專利名稱：復(fù)合材料多維織造成形機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及復(fù)合材料織造成形技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及ー種復(fù)合材料多維織造成形機。
技術(shù)背景碳纖維、芳綸、聚こ烯、玻纖等高強纖維及其復(fù)合材料制品作為中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的一部分，具有質(zhì)量輕、強度高、耐腐蝕和隱蔽性獨特等優(yōu)點。復(fù)合材料被廣泛地應(yīng)用于風(fēng)能、航空航天、汽車、軌道交通、建筑、兵器、裝甲、船舶、化工和體育競技等領(lǐng)域，一直是世界各國優(yōu)先發(fā)展和競爭激烈的重要行業(yè)。在航空航天等尖端行業(yè)，復(fù)合材料是基礎(chǔ)關(guān)鍵材料，例如，復(fù)合材料技術(shù)是波音和空中客車爭霸的第一關(guān)鍵技術(shù)，也是我國民用大飛機項目的主要瓶頸制約技術(shù)之一。波音787飛機使用的復(fù)合材料已占飛機總質(zhì)量的50%以上；隱形戰(zhàn)斗機的外殼基本是由吸波的復(fù)合材料制造；同時，復(fù)合材料是飛機和艦艇隱形的基本要素之一。雖然復(fù)合材料有許多優(yōu)異性能，但復(fù)合材料要進ー步擴大應(yīng)用，必須改進下列制約弱點第一，層間易開裂現(xiàn)有纖維復(fù)合材料多由纖維布、預(yù)浸布等纖維片材壘疊相加到一定厚度，經(jīng)樹脂基體固化而成。片材平面的ニ維方向由于有超強纖維，強度比鋼強幾倍，可達3000MPa以上。然而片材之間是樹脂塑料基體，層間強度很低，僅有IOOMPa左右，層內(nèi)纖維與層間塑料強度相差30多倍，所以，層間易開裂是纖維復(fù)合材料的先天弱點。由于復(fù)合材料層間強度低，復(fù)合材料的抗沖擊強度和抗壓強度也較低，尤其是受到?jīng)_擊載荷和受壓疲勞載荷時，層間開裂更是復(fù)合材料的主要失效方式。為提高復(fù)合材料的層間強度，可采用層間縫紉、三維紡織、三維編織等方法，雖然這些技術(shù)的研發(fā)取得了一些進展，但エ藝復(fù)雜成本很高，使用受限。而應(yīng)用較廣的多軸向經(jīng)編復(fù)合材料，受厚度所限，無法獲得整體三維結(jié)構(gòu)。這說明，層間易開裂是困擾復(fù)合材料性能的主要弱點，因而，如何低成本增強纖維復(fù)合材料層間強度也成為長期以來的世界難題。第二，疊層效率低，勞動成本高要使用長纖維做結(jié)構(gòu)材料，通常由紗線做成纖維片，纖維片層合到一定厚度得到復(fù)合材料板或制品。應(yīng)用長纖維做材料必然要經(jīng)過線、面、板/體的過程，但是在生產(chǎn)纖維復(fù)合材料制品的整個生產(chǎn)流程中，只有線到面可以使用紡織技術(shù)高效率生產(chǎn)。由于難于自動化機械操作纖維片材，只有飛機制造等對纖維片材的疊層準確性要求很高的尖端行業(yè)才能夠采用昂貴的纖維自動化鋪層設(shè)備，因而在復(fù)合材料行業(yè)中，將纖維片材疊層到板和制品的層合過程多采用手工疊層，生產(chǎn)效率低下，勞動成本高。其中，手工疊層效率低下是復(fù)合材料生產(chǎn)過程的ー個主要瓶頸。第三，碳纖維、芳綸、高模聚こ烯等高強纖維價格昂貴由于纖維復(fù)合材料的層間強度低、疊層效率低、疊層エ序勞動成本高，使得復(fù)合材料的使用范圍受限，也使得碳纖維、芳綸、高模聚こ烯等高強纖維主要用在高端產(chǎn)品，市場容量受限；再加上發(fā)達國家對碳纖維、芳綸、高模聚こ烯纖維的技術(shù)壟斷，這些高強纖維自然就十分昂貴?？上驳氖?，中國近幾年逐步攻克了碳纖維和高模聚こ烯生產(chǎn)的難關(guān)，實現(xiàn)了國產(chǎn)化，芳綸纖維的國產(chǎn)化也勝利在望。如果復(fù)合材料層間強度提高，疊層實現(xiàn)低成本自動化，復(fù)合材料的應(yīng)用需求將急劇擴大，碳纖維、芳綸、高模聚こ烯的產(chǎn)量也會大幅提高，它們的制造成本就有望下降。

實用新型內(nèi)容本實用新型目的在于提供一種復(fù)合材料多維織造成形機，以解決現(xiàn)技術(shù)中不存在自動化程度高、能夠織造出高強度的復(fù)合材料的制造設(shè)備的技術(shù)問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種復(fù)合材料多維織造成形機，包括導(dǎo)向模板，包括多個根據(jù)預(yù)制件的幾何形狀布置的柱形導(dǎo)向體；電控三維運動機構(gòu)，位于導(dǎo)向模板 的上方，電控三維運動機構(gòu)包括控制信號接收端，用于接收與預(yù)制件的幾何形狀相對應(yīng)的運動控制信號；三維運動輸出端，根據(jù)運動控制信號形成運動軌跡；編織機構(gòu)，包括編織針，與三維運動輸出端相連，帶動編織纖維沿運動軌跡在柱形導(dǎo)向體之間運動，使編織纖維按照預(yù)制件的幾何形狀在柱形導(dǎo)向體之間分布。進ー步地，導(dǎo)向模板包括編織平板，編織平板上設(shè)置有多個均勻分布的第一通孔，編織平板的下方設(shè)置有多孔板，多孔板具有多個與第一通孔同軸對應(yīng)的第二通孔，導(dǎo)向柱穿過第一通孔和第二通孔，柱形導(dǎo)向體為套設(shè)在導(dǎo)向柱上的高度可選擇的柱形套筒。進ー步地，三維運動輸出端上設(shè)置有用于夾取編織針、柱形導(dǎo)向體和/或?qū)蛑臍鈩訆A頭。進ー步地，導(dǎo)向柱上設(shè)置有沿軸向等距分布的卡槽，多孔板的下方設(shè)有可移動調(diào)節(jié)板，可移動調(diào)節(jié)板的下方設(shè)置有與多孔板相對靜止的導(dǎo)向柱托板，可移動調(diào)節(jié)板相對于多孔板可滑動，可移動調(diào)節(jié)板上設(shè)置有多個與多孔板的第二通孔位置相對應(yīng)的長圓孔，導(dǎo)向柱穿過長圓孔并在可移動調(diào)節(jié)板的運動下在長圓孔內(nèi)移動。進ー步地，可移動調(diào)節(jié)板上設(shè)置有與卡槽配合的鎖止件，可移動調(diào)節(jié)板具有使鎖止件與卡槽配合將導(dǎo)向柱的高度鎖定的鎖止位置及使鎖止件與卡槽分離的解鎖位置。進ー步地，鎖止件為設(shè)置在長圓孔的延伸方向的一端的傾斜地向相鄰的導(dǎo)向柱延伸的彈簧片，卡槽由導(dǎo)向柱的圓錐部和設(shè)置在圓錐部的小徑端的凸緣部形成。進ー步地，可移動調(diào)節(jié)板的下方設(shè)置有第一支撐框架，第一支撐框架設(shè)置有位于可移動調(diào)節(jié)板外周的第一支撐框，第一支撐框上設(shè)置有定位板，定位板的側(cè)面設(shè)置有水平延伸的調(diào)節(jié)螺桿，調(diào)節(jié)螺桿的第一端與可移動調(diào)節(jié)板固定連接。進ー步地，可移動調(diào)節(jié)板的底面固定設(shè)置有拔叉，調(diào)節(jié)螺桿的第一端通過拔叉與可移動調(diào)節(jié)板固定連接，調(diào)節(jié)螺桿的第二端設(shè)置有調(diào)節(jié)把手。進ー步地，定位板上還設(shè)置有用干與第一支撐框相連的連接孔。進ー步地，第一支撐框架包括四條第一支腿，導(dǎo)向柱托板設(shè)置于四條第一支腿之間。進ー步地，多孔板上還設(shè)置有與第二通孔同軸匹配的多個定位套，導(dǎo)向柱穿過定位套66。[0024]進ー步地，導(dǎo)向柱的上端設(shè)置有沿徑向向外伸出的第一環(huán)臺。進ー步地，柱形導(dǎo)向體的外周設(shè)置有多層用于對編織纖維限位的環(huán)槽。進ー步地，柱形導(dǎo)向體的上端設(shè)置有沿徑向向外伸出的第二環(huán)臺。進ー步地，電控三維運動機構(gòu)還包括X軸運動単元，包括-X軸支撐體，沿第一方向延伸；χ軸導(dǎo)軌，設(shè)置在X軸支撐體上；χ軸同步帶運動機構(gòu)，沿X軸導(dǎo)軌設(shè)置，具有X軸滑塊；γ軸運動單元，包括=Y軸支撐體，與X軸滑塊相連，沿與第一方向垂直的第二方向延伸；γ軸導(dǎo)軌，設(shè)置在Y軸支撐體上；γ軸同步帶運動機構(gòu)，沿Y軸導(dǎo)軌設(shè)置，并具有Y軸滑塊；Ζ_運動單元，包括ζ軸支撐體，沿與第一方向和第二方向形成的平面垂直的第三方向延伸；Ζ軸導(dǎo)軌，設(shè)置在Z軸支撐體上；Ζ軸同步帶運動機構(gòu)，沿Z軸導(dǎo)軌設(shè)置，并具有Z軸滑塊，Z軸滑塊與Y軸滑塊固定連接，其中，Z軸支撐體的下端形成三維運動輸出端。進ー步地，X軸支撐體包括兩個平行設(shè)置的第一支撐體和第二支撐體，X軸導(dǎo)軌包 括分別設(shè)置在第一支撐體和第二支撐體上的第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌，X軸同步帶運動機構(gòu)設(shè)置在第一支撐體上，X軸同步帶運動機構(gòu)的同步帶與Y軸支撐體的第一端相連；χ軸滑塊包括分別位于第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌上的第一滑塊和第二滑塊；第一滑塊和第二滑塊分別位于Y軸支撐體的第一端和第二端的下方。進ー步地，本實用新型提供的復(fù)合材料多維織造成形機，還包括柱形導(dǎo)向體存儲架，位于導(dǎo)向模板的第一側(cè)，柱形導(dǎo)向體存儲架包括導(dǎo)向體存儲支撐架和設(shè)置在導(dǎo)向體存儲支撐架上的存儲板，存儲板上預(yù)存有多個不同高度的柱形導(dǎo)向體。進ー步地，存儲板上設(shè)置有多個均勻分布的螺紋孔，螺紋孔內(nèi)設(shè)置有用于支撐柱形導(dǎo)向體的存儲支撐桿，存儲支撐桿的下端設(shè)置有與所述螺紋孔配合的外螺紋。進ー步地，編織機構(gòu)還包括纖維送絲及張緊機構(gòu)，位于導(dǎo)向模板的第二側(cè)。進ー步地，纖維送絲及張緊機構(gòu)包括第三支架；纖維卷安裝架，設(shè)置在第三支架上，具有用于支撐纖維卷的支桿；張緊輪座板，設(shè)置在第三支架上，張緊輪座板上設(shè)置有用于為編織針提供纖維絲的張緊輪和導(dǎo)向輪。進ー步地，纖維送絲及張緊機構(gòu)還包括用于存放所編織針的編織針座，編織針座位于張緊輪座板的ー側(cè)。本實用新型具有以下有益效果本實用新型提供的復(fù)合材料多維織造成形機利用柱形導(dǎo)向體及電控三維運動機構(gòu)，使編織針帶動編織線沿運動軌跡在柱形導(dǎo)向體之間分布形成導(dǎo)向模板，能夠適用于大型、復(fù)雜的復(fù)合材料的多維織造成形，能有效提高復(fù)合材料的層間強度，該成形機將快速成形技術(shù)應(yīng)用于復(fù)合材料多維織造成形，エ藝過程實現(xiàn)自動化。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本實用新型作進ー步詳細的說明。

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進ー步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中圖I是本實用新型優(yōu)選實施例的復(fù)合材料多維織造成形機的立體結(jié)構(gòu)示意圖；[0039]圖2是本實用新型優(yōu)選實施例的電控三維運動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中的30a的放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖2中的II部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型優(yōu)選實施例的X軸運動單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖5中的A向的局部放大示意圖；圖7是本實用新型優(yōu)選實施例的Y軸運動單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖7中的B向結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本實用新型優(yōu)選實施例的纖維送絲及張緊機構(gòu)的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本實用新型優(yōu)選實施例的導(dǎo)向模板的組成結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本實用新型優(yōu)選實施例的導(dǎo)向模板下方的骨架導(dǎo)向平臺和可移動調(diào)節(jié)板的位置關(guān)系示意圖；圖12是編織完成后導(dǎo)向體支撐桿自由下落時鎖止件與卡槽的位置關(guān)系示意圖；圖13是可移動調(diào)節(jié)板位于鎖止位置時，鎖止件與卡槽的位置關(guān)系示意圖；圖14是本實用新型優(yōu)選實施例的導(dǎo)向體支撐桿的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖15是本實用新型優(yōu)選實施例的柱形導(dǎo)向體的表面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。如圖I所示，本實用新型提供了一種復(fù)合材料多維織造成形機，包括導(dǎo)向模板60，包括多個根據(jù)預(yù)造件的形狀布置的柱形導(dǎo)向體62 ；電控三維運動機構(gòu)30，位于導(dǎo)向模板60的上方，電控三維運動機構(gòu)30包括控制信號接收端，用于接收運動控制信號；三維運動輸出端30a，根據(jù)運動控制信號形成運動軌跡；本實用新型提供了一種復(fù)合材料多維織造成形機還包括編織機構(gòu)50，包括編織針14，與三維運動輸出端30a相連，帶動編織線沿運動軌跡在柱形導(dǎo)向體62之間分布。如圖10所示，為了實現(xiàn)導(dǎo)向模板60的成形，導(dǎo)向模板包括編織平板60a，編織平板60a上設(shè)置有多個均勻分布的第一通孔，編織平板60a由矩形框架59支撐，編織平板60a的下方設(shè)置有多孔板65，多孔板65具有多個與第一通孔同軸對應(yīng)的第二通孔，多孔板65的下方設(shè)置有多個高度可調(diào)的導(dǎo)向柱61，導(dǎo)向柱61的上端穿過第一通孔和第二通孔位于編織平板60a的上方，柱形導(dǎo)向體62為套設(shè)在導(dǎo)向柱61上的高度可選擇的柱形套筒。導(dǎo)向柱61的上端設(shè)置有沿徑向向外伸出的第一環(huán)臺61c?？梢岳脢A緊裝置抓取該第一環(huán)臺61c下面的部分,移動導(dǎo)向柱61。為了便于對柱形導(dǎo)向體62的抓取，柱形導(dǎo)向體62的上端設(shè)置有沿徑向向外伸出的第二環(huán)臺62c。如圖11和圖14所示，導(dǎo)向柱61上設(shè)置有沿軸向等距分布的卡槽61a，多孔板65的下方設(shè)可移動調(diào)節(jié)板68，可移動調(diào)節(jié)板68的下方設(shè)置有與多孔板65相對靜止的導(dǎo)向柱托板64,當(dāng)導(dǎo)向柱61全部落下時,導(dǎo)向柱61的下端位于導(dǎo)向柱托板64上,可移動調(diào)節(jié)板68相對于多孔板65可滑動，可移動調(diào)節(jié)板68上設(shè)置有多個與多孔板65通孔的位置相對應(yīng)的長圓孔，導(dǎo)向柱61穿過長圓孔并在可移動調(diào)節(jié)板68的運動下在長圓孔內(nèi)移動。[0059]可移動調(diào)節(jié)板68上設(shè)置有與卡槽61a配合的鎖止件，可移動調(diào)節(jié)板68具有使鎖止件將卡槽61a配合將導(dǎo)向柱61的高度鎖定的鎖止位置及使鎖止件與卡槽61a分離將導(dǎo)向柱61的高度繼續(xù)調(diào)節(jié)的解鎖位置?？梢苿诱{(diào)節(jié)板68的下方設(shè)置有第一支撐框架58，第一支撐框架58設(shè)置有位于可移動調(diào)節(jié)板68外周的第一支撐框58a，第一支撐框58a上設(shè)置有定位板63，定位板63上設(shè)置有內(nèi)螺紋孔，內(nèi)螺紋孔內(nèi)設(shè)置有與內(nèi)螺紋孔相配合的調(diào)節(jié)螺桿69，調(diào)節(jié)螺桿69的伸縮端與可移動調(diào)節(jié)板65固定連接。如圖12和圖13所示，鎖止件可以是設(shè)置在長圓孔的延伸方向的一端的傾斜地向相鄰的導(dǎo)向柱61延伸的彈簧片71，卡槽61a由導(dǎo)向柱61上的圓錐部和設(shè)置在圓錐部的小徑端的凸緣部形成。可移動調(diào)節(jié)板68的底面固定設(shè)置有拔叉70，調(diào)節(jié)螺桿69的第一端與拔叉70固 定連接，調(diào)節(jié)螺桿69的第二端設(shè)置有調(diào)節(jié)把手69a。利用調(diào)節(jié)把手69a旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺桿69，調(diào)節(jié)螺桿69在定位板63的內(nèi)螺紋孔內(nèi)伸縮，帶動拔叉70運動，進而帶動可移動調(diào)節(jié)板68移動，使彈簧片71與卡槽61a配合，將導(dǎo)向柱61鎖止，此時，導(dǎo)向柱61只能升高不能降低；在零部件編織完成后，通過調(diào)節(jié)螺桿69與定位板63的相對直線運動帶動可移動調(diào)節(jié)板68進行直線運動，使導(dǎo)向柱61不被彈簧片71卡緊，自由降落到導(dǎo)向柱托板64上。定位板63上還設(shè)置有用干與第一支撐框58a相連的連接孔63a。第一支撐框架58包括四條第一支腿58c，導(dǎo)向柱托板64設(shè)置于四條第一支腿58c之間。多孔板65上還設(shè)置有與第二通孔同軸匹配的多個定位套66,導(dǎo)向柱61穿過定位套66。導(dǎo)向模板60中的柱形導(dǎo)向體62可以根據(jù)預(yù)織造零部件的外形特征改變布置的尺寸或形狀，用于支撐柱形導(dǎo)向體62的導(dǎo)向柱61的高度可以根據(jù)預(yù)織造零部件的外形特征進行調(diào)節(jié)；多孔板65固定在第一支撐框架58上，多孔板65上安裝有導(dǎo)向柱61的定位套66，用于增加導(dǎo)向柱61的剛度；可移動調(diào)節(jié)板68通過與多孔板65固定的多孔板安裝座67吊裝在多孔板65下，并可以相對于多孔板65做直線運動；可移動調(diào)節(jié)板68上有彈簧片71和長圓孔72相配合，實現(xiàn)對導(dǎo)向柱61的卡緊與放開。柱形導(dǎo)向體儲存板2可以儲存高度規(guī)格不同的柱形導(dǎo)向體62，根據(jù)所編織零部件的外觀形狀，選取不同高度的柱形導(dǎo)向體62套在導(dǎo)向柱62點陣上，進行近似編織。如圖15所示，為了使編織纖維能夠定位在柱形導(dǎo)向體62的表面，柱形導(dǎo)向體62的外周設(shè)置有用于對所述編織纖維限位的多層環(huán)槽，柱形導(dǎo)向體62的頂端還設(shè)置有沿徑向向外伸出的第一環(huán)臺62a,可以利用夾頭夾住第一環(huán)臺62a下面的部分,對柱形導(dǎo)向體62進行夾取動作。如圖2所示，電控三維運動機構(gòu)30還包括X軸運動単元，X軸支撐體，沿第一方向延伸；x軸導(dǎo)軌，設(shè)置在X軸支撐體上；χ軸同步帶運動機構(gòu)，沿X軸導(dǎo)軌設(shè)置，具有X軸滑塊；γ_運動單元，包括=Y軸支撐體12，與X軸滑塊相連，沿與第一方向垂直的第二方向延伸；γ軸導(dǎo)軌11，設(shè)置在Y軸支撐體12上；Υ軸同步帶運動機構(gòu)，沿Y軸導(dǎo)軌11設(shè)置，并具有Y軸滑塊31 ；Ζ軸運動単元，包括Ζ軸支撐體8，沿與第一方向和第二方向形成的平面垂直的第三方向延伸；Ζ軸導(dǎo)軌9，設(shè)置在Z軸支撐體8上；Z軸同步帶運動機構(gòu)，沿Z軸導(dǎo)軌9設(shè)置，并具有Z軸滑塊33，Z軸滑塊33與Y軸滑塊31固定連接，其中，Z軸支撐體8的下端形成三維運動輸出端30a。如圖4至圖6所示，為了增加電控三維運動単元的支撐強度，X軸支撐體可以包括兩個平行設(shè)置的第一支撐體3和第二支撐體6，X軸導(dǎo)軌包括分別設(shè)置在第一支撐體3和第ニ支撐體6上的第一導(dǎo)軌5和第二導(dǎo)軌7，第一導(dǎo)軌5和第二導(dǎo)軌7上分別設(shè)置有第一同步帶運動機構(gòu)和第二同步帶運動機構(gòu)，第一同步帶運動機構(gòu)和第二同步帶運動機構(gòu)分別具有第一滑塊17和第二滑塊27 ；Y軸支撐體12的兩端分別與第一滑塊17和第二滑塊27相連。實際上，也可以采用四軸運動単元或五軸運動単元等更多維的運動單元，進而實現(xiàn)復(fù)合材料的多維織造。如圖7和圖8所示，具體地說，X軸運動系統(tǒng)包括平行設(shè)置的第一導(dǎo)軌5和第二導(dǎo)軌7 ;第一導(dǎo)軌由第一支撐體3支撐，第二導(dǎo)軌7由第二支撐體6支撐，第一支撐體3和第ニ支撐體6之間相隔預(yù)定距離；第一支撐體3和第二支撐體6之間的距離可以由導(dǎo)向模板 60的寬度確定，可以將第一支撐體3和第二支撐體6之間的距離設(shè)定成較大的距離，導(dǎo)向模板60相應(yīng)加大，以適應(yīng)大尺寸零部件編織所需要的空間。第一滑塊17設(shè)置在第一導(dǎo)軌5上，第二滑塊27設(shè)置在第二導(dǎo)軌7上，第一支撐體3和第二支撐體6通過橫連接桿13連接。Y軸支撐體I可以2通過XY連接板18與第一滑塊17和第二滑塊27連接；Χ軸同步帶機構(gòu)中的X軸同步帶21通過X軸同步帶固定板26與Y軸支撐12連接，X軸主動同步帶輪22通過滾動軸承與固定在第一支撐體3上的X軸減速機24連接，X軸被動同步帶輪19通過軸承和軸端擋圈安裝在X軸被動輪軸50上，X軸被動輪軸50通過螺紋緊固在第一支撐體3上，X軸運動單元以X軸電機25和X軸減速機24為動カ單元，以X軸電機25驅(qū)動X軸主動同步帶輪22作為傳動単元，達到驅(qū)動第一滑塊17和第二滑塊27在第一導(dǎo)軌5和第二導(dǎo)軌7上移動的效果。Y軸運動系統(tǒng)包括Y軸導(dǎo)軌11，Y軸導(dǎo)軌11由Y軸支撐體12支撐，Y軸滑塊31設(shè)置在Y軸導(dǎo)軌11上。Z軸運動単元包括Z軸導(dǎo)軌9，Z軸導(dǎo)軌9由Z軸支撐體8支撐，Z軸滑塊33設(shè)置在Z軸導(dǎo)軌9上，Z軸滑塊23通過YZ直角連接板10與Y軸滑塊31連接。Y軸同步帶機構(gòu)中的Y軸同步帶接頭壓板38將Y軸同步帶30壓在Y軸同步帶固定板39上，并固定在YZ直角連接板10上，Y軸主動同步帶輪35通過滾動軸承與Y軸固定支架12上的Y軸減速機36連接，Y被動同步帶輪29通過軸承和軸端擋圈安裝在Y軸被動輪軸49上，Y軸被動輪軸49通過螺紋緊固在Y軸支撐體12上，Y軸運動系統(tǒng)以Y軸電機37和Y軸減速機36為動カ單元，以Y軸電機37和Y軸主動驅(qū)動同步帶輪35作為傳動單元，達到驅(qū)動Y軸滑塊31在Y軸導(dǎo)軌11上移動的效果。Z軸主動同步帶輪座42固定在YZ直角連接板10上，Z軸主動同步帶輪47通過滾動軸承與固定在Z軸主動同步帶輪座42的Z軸減速機40連接，Z軸同步帶46通過同步帶滑輪45改變方向，并通過Z軸同步帶壓板43和Z軸同步帶固定板44壓緊后固定在支架Ζ9上，同步帶滑輪45通過軸承及軸端卡圈安裝在同步帶滑輪軸48上，同步帶滑輪軸48通過螺紋緊固在Z軸主動同步帶輪座42上。本實用新型提供的復(fù)合材料多維織造成形機，還包括柱形導(dǎo)向體存儲架，位于導(dǎo)向模板60的第一側(cè)，柱形導(dǎo)向體存儲架包括導(dǎo)向體存儲支撐架和設(shè)置在導(dǎo)向體存儲支撐架上的存儲板2，存儲板上預(yù)存有多個不同高度的柱形導(dǎo)向體62。[0076]存儲板2上設(shè)置有多個均勻分布的螺紋孔，螺紋孔內(nèi)設(shè)置有用于支撐柱形導(dǎo)向體62的存儲支撐桿，存儲支撐桿的下端設(shè)置有與螺紋孔配合的外螺紋。三維運動輸出端30a上設(shè)置有用于夾取編織針和預(yù)存在存儲板上的柱形導(dǎo)向體的氣動夾頭15。該氣動夾頭可以采用一個現(xiàn)有的標準件。如圖9所示，本實用新型提供的復(fù)合材料多維織造成形機，還包括纖維送絲及張緊機構(gòu)，位于導(dǎo)向模板10的第二側(cè)。纖維送絲及張緊機構(gòu)包括第三支架57，具有多個支撐梁57a，纖維卷安裝架56，設(shè)置在一個支撐梁上，具有用于支撐纖維卷55的支桿；張緊輪座板52，設(shè)置在一個支撐梁57a上，位于纖維卷安裝架56的斜上方，其上設(shè)置有用于為編織針提供纖維絲的張緊輪53和導(dǎo)向輪54。纖維卷安裝架56通過螺栓安裝在第三支架57上，纖維卷55橫置在纖維卷安裝架56上，張緊輪座板52和編織針座51都是通過螺栓安裝在第三支架57上，張緊輪53和導(dǎo)向輪54安裝在張緊輪座板52上。纖維卷55的纖維絲通過導(dǎo)向輪54導(dǎo)向后經(jīng)過張緊輪53張緊，然后被編織針14攜帶進行編織。 以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合材料多維織造成形機，其特征在于，包括導(dǎo)向模板(60)，包括多個根據(jù)預(yù)制件的幾何形狀布置的柱形導(dǎo)向體(62)；電控三維運動機構(gòu)(30)，位于所述導(dǎo)向模板(60)的上方，所述電控三維運動機構(gòu)(30)包括控制信號接收端，用于接收與預(yù)制件的幾何形狀相對應(yīng)的運動控制信號；三維運動輸出端(30a)，根據(jù)所述運動控制信號形成運動軌跡；編織機構(gòu)(50)，包括編織針(14)，與所述三維運動輸出端相連，帶動編織纖維沿所述運動軌跡在所述柱形導(dǎo)向體￠2)之間運動，使所述編織纖維按照所述預(yù)制件的幾何形狀在所述柱形導(dǎo)向體(62)之間分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合材料多維織造成形機，其特征在于，所述導(dǎo)向模板包括編織平板^Oa),所述編織平板(60a)上設(shè)置有多個均勻分布的第一通孔，所述編織平板(60a)的下方設(shè)置有多孔板(65)，所述多孔板￠5)具有多個與所述第一通孔同軸對應(yīng)的第二通孔，所述導(dǎo)向柱￠1)穿過所述第一通孔和所述第二通孔，所述柱形導(dǎo)向體￠2)為套設(shè)在所述導(dǎo)向柱出1)上的高度可選擇的柱形套筒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料多維織造成形機，其特征在干，所述三維運動輸出端(30a)上設(shè)置有用于夾取所述編織針(14)、所述柱形導(dǎo)向體或所述導(dǎo)向柱￠1)的氣動夾頭(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料多維織造成形機，其特征在于，所述導(dǎo)向柱￠1)上設(shè)置有沿軸向等距分布的卡槽^la),所述多孔板￠5)的下方設(shè)有可移動調(diào)節(jié)板(68)，所述可移動調(diào)節(jié)板￠8)的下方設(shè)置有與所述多孔板￠5)相對靜止的導(dǎo)向柱托板(64)，所述可移動調(diào)節(jié)板￠8)相對于所述多孔板￠5)可滑動，所述可移動調(diào)節(jié)板￠8)上設(shè)置有多個與所述多孔板￠5)的第二通孔位置相對應(yīng)的長圓孔(72)，所述導(dǎo)向柱￠1)穿過所述長圓孔(72)并在所述可移動調(diào)節(jié)板￠8)的運動下在所述長圓孔(72)內(nèi)移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料多維織造成形機，其特征在干，所述可移動調(diào)節(jié)板(68)上設(shè)置有與所述卡槽(61a)配合的鎖止件，所述可移動調(diào)節(jié)板￠8)具有使所述鎖止件與所述卡槽(61a)配合將所述導(dǎo)向柱￠1)的高度鎖定的鎖止位置及使所述鎖止件與所述卡槽(61a)分離的解鎖位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合材料多維織造成形機，其特征在干，所述鎖止件為設(shè)置在所述長圓孔的延伸方向的一端的傾斜地向相鄰的所述導(dǎo)向柱(61)延伸的彈簧片(71)，所述卡槽^la)由所述導(dǎo)向柱￠1)的圓錐部和設(shè)置在所述圓錐部的小徑端的凸緣部形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料三維織造成型機，其特征在干，所述可移動調(diào)節(jié)板(68)的下方設(shè)置有第一支撐框架(58)，所述第一支撐框架(58)設(shè)置有位于所述可移動調(diào)節(jié)板￠8)外周的第一支撐框(58a)，所述第一支撐框(58a)上設(shè)置有定位板(63)，所述定位板￠3)的側(cè)面設(shè)置有水平延伸的調(diào)節(jié)螺桿(69)，所述調(diào)節(jié)螺桿￠9)的第一端與所述可移動調(diào)節(jié)板￠8)固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合材料三維織造成型機，其特征在干，所述可移動調(diào)節(jié)板(68)的底面固定設(shè)置有拔叉(70)，所述調(diào)節(jié)螺桿￠9)的第一端通過所述拔叉(70)與所述可移動調(diào)節(jié)板￠8)固定連接，所述調(diào)節(jié)螺桿￠9)的第二端設(shè)置有調(diào)節(jié)把手^9a)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合材料三維織造成型機，其特征在于，所述定位板￠3)上還設(shè)置有用干與所述第一支撐框(58a)相連的連接孔^3a)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合材料三維織造成型機，其特征在于，所述第一支撐框架(58)包括四條第一支腿(58c)，所述導(dǎo)向柱托板￠4)設(shè)置于四條所述第一支腿(58c)之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料多維織造成形機，其特征在于，所述多孔板￠5)上還設(shè)置有與所述第二通孔同軸匹配的多個定位套(66)，所述導(dǎo)向柱￠1)穿過所述定位套(66)ο
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料多維織造成形機，其特征在于，所述導(dǎo)向柱￠1)的上端設(shè)置有沿徑向向外伸出的第一環(huán)臺(61c)。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合材料多維織造成形機，其特征在于，所述柱形導(dǎo)向體(62)的外周設(shè)置有多層用于對所述編織纖維限位的環(huán)槽^2a)。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合材料多維織造成形機，其特征在于，所述柱形導(dǎo)向體(62)的上端設(shè)置有沿徑向向外伸出的第二環(huán)臺(62c)。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合材料多維織造成形機，其特征在于，所述電控三維運動機構(gòu)(30)還包括X軸運動單元，包括X軸支撐體，沿第一方向延伸；X軸導(dǎo)軌，設(shè)置在所述X軸支撐體上；X軸同步帶運動機構(gòu)，沿所述X軸導(dǎo)軌設(shè)置，具有X軸滑塊；Y軸運動單元，包括Y軸支撐體(12)，與所述X軸滑塊相連，沿與所述第一方向垂直的第二方向延伸；Y軸導(dǎo)軌(11)，設(shè)置在所述Y軸支撐體(12)上；Y軸同步帶運動機構(gòu)，沿所述Y軸導(dǎo)軌(11)設(shè)置，并具有Y軸滑塊(31)；Z軸運動單元，包括Z軸支撐體(8)，沿與所述第一方向和所述第二方向形成的平面垂直的第三方向延伸；Z軸導(dǎo)軌(9)，設(shè)置在所述Z軸支撐體(8)上；Z軸同步帶運動機構(gòu)，沿所述Z軸導(dǎo)軌(9)設(shè)置，并具有Z軸滑塊(33)，所述Z軸滑塊(33)與所述Y軸滑塊(31)固定連接，其中，所述Z軸支撐體(8)的下端形成所述三維運動輸出端。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的復(fù)合材料多維織造成形機，其特征在干，所述X軸支撐體包括兩個平行設(shè)置的第一支撐體(3)和第二支撐體￠)，所述X軸導(dǎo)軌包括分別設(shè)置在所述第一支撐體(3)和所述第二支撐體(6)上的第一導(dǎo)軌(5)和第二導(dǎo)軌(7)，所述X軸同步帶運動機構(gòu)設(shè)置在所述第一支撐體(3)上，所述X軸同步帶運動機構(gòu)的同步帶與所述Y軸支撐體(12)的第一端相連；所述X軸滑塊包括分別位于所述第一導(dǎo)軌(5)和所述第二導(dǎo)軌(7)上的第一滑塊(17)和第二滑塊(27)；所述第一滑塊(17)和所述第二滑塊(27)分別位于所述Y軸支撐體(12)的第一端和第二端的下方。
17.根據(jù)權(quán)利要求I至16中任一項所述的復(fù)合材料多維織造成形機，其特征在于，還包括柱形導(dǎo)向體存儲架，位于所述導(dǎo)向模板￠0)的第一側(cè)，所述柱形導(dǎo)向體存儲架包括導(dǎo)向體存儲支撐架(I)和設(shè)置在所述導(dǎo)向體存儲支撐架(I)上的存儲板(2)，所述存儲板(2)上預(yù)存有多個不同高度的所述柱形導(dǎo)向體(62)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的復(fù)合材料多維織造成形機，其特征在于，所述存儲板(2)上設(shè)置有多個均勻分布的螺紋孔，所述螺紋孔內(nèi)設(shè)置有用干支撐所述柱形導(dǎo)向體￠2)的存儲支撐桿，所述存儲支撐桿的下端設(shè)置有與所述螺紋孔配合的外螺紋。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的復(fù)合材料多維織造成形機，其特征在于，所述編織機構(gòu)(50)還包括纖維送絲及張緊機構(gòu)，位于所述導(dǎo)向模板￠0)的第二側(cè)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的復(fù)合材料多維織造成形機，其特征在于，所述纖維送絲及張緊機構(gòu)包括第三支架(57)；纖維卷安裝架(56)，設(shè)置在所述第三支架(57)上，具有用于支撐纖維卷(55)的支桿；張緊輪座板(52)，設(shè)置在所述第三支架(57)上，所述張緊輪座板(52)上設(shè)置有用于為所述編織針(14)提供纖維絲的張緊輪(53)和導(dǎo)向輪(54)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的復(fù)合材料多維織造成形機，其特征在干，所述纖維送絲及張緊機構(gòu)還包括用于存放所編織針的編織針座(51)，所述編織針座(51)位于所述張緊輪座板(52)的ー側(cè)。
專利摘要本實用新型提供了一種復(fù)合材料多維織造成形機，包括導(dǎo)向模板，包括多個根據(jù)預(yù)制件的幾何形狀布置的柱形導(dǎo)向體；電控三維運動機構(gòu)，包括控制信號接收端，用于接收與預(yù)制件的幾何形狀相對應(yīng)的運動控制信號；三維運動輸出端，根據(jù)運動控制信號形成運動軌跡；編織針，與三維運動輸出端相連，使編織纖維按照預(yù)制件的幾何形狀在柱形導(dǎo)向體之間分布。本實用新型提供的復(fù)合材料多維織造成形機利用柱形導(dǎo)向體及電控三維運動機構(gòu)，使編織針帶動編織線沿運動軌跡在柱形導(dǎo)向體之間分布形成導(dǎo)向模板，能夠適用于大型、復(fù)雜的復(fù)合材料的多維織造成形，能有效提高復(fù)合材料的層間強度，該成形機將快速成形技術(shù)應(yīng)用于復(fù)合材料多維織造成形，工藝過程實現(xiàn)自動化。
文檔編號D04C3/00GK202509222SQ20112057513
公開日2012年10月31日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者喬娟娟, 劉豐, 單忠德, 李希文, 秦紹衍, 陳海波 申請人:機械科學(xué)研究總院先進制造技術(shù)研究中心