相連，且電氣比例閥與可編程控制器相連，這樣可實現(xiàn)電一氣控制。


圖1 為鋪帶裝置整體效果圖；圖2 為氣壓可控的施壓裝置結(jié)構(gòu)原理圖； 圖3 為氣壓不可控的施壓裝置結(jié)構(gòu)原理圖；
圖中標號名稱1、鋪帶頭架，2、預(yù)浸帶，3、壓靴支架，4、氣囊，5、模具，6、壓靴，7、鋪放軌跡中心線，8、背襯紙，9、可編程控制器，10、電氣比例閥，11、調(diào)壓閥，12、氣源。
具體實施方式
具體實施方式
一結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式由鋪帶頭架1、預(yù)浸帶2、壓靴支架3、氣囊4、模具5、壓靴6、軌跡中心線7、背襯紙8、可編程控制器9、電氣比例閥10以及氣源12組成。給系統(tǒng)上電，電氣比例閥10與可編程控制器9工作，電氣比例閥10可以根據(jù)輸入的電壓值輸出對應(yīng)的氣壓值，將鋪帶頭架1移動到模具5上軌跡中心線 7的初始點并下壓，；打開系統(tǒng)氣源12閥門，根據(jù)可編程控制器9輸出的電壓，電氣比例閥 10輸出相應(yīng)的氣壓經(jīng)恒壓管道到氣囊4，氣囊將使預(yù)浸帶2和背襯紙8張緊并保持穩(wěn)定張力，隨著鋪放的進行，壓靴6將預(yù)浸帶2完全貼合在模具曲面上。 具體實施方式
二 結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式由鋪帶頭架1、預(yù)浸帶2、壓靴支架3、氣囊4、模具5、壓靴6、軌跡中心線7、背襯紙8、可編程控制器9電氣比例閥10以及氣源12組成。打開氣源12閥門，給系統(tǒng)供壓；給系統(tǒng)上電，電氣比例閥10與可編程控制器9工作，其余步驟和操作與實施方式一相同。 具體實施方式
三結(jié)合圖1和圖3說明本實施方式，本實施方式由鋪帶頭裝置1、 預(yù)浸帶2、壓靴支架3、氣囊4、模具5、壓靴6、軌跡中心線7、背襯紙8、調(diào)壓閥11以及氣源 12組成。打開氣源12閥門，給系統(tǒng)供壓，氣壓通過調(diào)壓閥11傳送至氣囊4中，其余步驟和操作與實施方式一相同。本實施方式適用于氣源氣壓比較穩(wěn)定、鋪帶工藝對鋪放壓力要求不高的工況。
權(quán)利要求
1.一種曲面自適應(yīng)壓靴，位于由鋪帶頭架(1)，壓靴支架(3)和壓靴(6)組成的鋪帶頭上，其特征在于鋪帶頭還包括氣囊(4)，該氣囊(4)安裝于壓靴支架(3)上，并位于壓靴(6) 放卷帶一側(cè)；上述氣囊(4)與氣源(12)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的曲面自適應(yīng)壓靴，其特征在于上述氣囊(4)與氣源(12)之間還安裝有調(diào)壓閥(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的曲面自適應(yīng)壓靴，其特征在于上述氣囊(4)與氣源(12)之間還安裝有電氣比例閥(10)，且電氣比例閥(10)與可編程控制器(9)相連。
4.利用權(quán)利要求
1所述的曲面自適應(yīng)壓靴的控制方法，其特征在于包括以下過程(1)、壓靴(6)使預(yù)浸帶(2)壓在模具上，且與曲面完全貼合；但在壓點放卷帶側(cè)部分的預(yù)浸帶會因芯模表面曲率的存在而使其在帶寬方向上存在松弛，帶中間部分張力明顯小于帶邊緣張力，會使預(yù)浸帶在鋪放過程中發(fā)生皺褶；(2)、氣源(12)經(jīng)恒壓管道輸送至氣囊(4)，預(yù)浸帶(2)邊緣張力大，壓緊氣囊(4)邊緣使得氣囊中間鼓起，進而使松弛部分預(yù)浸帶張緊。
專利摘要
一種曲面自適應(yīng)壓靴及控制方法，屬于復(fù)合材料鋪放設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域：
。其特征在于氣源(8)經(jīng)恒壓氣源管道與氣囊(3)相連通，氣囊(3)充氣后與預(yù)浸帶(2)接觸，在鋪放過程中由于曲率比較大使得壓靴(5)前面部分的預(yù)浸帶(2)和背襯紙(7)松弛，帶兩面張力大于中間張力，通過氣囊(3)將松弛部分的預(yù)浸帶及背襯紙張緊，使得預(yù)浸帶各點張力均衡，隨后在壓靴(5)的作用下無皺褶的貼合在模具表面。上述氣源(8)與恒壓氣源管道之間還可以連有電氣比例閥(10)，且電氣比例閥(10)還可以與可編程控制器(9)相連，這樣可實現(xiàn)電—氣控制。
文檔編號B29C70/38GKCN102431185SQ201110278852
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月20日
發(fā)明者嚴飆, 文立偉, 王顯峰, 肖軍, 還大軍, 齊俊偉 申請人:南京航空航天大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan