一種纖維纏繞裝置製造方法
2023-05-30 10:21:21
一種纖維纏繞裝置製造方法
【專利摘要】一種纖維纏繞裝置，其包括第一工作檯、第二工作檯、第三工作檯、纖維張力控制機構、展紗機構，所述纖維張力控制機構包括交流伺服電機、工件，所述第一工作檯上裝有交流伺服電機，所述交流伺服電機與支撐固定第一工作檯的迴轉支撐相連接，所述工件固定在所述第一工作檯上，所述交流伺服電機帶動所述工件轉動，其特徵在於，在距離第一工作檯的一定距離位置上固定一旋轉立柱，所述旋轉立柱上固定一水平的直線導軌，所述第二工作檯和第三工作檯裝在所述水平的直線導軌上，通過控制所述第二工作檯和第三工作檯在水平直線導軌上的位置，從而實現對不同直徑的工件進行纏繞。
【專利說明】一種纖維纏繞裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種不同直徑的外徑纏繞裝置，尤其適用於纖維纏繞工裝領域。【背景技術】
[0002]隨著國民經濟的飛速發展，許多行業涉及到纖維纏繞領域。目前，對於纖維纏繞類裝置人們更多的是關注其纖維的張力控制及其測量方法，還有就是纖維的纏繞方法。纏繞纖維的工件通常為圓柱體形，在圓柱體外圍纏繞纖維可以加強其圓柱體的強度。當前對是否適應不同直徑的工件，以及對纖維在吐絲和纏繞過程中是否保持平展重視不夠。然而，就目前而言，現在的纖維纏繞裝置對纖維張力控制及其測量精度不高而且效率低下，因而，急需一種新型的纏繞工裝方案。
[0003]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種對不同直徑的外徑纏繞工裝裝置及其纏繞成型方法，可以確保纖維的平展，可以精確的實現對纖維的精確控制和測量，可以對不同直徑的工件進行纏繞。可靠性好，精度高。
實用新型內容
[0004]為了克服現有的纖維纏繞設備不能使用於不同直徑的工件的問題，本實用新型可提供一種對不同直徑的外徑纏繞工裝裝置。
[0005]該裝置不僅能對不同直徑的工件進行纏繞，而且能準確地對纖維的張力進行控制，還能確保展紗過程中纖維的平展。
[0006]為達到以上目的，本實用新型所採用的解決方案是:
[0007]—種纖維纏繞裝置，其包括第一工作檯、第二工作檯、第三工作檯、纖維張力控制機構、展紗機構，所述纖維張力控制機構包括交流伺服電機、需要纏繞纖維的工件，所述第一工作檯上裝有交流伺服電機，所述交流伺服電機與支撐固定第一工作檯的迴轉支撐相連接，所述工件固定在所述第一工作檯上，所述交流伺服電機帶動所述工件轉動，其特徵在於，在距離第一工作檯的一定距離位置上固定一旋轉立柱，所述旋轉立柱上固定一水平的直線導軌，所述第二工作檯和第三工作檯裝在所述水平的直線導軌上，通過控制所述第二工作檯和第三工作檯在水平直線導軌上的位置，從而實現對不同直徑的工件進行纏繞。
[0008]在所述第二工作檯裝有所述纖維張力控制機構，在第三工作檯上裝有所述展紗機構。
[0009]所述纖維張力控制機構還包括磁粉離合器、導向輪、張力控制器、展紗輪、吐絲嘴、纖維軸棍、磁粉制動器、手搖柄。
[0010]所述纖維纏繞裝置採用螺旋纏繞方式，該裝置還包含有滾珠絲槓副。
[0011]所述纖維纏繞裝置通過旋轉立柱、滾珠絲槓副、直線導軌互相配合實現不同直徑工件進行纖維纏繞，用滾珠絲槓副和直線導軌按照纖維展開的螺旋角對纖維軸輥實施控制，使纖維能夠與吐絲嘴保持平衡，經吐絲嘴導向後的纖維按照確定的螺旋線纏繞在工件上。[0012]所述展紗機構包括磁粉制動器、纖維軸輥、帶制動的伺服電機、滾珠絲槓副、吐絲嘴、展紗輪、導紗輪。
[0013]另外還提供了一種利用上述纖維纏繞裝置進行纏繞成型的方法。
[0014]一種纖維纏繞裝置的纏繞成型方法，至少包含以下步驟:
[0015](I)將紗卷安裝於展紗機構的纖維軸輥的芯軸上，端頭設有上壓蓋和下壓蓋壓緊卷紗，從而實現纖維軸輥的安裝；
[0016](2)在一端，伺服電機經過磁粉離合器驅動工件進行轉動，在另一端，伺服電機驅動纖維軸輥進行轉動，纖維經吐絲嘴後經過展紗輪進行展紗，平展的纖維經過張力控制器後，又經過導向輪，最後纏繞在工件上，張力控制器通過測量驅動工件和驅動纖維軸輥之間的速度差，來進行纖維張力的測量，並能將測量的結果反饋到磁粉離合器和磁粉制動器，來對速度進行控制，從而對纖維的張力進行控制，並且能夠實現電機的反向轉動。
[0017]在工作檯上裝有精密減速器的交流伺服電機，電機驅動迴轉支撐，迴轉支撐與工作檯連接，在工作檯上固定好需要纏繞纖維的工件，這樣電機就可以驅動工件進行轉動。在測定好的距離位置上固定一旋轉立柱，在旋轉立柱上裝有水平的直線導軌，在水平導軌上裝有兩個工作檯，其中在兩個工作檯上都裝有豎直的直線導軌，並且在兩個工作檯上分別裝有展紗機構和張力控制機構，通過控制兩個工作檯上的豎直直線導軌在水平直線導軌上的位置(以纏繞的工件尺寸設置定位點)，從而實現對不同直徑的工件進行纏繞。用滾珠絲槓副和直線導軌按照纖維展開的螺旋角對纖維軸輥實施控制，使纖維能夠與吐絲嘴保持平衡，經吐絲嘴導向後的纖維按照確定的螺旋線纏繞在工件上
[0018]在上述的兩個工作檯中其中一個裝有張力控制機構，張力控制機構中有一張力控制器，張力控制器通過測量驅動工件和驅動纖維軸輥的兩個電機的速度差，從而實現對纖維的張力測量，並且張力控制器能夠控制磁粉制動器和磁粉離合器，從而實現對張力的控制，並且能夠實現電機的反轉，實現反向纏繞。
[0019]在上述的兩個工作檯中的另一工作檯上裝有展紗機構，滾珠絲槓副與直線導軌副按照纖維展開的螺旋角對纖維軸輥實施控制，使纖維能夠與吐絲嘴保持平行，經吐絲嘴導向後的纖維通過一對展紗輪保持平展，經張力機構控制張緊力，最後經由導向輪將纖維按照確定螺旋線纏繞在工件上。
[0020]纏繞路線通過採用工件主軸旋轉以及與工件中心線平行的滾珠絲槓副的配合來實現。工件由裝有精密減速器的三菱交流伺服電機驅動，繞中心線旋轉，而纖維由滾珠絲槓副帶動沿工件中心線方向上下移動。以工件切線為出發點，工件旋轉一周，纖維向下移動n ( 一個纖維寬度)。為了設備的安裝方便，採用滾珠絲槓導程為nl，滾珠絲槓位於工件切線方向，並且距離中心線n2處。
[0021]本實用新型的有益效果是，可以確保纖維的平展，可以精確的實現對纖維的精確控制和測量，可以對不同直徑的工件進行纏繞。可靠性好，精度高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是纖維纏繞裝置結構簡圖。
[0023]圖2是張力檢測及控制示意圖。
[0024]圖3是紗卷與吐絲嘴相對位置控制示意圖。[0025]圖4是不同直徑工件的定位點示意圖。
[0026]附圖標記說明
[0027]I交流伺服電機；2精密減速器；3迴轉支撐；4第一工作檯，5旋轉立柱；6電機；7吐絲嘴；8纖維軸輥；9磁粉制動器；10軸輥隨動工作檯，11直線導軌；12主動定位裝置；13纖維控制工作檯；14滾珠絲槓副；15第二工作檯；16導向輪；17帶制動的步進電機或伺服電機；18張力輪；19展紗輪；20纖維；21張力控制器；22軸輥驅動電機；23磁粉離合器；24軸輥上壓蓋；25軸輥下壓蓋；26軸承；27聯軸器；28滾珠絲槓；29直線導軌；30纏繞的工件。
【具體實施方式】
[0028]請參閱附圖，下面結合附圖對本實用新型的實施作詳細描述:
[0029]以下結合附圖所示實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0030]結合圖1，在圖1中，工作檯中有精密減速器2的三菱交流伺服電機I，交流伺服電機I與迴轉支撐3相連接，迴轉支撐3上固定一第一工作檯4，工件固定在第一工作檯4上，這樣交流伺服電機I就可以帶動工件進行轉動。在已經設計好的距離位置上固定一旋轉立柱5，在旋轉立柱5上固定一水平的直線導軌11，在水平的直線導軌11上，裝有兩個工作檯，即第二工作檯10和第三工作檯13。通過控制這兩個工作檯在水平直線導軌11上的位置，從而實現對不同直徑的工件進行纏繞。對不同直徑的工件進行纏繞。用滾珠絲槓副和直線導軌按照纖維展開的螺旋角對纖維軸輥實施控制，使纖維能夠與吐絲嘴保持平衡，經吐絲嘴導向後的纖維按照確定的螺旋線纏繞在工件上。
[0031]紗卷安裝於直徑為的芯軸上(採用間隙配合)，端頭設有上壓蓋27和下壓蓋28壓緊卷紗，從而實現纖維軸輥的安裝。
[0032]在圖2中，(手搖柄的作用)伺服電機經過磁粉離合器23驅動工件進行轉動，在另一端，電機驅動纖維軸輥25進行轉動，纖維經過吐絲嘴20後經過展紗輪21進行展紗，平展的纖維經過張力控制器24後，又經過導向輪22，最後纏繞在工件上。張力控制器24通過測量驅動工件和驅動纖維軸輥之間的速度差，來進行纖維張力的測量，並能將測量的結果反饋到磁粉離合器23和磁粉制動器26，來對速度進行控制，從而對纖維的張力進行控制。並且能夠實現電機的反向轉動。
[0033]結合圖1和圖3進行說明，工件外圍纏繞的纖維要求不重疊，不露縫，為實現有序纏繞，採用螺旋纏繞原理。如前面所述工件由裝有精密減速器的三菱交流伺服電機I驅動，繞中心線旋轉。而在旋轉立柱上的兩個豎直的工作檯，第二工作檯10和第三工作檯13中，電機經聯軸器與滾珠絲槓進行連接，帶動其沿工件中心線方向上下移動。以工件切線為出發點，工件旋轉一周，纖維向下移動n( —個纖維寬度)。為設備安裝方便，採用滾珠絲槓導程為nl，滾珠絲槓位於工件切線方向，並且距離中心線n2處。
[0034]由於按照纖維帶螺旋線軌跡走絲，會造成纏繞初始和結尾處存在露縫。最小工件直徑400mm，露縫面積為4396mm2。工件直徑1392mm，理論上最大露縫面積為15298mm2，最大絕對誤差為22859mm2，最大相對誤差為1.22%.[0035]將吐絲嘴固定安裝於展紗輪前端，採用帶制動的三菱伺服電機36驅動滾珠絲槓，帶動紗卷按照螺旋角實現上下位移，使纖維始終與吐絲嘴33保持平行。吐絲嘴33擬製作成較大曲率的圓環形狀。經吐絲嘴33穿過的纖維呈平展狀態，平展的纖維再經過展紗輪、張力機構、以及導向輪，最後纏繞於工件外徑上。此處選擇螺距為m的三頭滾珠絲槓。這裡是使用帶制動的伺服電機，原因是:滾珠絲槓不具備自鎖功能，為了保證絲槓螺母停止在確定位置，所以需要設置帶有制動功能的伺服電機。
[0036]在圖4中，不同直徑工件定位點的確定:立柱中心0與旋轉工作檯的中心01的設計距離是L，基底工作檯最大工作行程為LI，不同直徑的工件，其滾珠絲槓螺母的定位點不同。經立柱中心0做工件直徑4D3的切線0M，再經工件直徑4D3的切點U做切線OM的垂線UN，0M與UN的相交點N即為工件直徑4D3的滾珠絲槓螺母的定位點。經立柱中心0做工件直徑0D2的切線0Q，再經工件直徑D2的切點V做切線OQ的垂線VP，0Q與VP的相交點P即為工件直徑0D2的滾珠絲槓螺母的定位點。經立柱中心0做工件直徑(^Dl的切線0B，再經工件直徑CtDl的切點W做切線OB的垂線WA，OB與WA的相交點A即為工件直徑0D1的滾珠絲槓螺母的定位點。
[0037]最後應說明的是:顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或`變動仍處於本實用新型的保護範圍之中。
【權利要求】
1.一種纖維纏繞裝置，其包括第一工作檯、第二工作檯、第三工作檯、纖維張力控制機構、展紗機構，所述纖維張力控制機構包括交流伺服電機、工件，所述第一工作檯上裝有交流伺服電機，所述交流伺服電機與支撐固定第一工作檯的迴轉支撐相連接，所述工件固定在所述第一工作檯上，所述交流伺服電機帶動所述工件轉動，其特徵在於，在距離第一工作檯的一定距離位置上固定一旋轉立柱，所述旋轉立柱上固定一水平的直線導軌，所述第二工作檯和第三工作檯裝在所述水平的直線導軌上，通過控制所述第二工作檯和第三工作檯在水平直線導軌上的位置，從而實現對不同直徑的工件進行纏繞。
2.根據權利要求1所述的纖維纏繞裝置，其特徵在於，在所述第二工作檯裝有所述纖維張力控制機構，在第三工作檯上裝有所述展紗機構。
3.根據權利要求1或2所述的纖維纏繞裝置，其特徵在於，所述纖維張力控制機構還包括磁粉離合器、導向輪、張力控制器、展紗輪、吐絲嘴、纖維軸輥、磁粉制動器、手搖柄。
4.根據權利要求1或2所述的纖維纏繞裝置，其特徵在於，所述纖維纏繞裝置採用螺旋纏繞方式，該裝置還包含有滾珠絲槓副。
5.根據權利要求4所述的纖維纏繞裝置，其特徵在於，所述展紗機構包括磁粉制動器、纖維軸輥、帶制動的伺服電機、滾珠絲槓副、吐絲嘴、展紗輪、導紗輪。
6.根據權利要求5所述的纖維纏繞裝置，其特徵在於，所述纖維纏繞裝置通過旋轉立柱、滾珠絲槓副、直線導軌互相配合實現不同直徑工件進行纖維纏繞，採用滾珠絲槓副和直線導軌按照纖維展開的螺旋角對纖維軸輥實施控制，使纖維能夠與吐絲嘴保持平衡，經吐絲嘴導向後的纖維按照確定的螺旋線纏繞在工件上。
7.根據權利要求1所述的纖維纏繞裝置，其特徵在於，所述纖維張力控制機構中有一張力控制器，張力控制器通過測量驅動工件和驅動纖維軸輥的兩個電機的速度差，從而實現對纖維的張力測量，並且張力控制器能夠控制磁粉制動器和磁粉離合器，從而實現對張力的控制，並且能夠實現電機的反轉，實現反向纏繞。
【文檔編號】B29C53/80GK203381181SQ201320213867
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年4月13日 優先權日:2013年4月13日
【發明者】程海鷹, 胡志勇, 楊濤, 侯守全, 李志強 申請人:內蒙古工業大學