[发明专利]一种高刚度轻量化复合材料托架及其制造方法

说明书

本发明公开了一种高刚度轻量化复合材料托架及其制造方法，属于托架技术领域，解决了现有大尺寸托架质量大，电机负荷大，托架震颤明显的问题。该高刚度轻量化复合材料托架包括框架、大梁和托盘；框架是由多根管梁组成的方格框，框架设置在大梁上，大梁设置在托盘上；大梁设置有多根，多根大梁以托盘为中心呈散射状对称设置在托盘上，托盘与伺服电机连接。本发明适用于大尺寸托架。

技术领域

本发明属于托架技术领域，特别涉及一种高刚度轻量化复合材料托架及其制造方法。

背景技术

随着自动化生产线的大规模应用，一些领域对生产线上的托架提出了更高的要求，包括结构刚度、强度、稳定性等指标。以液晶屏生产线为例，因为新一代液晶玻璃面板面积很大、厚度薄，因此液晶玻璃的刚度很差，需要有足够刚度的支撑托架保证足够低的形变。另外，在转运过程中会产生震动，如果产生共振或者震动不能及时消减，薄玻璃板会产生偏移，影响后续的工序。

随着新一代玻璃面板的增大，重量也呈2次方的提高，现有的托架使用金属制作，会对伺服电机造成很大的负荷，且金属托架边缘震颤明显，同时也提高了生产线的成本。

发明内容

鉴于以上分析，本发明旨在提供了一种高刚度轻量化复合材料托架及其制造方法，用以解决现有大尺寸托架质量大，电机负荷大，托架震颤明显等问题。大尺寸托架是指单边长度(即相邻两根大梁远离托盘的方向最远端之间的距离)≥1m的托架。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种高刚度轻量化复合材料托架，包括框架、大梁和托盘；框架是由多根管梁组成的方格框，框架设置在大梁上，大梁设置在托盘上；

大梁设置有多根，多根大梁以托盘为中心呈散射状对称设置在托盘上，托盘与伺服电机连接。

在一种可能的设计中，大梁和管梁的材料为碳纤维增强树脂基复合材料。

在一种可能的设计中，托盘拉伸模量≥180GPa。

在一种可能的设计中，大梁为口型大梁，大梁的厚度大于管梁的厚度。

在一种可能的设计中，大梁横截面的高度为管梁横截面的高度的2倍以上，大梁的壁厚为管梁壁厚的2倍以上。

在一种可能的设计中，托盘与大梁通过螺栓连接，螺栓连接拧紧力矩与螺栓直径平方的比值≥1.2。

在一种可能的设计中，还包括角片，角片固定在管梁的交叉部位。

在一种可能的设计中，大梁的刚度为小梁的4-20倍。

在一种可能的设计中，框架的中心线部位与大梁连接。

本发明还提供了一种托架的制造方法，包括以下步骤：

加工托盘、管梁和大梁；

将管梁拼接或搭接成框架；

将框架安装到大梁上，将大梁安装到托盘上。

在一种可能的设计中，管梁和大梁采用碳纤维预浸料模压成型。

在一种可能的设计中，将管梁拼接是采用接头插入管梁的孔中，将等长的管梁拼接成框架。

在一种可能的设计中，将管梁搭接是先加工与框架等边长的管梁，根据框架方格的尺寸在管梁上加工出槽，将管梁搭接在一起。

在一种可能的设计中，将框架安装到大梁上时，先通过胶结将框架与大梁完全粘接，然后在管梁上打孔穿透管梁和大梁，用铆接或螺栓连接。

在一种可能的设计中，框架与大梁的胶粘区域的胶的剥离强度≥181MPa。

在一种可能的设计中，框架与大梁的胶粘区域的剪切强度≥27MPa。