[发明专利]一种纤维缠绕装置及其缠绕成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不同直径的外径缠绕装置及其缠绕成型方法，尤其适用于纤维缠绕工装领域。 

背景技术

随着国民经济的飞速发展，许多行业涉及到纤维缠绕领域。目前，对于纤维缠绕类装置人们更多的是关注其纤维的张力控制及其测量方法，还有就是纤维的缠绕方法。缠绕纤维的工件通常为圆柱体形，在圆柱体外围缠绕纤维可以加强其圆柱体的强度。当前对是否适应不同直径的工件，以及对纤维在吐丝和缠绕过程中是否保持平展重视不够。然而，就目前而言，现在的纤维缠绕装置对纤维张力控制及其测量精度不高而且效率低下，因而，急需一种新型的缠绕工装方案。 

为了解决上述问题，本发明提供了一种对不同直径的外径缠绕工装装置及其缠绕成型方法，可以确保纤维的平展，可以精确的实现对纤维的精确控制和测量，可以对不同直径的工件进行缠绕。可靠性好，精度高。 

发明内容

为了克服现有的纤维缠绕设备不能使用于不同直径的工件的问题，本发明可提供一种对不同直径的外径缠绕工装装置及其缠绕成型方法。 

该装置不仅能对不同直径的工件进行缠绕，而且能准确地对纤维的张力进行控制，还能确保展纱过程中纤维的平展。 

为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是： 

一种纤维缠绕装置，其包括第一工作台、第二工作台、第三工作台、纤维张力控制机构、展纱机构，所述纤维张力控制机构包括交流伺服电机、需要缠绕纤维的工件，所述第一工作台上装有交流伺服电机，所述交流伺服电机与支撑固定第一工作台的回转支撑相连接，所述工件固定在所述第一工作台上，所述交流伺服电机带动所述工件转动，其特征在于，在一定距离位置上固定一旋转立柱，所述旋转立柱上固定一水平的直线导轨，所述第二工作平台和第三工作平台装在所述水平的直线导轨上，通过控制所述第二工作平台和第三工作平台在水平直线导轨上的位置，从而实现对不同直径的工件进行缠绕。 

在所述第二工作台装有所述纤维张力控制机构，在第三工作台上装有所述展纱机构。 

所述纤维张力控制机构还包括磁粉离合器、导向轮、张力控制器、展纱轮、吐丝嘴、纤维轴辊、磁粉制动器、手摇柄。 

所述纤维缠绕装置采用螺旋缠绕方式，该装置还包含装有滚珠丝杠副。 

所述纤维缠绕装置通过旋转立柱、滚珠丝杠副、直线导轨互相配合实现不同直径工件进行纤维缠绕。 

所述展纱机构包括磁粉制动器、纤维轴辊、带制动的伺服电机、滚珠丝杠副、吐丝嘴、展纱轮、导纱轮。 

另外还提供了一种利用上述纤维缠绕装置进行缠绕成型的方法。 

一种纤维缠绕装置的缠绕成型方法，至少包含以下步骤： 

(1)将纱卷安装于展纱机构的纤维轴辊的芯轴上，端头设有上压盖和下压盖压紧卷纱，从而实现纤维轴辊的安装； 

(2)在一端，伺服电机经过磁粉离合器驱动工件进行转动，在另一端，伺服电机驱动纤维轴辊进行转动，纤维经吐丝嘴后经过展纱轮进行展纱，平展的纤维经过张力控制器后，又经过导向轮，最后缠绕在工件上，张力控制器通过测量驱动工件和驱动纤维轴辊之间的速度差，来进行纤维张力的测量，并能将测量的结果反馈到磁粉离合器和磁粉制动器，来对速度进行控制，从而对纤维的张力进行控制，并且能够实现电动机的反向转动。 

在工作台上装有精密减速器的交流伺服电机，电机驱动回转支撑，回转支撑与工作台连接，在工作台上固定好需要缠绕纤维的工件，这样电机就可以驱动工件进行转动。在测定好的距离位置上固定一旋转立柱，在旋转立柱上装有水平的直线导轨，在水平导轨上装有两个工作台，其中在两个工作台上都装有竖直的直线导轨，并且在两个工作台上分别装有展纱机构和张力控制机构，通过控制两个工作台上的竖直直线导轨在水平直线导轨上的位置(以缠绕的工件尺寸设置定位点)，从而实现对不同直径的工件进行缠绕。 

在上述的两个工作台中其中一个装有张力控制机构，张力控制机构中有一张力控制器，张力控制器通过测量驱动工件和驱动纤维轴辊的两个电动机的速度差，从而实现对纤维的张力测量，并且张力控制器能够控制磁粉制动器和磁粉离合器，从而实现对张力的控制，并且能够实现电动机的反转，实现反向缠绕。 

在上述的两个工作台中的另一工作台上装有展纱机构，滚珠丝杠副与直线导轨副按照纤维展开的螺旋角对纤维轴辊实施控制，使纤维能够与吐丝嘴保持平行，经吐丝嘴导向后的纤维通过一对展纱轮保持平展，经张力机构控制张紧力，最后经由导向轮将纤维按照确定螺旋线缠绕在工件上。