复合材料T型长桁预成型体自动辊压装置及使用方法与流程

本发明实施例涉及先进复合材料自动化工艺成型制造，尤其涉及一种复合材料t型长桁预成型体自动辊压装置及使用方法。

背景技术：

1、复合材料由于具有高比强度、高比刚度、性能可设计等诸多优点，因此被广泛的应用于各类军、民用飞机上。国内复合材料机翼壁板多为t型加筋壁板，即由复合材料t型长桁和复合材料蒙皮组成。t型复合材料长桁是常见的大尺寸复合材料加强结构，在复合材料壁板上有着极为广泛的应用。

2、现有复合材料t型长桁自动化成型程度低、成型质量稳定性差，难以满足复合材料的自动化制造要求。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、本发明要解决的技术问题是解决现有复合材料t型长桁自动化成型程度低、成型质量稳定性差的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种复合材料t型长桁预成型体自动辊压装置，所述装置包括自动铺丝机、超声波切刀、t型长桁辊压头和自动抓取头；所述自动铺丝机与机械臂连接，所述机械臂上安装有换枪盘，所述换枪盘用于转换安装自动铺丝机的铺丝头、超声波切刀、t型长桁辊压头和自动抓取头中的其中一个于所述机械臂上：所述自动铺丝机，用于制备连续辊压所需的平面或曲面长桁坯料；所述超声波切刀，用于将所述长桁坯料自动切割至预设尺寸；所述t型长桁辊压头，用于完成所述l型长桁预成型体的自动辊压成型；所述自动抓取头，用于将所述l型长桁预成型体自动组合成t型长桁预成型体。

5、在一实施例中，所述自动铺丝机在制备连续辊压所需的平面或曲面长桁坯料时，采用的预浸丝束宽度为6.35mm，自动铺丝压力为500n，自动铺丝带间隙为0.2mm，铺丝运动方式为单向铺放。

6、在一实施例中，所述t型长桁辊压头包括毛坯辐射加热模块、滚动定位导向模块、滑动整形模块和腹板辊压定型模块：所述毛坯辐射加热模块，用于加热所述l型长桁预成型体的毛坯；所述滚动定位导向模块，用于将l型长桁预成型体的毛坯预折弯及将所述l型长桁预成型体的r角通过滚动压实定位；所述滑动整形模块，用于对所述l型长桁预成型体的r角进行预辊压定型；所述腹板辊压定型模块，用于对所述l型长桁预成型体的r角两侧的腹板进行最终的辊压定型。

7、在一实施例中，所述毛坯辐射加热模块包括电阻丝和总体控制系统；所述电阻丝，用于散发热量；所述总体控制系统，用于对所述电阻丝的工作功率进行调整，以控制加热温度。

8、在一实施例中，所述滚动定位导向模块包括旋转轴和v型结构；所述旋转轴，用于实现所述v型结构的转动；所述v型结构，用于将所述l型长桁预成型体的r角通过滚动压实定位。

9、在一实施例中，所述滑动整形模块包括金属支撑架和定型橡胶；所述金属支撑架，用于支撑和固定所述定型橡胶；所述定型橡胶，用于对所述l型长桁预成型体的r角进行预辊压定型。

10、在一实施例中，所述腹板辊压定型模块包括金属支撑架和辊动压轮；所述金属支撑架，用于支撑所述辊动压轮；所述辊动压轮，用于对对所述l型长桁预成型体的r角进行辊压定型。

11、在一实施例中，所述毛坯辐射加热模块、所述滚动定位导向模块、所述滑动整形模块和所述腹板辊压定型模块依次安装在所述t型长桁辊压头的第1排、第2排、第3排和第4排。

12、在一实施例中，所述定型橡胶与所述金属支撑架之间预留有5-10mm空腔。

13、本发明另一方面还提供了一种如上述任一项所述的复合材料t型长桁预成型体自动辊压装置的使用方法，所述方法包括：使用自动铺丝机制备连续辊压所需的平面或曲面长桁坯料；利用超声波切刀将所述长桁坯料自动切割至预设尺寸；利用t型长桁辊压头完成所述l型长桁预成型体的自动辊压成型；使用自动抓取头将所述l型长桁预成型体自动组合成t型长桁预成型体。

14、(三)有益效果

15、本发明的上述技术方案具有如下优点：

16、本实施例通过“自动铺丝+自动裁切+连续辊压+自动组装”的自动化工艺方法及装置，可以有效提高现有复合材料长桁成型的质量和效率，实现复合材料长桁的自动化连续成型，满足我国飞机制造业对碳纤维复合材料长桁的高效率、高质量和大批量的需求。

技术特征：

1.一种复合材料t型长桁预成型体自动辊压装置，其特征在于，所述装置包括自动铺丝机、超声波切刀、t型长桁辊压头和自动抓取头；所述自动铺丝机与机械臂连接，所述机械臂上安装有换枪盘，所述换枪盘用于转换安装自动铺丝机的铺丝头、超声波切刀、t型长桁辊压头和自动抓取头中的其中一个于所述机械臂上：

2.根据权利要求1所述的复合材料t型长桁预成型体自动辊压装置，其特征在于，所述自动铺丝机在制备连续辊压所需的平面或曲面长桁坯料时，采用的预浸丝束宽度为6.35mm，自动铺丝压力为500n，自动铺丝带间隙为0.2mm，铺丝运动方式为单向铺放。

3.根据权利要求1所述的复合材料t型长桁预成型体自动辊压装置，其特征在于，所述t型长桁辊压头包括毛坯辐射加热模块、滚动定位导向模块、滑动整形模块和腹板辊压定型模块：

4.根据权利要求3所述的复合材料t型长桁预成型体自动辊压装置，其特征在于，所述毛坯辐射加热模块包括电阻丝和总体控制系统；

5.根据权利要求3所述的复合材料t型长桁预成型体自动辊压装置，其特征在于，所述滚动定位导向模块包括旋转轴和v型结构；

6.根据权利要求3所述的复合材料t型长桁预成型体自动辊压装置，其特征在于，所述滑动整形模块包括金属支撑架和定型橡胶；

7.根据权利要求3所述的复合材料t型长桁预成型体自动辊压装置，其特征在于，所述腹板辊压定型模块包括金属支撑架和辊动压轮；

8.根据权利要求3所述的复合材料t型长桁预成型体自动辊压装置，其特征在于，所述毛坯辐射加热模块、所述滚动定位导向模块、所述滑动整形模块和所述腹板辊压定型模块依次安装在所述t型长桁辊压头的第1排、第2排、第3排和第4排。

9.根据权利要求6所述的复合材料t型长桁预成型体自动辊压装置，其特征在于，所述定型橡胶与所述金属支撑架之间预留有5-10mm空腔。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的复合材料t型长桁预成型体自动辊压装置的使用方法，其特征在于，所述方法包括：

技术总结本发明公开了一种复合材料T型长桁预成型体自动辊压装置及使用方法。所述装置包括自动铺丝机、超声波切刀、T型长桁辊压头和自动抓取头；所述自动铺丝机与机械臂连接，所述机械臂上安装有换枪盘，所述换枪盘用于转换安装自动铺丝机的铺丝头、超声波切刀、T型长桁辊压头和自动抓取头中的其中一个于所述机械臂上：所述自动铺丝机，用于制备连续辊压所需的平面或曲面长桁坯料；所述超声波切刀，用于将所述长桁坯料自动切割至预设尺寸；所述T型长桁辊压头，用于完成所述L型长桁预成型体的自动辊压成型；所述自动抓取头，用于将所述L型长桁预成型体自动组合成T型长桁预成型体。本发明提供的方案可以有效提高T型长桁的生产效率及质量一致性。技术研发人员：张洋,叶宏军,王腾,崔海超,周晓芹,姚锋受保护的技术使用者：中国航空制造技术研究院技术研发日：技术公布日：2024/9/2